part 7. tide and tidal current problems

16
The Cutterman’s Guide to Navigation Problems Part Seven: Tide and Tidal Current Problems Calculating tides and currents manually involves determining the height of tide or state of current at a reference station, determining offsets to your desired location, and then applying offsets to the reference station to find your exact values. Problems are based on the 1983 tide tables and 1983 tidal current tables. Descriptions of these tables are located in the preface. Frequently utilized tables from the Tide Tables and Tidal Current Tables are reprinted at the end of this Part. Tide Problems Problem 71 (CG703). The following question is taken directly from the USCG test bank and illustrates how to solve height of tide problems. On 5 March, 1983, at 0630 EST (ZD +5), what will be the predicted height of tide at Ocracoke, Ocracoke Inlet, NC. Answer: 0.1 foot. Step 1: Locate the desired port in the Tide Tables and note the reference station and any offsets required. For Ocracoke, Ocracoke Inlet, NC (station 2459), the reference station is Hampton Roads, Virginia. The offsets are: Time High Water Low Water Height High Water Low Water 1:23 1:00 *0.40 *0.40

Upload: cdnolan

Post on 12-Apr-2015

518 views

Category:

Documents


12 download

DESCRIPTION

The Cutterman's Guide to Navigation Problems

TRANSCRIPT

Page 1: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

The  Cutterman’s  Guide  to  Navigation  Problems  

Part  Seven:  Tide  and  Tidal  Current  Problems    Calculating  tides  and  currents  manually  involves  determining  the  height  of  tide  or  state  of  current  at  a  reference  station,  determining  offsets  to  your  desired  location,  and  then  applying  offsets  to  the  reference  station  to  find  your  exact  values.        Problems  are  based  on  the  1983  tide  tables  and  1983  tidal  current  tables.  Descriptions  of  these  tables  are  located  in  the  preface.    Frequently  utilized  tables  from  the  Tide  Tables  and  Tidal  Current  Tables  are  reprinted  at  the  end  of  this  Part.  

Tide  Problems    Problem  7-­‐1  (CG-­‐703).  The  following  question  is  taken  directly  from  the  USCG  test  bank  and  illustrates  how  to  solve  height  of  tide  problems.      On  5  March,  1983,  at  0630  EST  (ZD  +5),  what  will  be  the  predicted  height  of  tide  at  Ocracoke,  Ocracoke  Inlet,  NC.      Answer:  0.1  foot.    

Step  1: Locate  the  desired  port  in  the  Tide  Tables  and  note  the  reference  station  and  any  offsets  required.    

 

   

For  Ocracoke,  Ocracoke  Inlet,  NC  (station  2459),  the  reference  station  is  Hampton  Roads,  Virginia.  The  offsets  are:    Time   High  Water   Low  Water   Height   High  Water   Low  Water     -­‐1:23   -­‐1:00     *0.40   *0.40  

Page 2: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 Step  2: Find  the  tidal  information  for  the  reference  station  for  the  desired  

date.    

For  5  March,  1983,  the  tidal  information  is:    

0139:  2.5  feet  0800:  0.2  feet  1358:  2.0  feet  2003:  0.2  feet  

 Step  3: Determine  if  daylight  savings  time  is  in  

effect.    

The  problem  states  that  times  are  to  be  determined  in  EST,  which  means  daylight  savings  time  is  not  in  effect,  and  no  correction  to  the  tidal  times  is  required.  

 Step  4: Create  a  table  to  compute  tides  at  the  desired  location  near  the  

desired  time.      

Time   High  Water   Low  Water   Height   High  Water   Low  Water  Reference   01:39   08:00     2.0  feet   0.2  foot  Offsets   -­‐1:23   -­‐1:00     *0.40   *0.40  Ocracoke   00:16   07:00     0.8  feet   0.1  foot  

 Step  5: Answer  the  required  questions  regarding  the  state  of  tide.    

 The  question  asks  the  state  of  tide  at  0630,  which  is  30  minutes  before  the  time  of  low  water.    Refer  to  the  “Height  of  Tide  at  any  Time”  table  in  the  Tidal  Tables  (reprinted  at  the  end  of  this  Part).    The  duration  of  rise  or  fall  is  07:00  –  00:16  or  5  hours,  44  minutes.  The  time  from  nearest  high  water  is  30  minutes.  

 Entering  the  table  with  this  data  yields  a  height  correction  of  0.0  foot.  Therefore  there  is  no  offset  to  the  calculated  tide,  and  the  correct  answer  is  0.1  foot.  

Page 3: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 Problem  7-­‐2  (CG-­‐695).  The  following  question  is  taken  directly  from  the  USCG  test  bank  and  illustrates  how  to  solve  height  of  tide  problems.      On  10  August  1983  you  will  dock  near  Days  Point,  Weehawken,  on  the  Hudson  River  at  1800  DST  (ZD  +4).  The  charted  depth  alongside  the  pier  is  24  feet  (7.3  meters).  What  will  be  the  depth  of  water  when  you  dock?    Answer:  23.9  feet  or  7.2  meters.    

Step  1: Locate  the  desired  port  in  the  Tide  Tables  and  note  the  reference  station  and  any  offsets  required.    

 

   

For  Weehawken,  Days  Point,  NJ  (station  1521),  the  reference  station  is  New  York.  The  offsets  are:    

   

Step  2: Find  the  tidal  information  for  the  reference  station  for  the  desired  date.    For  10  August,  1983,  the  tidal  information  is:  0322   -­‐0.9  foot  0931   5.3  feet  1536   -­‐0.5  foot  2150   5.9  feet  

 Step  3: Determine  if  daylight  savings  time  is  in  effect.  

 

Time   High  Water  

Low  Water  

Height   High  Water  

Low  Water  

  +0:24   +0:23     -­‐0.3   0.0  

Page 4: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

The  problem  states  that  times  are  to  be  determined  in  DST,  which  means  daylight  savings  time  is  in  effect,  and  one  hour  must  be  added  to  determine  the  correct  times.  The  new  tidal  information  is:  

0422   -­‐0.9  foot  1031   5.3  feet  1636   -­‐0.5  foot  2250   5.9  feet  

 Step  4: Create  a  table  to  compute  tides  at  the  desired  location  near  the  

desired  time.      

Time   Low  Water   High  Water   Height   Low  Water   High  Water  Reference   16:36   22:50     -­‐0.5  foot   5.9  feet  Offsets   +00:23   +00:24     0.0   -­‐0.3  Weehaken   16:59   23:14     -­‐0.5  foot   5.6  feet  

 Step  5: Answer  the  required  questions  regarding  the  state  of  tide.    

 The  question  asks  for  the  height  of  water  at  the  time  of  mooring  (1800  DST).  The  height  of  water  is  MLLW  +  the  height  of  tide.    Using  the  Height  of  Tide  at  any  Time  table:    The  duration  of  rise  or  fall  is  14:59  –  21:14  or  6  hours,  13  minutes.  The  time  from  nearest  high  or  low  water  is  1  hour,  1  minute.  The  range  of  tide  is  6.1  feet.    Entering  the  table  with  this  data  yields  a  height  correction  of  0.4  feet.      Since  the  nearest  tide  is  low,  the  correction  is  applied  from  low  water.      1659  to  1800:  -­‐0.5  foot  +  0.4  feet  =  -­‐0.1  feet.      Since  the  height  of  tide  at  1800  is  -­‐0.1  foot  and  the  charted  depth  alongside  is  24  feet,  the  correct  depth  of  water  at  the  pier  at  the  time  of  mooring  is  23.9  feet.  

Page 5: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

Tidal  Current  Problems    Problem  7-­‐3  (CG-­‐1470).  The  following  question  is  taken  directly  from  the  USCG  test  bank  and  illustrates  how  to  solve  tidal  current  speed  problems.      What  is  the  predicted  velocity  of  the  tidal  current  2  miles  west  of  Southwest  Ledge  for  2330  DST  (ZD  +4)  on  7  September  1983?    Answer:  1.1  knots.    

Step  1: Locate  the  desired  location  in  the  Tidal  Current  Tables  and  note  the  reference  station  and  any  offsets.    The  reference  station  for  Southwest  Ledge  (station  2211)  is  The  Race.    The  offsets  and  tabular  data  are:    

Minimum  before  Flood  

Flood   Minimum  before  Ebb  

Ebb   Speed  ratio  (Flood)  

Speed  ratio  (Ebb)  

Minimum  before  flood  

Max  Flood   Minimum  before  Ebb  

Max  Ebb  

-­‐0:33m   -­‐0:33m   -­‐0:10m   -­‐0:08m   0.5   0.5   0/-­‐   1.5kts/321°T   0/-­‐   2.1  kts/  141°  T  

 Step  2: Determine  the  tidal  current  

information  for  the  reference  station.    The  reference  station  data  are:    

The  Race   Maximum   Velocity  Slack  Water   0212   4.8  Ebb  0525   0814   4.2  Flood  1119   1439   4.7  Ebb  1748   2037   4.3  Flood  2342     The  Race  

     

Page 6: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

Step  3: Determine  if  daylight  savings  time  is  in  effect  and  adjust  times  as  required.    The  problem  states  that  DST  is  in  effect.  To  obtain  DST  times,  one  hour  must  be  added.  The  corrected  data  are:    

The  Race   Maximum   Velocity  Slack  Water   0312   4.8  Ebb  0625   0914   4.2  Flood  1219   1539   4.7  Ebb  1848   2137   4.3  Flood  0042     The  Race  

 Step  4: Create  a  table  to  calculate  the  required  information  at  the  desired  

location.    The  problem  asks  for  the  velocity  of  the  tidal  current,  so  only  relevant  data  are  included  in  the  table.  

    Max  Flood  

Before  Desired  Time  

Velocity   Desired  Time  

Velocity   Slack  After  Desired  Time  

Velocity  

Reference  Station   21:37   4.3  kts  Flood  

    00:42   0  kts  

Offsets   -­‐0:33m   *0.5       -­‐0:10   0  kts  Southwest  Ledge   21:04   2.2  kts   2230   TBD   00:32   0  kts  

 Step  5: Answer  the  required  questions.  

 The  question  asks  for  the  velocity  at  a  specific  time  (2330  DST).    Table  3  in  the  Tidal  Current  Tables  gives  the  velocity  of  the  current  at  any  time  (Table  3  is  reprinted  at  the  end  of  this  Part).      The  interval  between  slack  and  desired  time  (2330)  is:  2330  to  0032  =  1  hr,  02  m.    The  interval  between  slack  and  maximum  current  is:  2104  to  0032  =  3  hr,  28  m.    Entering  Table  3  yields  a  correction  factor  (f)  of  0.5.    Per  the  instructions  in  Table  3,  the  factor  (f)  is  multiplied  by  the  maximum  tidal  current  velocity  to  yield  the  tidal  current  at  the  desired  time:  0.5  x  2.2  kts  =  1.1  kts  at  2230  DST  

Page 7: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

Problem  7-­‐4  (CG-­‐2066).  The  following  question  is  taken  directly  from  the  USCG  test  bank  and  illustrates  how  to  solve  tidal  current  problems  for  specific  time  windows.      You  want  to  transit  Hell  Gate  on  23  July  1983.  What  is  the  period  of  time  around  the  AM  (ZD  +4)  slack  before  ebb  when  the  current  will  be  less  than  0.5  knot?    Answer:  0939  to  0957.    

Step  1: Determine  the  tidal  current  information  for  the  desired  location.    Since  Hell  Gate  is  it’s  own  reference  station  no  offsets  are  required.  The  data  are:    

Hell  Gate   Maximum   Velocity  Slack  Water      0252   0552   3.3  Flood  0848   1146   4.4  Ebb  1503   1809   3.5  Flood  2107     Hell  Gate  

   

Step  2: Determine  if  daylight  savings  time  applies  and  adjust  times  as  required.    The  problem  states  that  DST  is  in  effect.  To  obtain  DST  times,  one  hour  must  be  added.  The  corrected  data  are:    

Hell  Gate   Maximum   Velocity  Slack  Water      0352   0652   3.3  Flood  0948   1246   4.4  Ebb  1603   1909   3.5  Flood  2207     Hell  Gate  

 Step  3: Answer  the  required  question.  

 a. The  question  asks  for  the  period  of  time  around  the  AM  slack  with  

current  less  than  0.5  knots.    The  AM  slack  is  at  0948  (technically  it  could  also  be  at  0352  but  in  this  case  the  question  seeks  the  0948  slack).    

b. To  find  the  duration  of  slack  water  (the  period  around  slack  with  a  given  current  speed),  utilize  Table  4  in  the  Tidal  Current  Tables  (Table  4  is  reprinted  at  the  end  of  this  Part).  

 

Page 8: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

The  maximum  current  is  4.4  knots  for  the  nearest  flood,  and  3.3  knots  for  the  nearest  ebb.    The  period  sought  is  for  a  window  of  current  less  than  0.5  knots.    Utilize  table  B,  because  the  question  deals  with  Hell  Gate.      The  duration  of  slack  (less  than  0.5  knots)  based  on  the  nearest  flood  is  15  minutes.    The  duration  of  slack  (less  than  0.5  knots)  based  on  the  nearest  ebb  is  20  minutes.    The  average  duration  of  slack  based  on  both  the  nearest  flood  and  nearest  ebb  is:  (15  min  +  20  min)  ÷  2  =  18  minutes.    Therefore,  if  slack  is  at  0948,  the  window  of  time  with  current  less  than  0.5  knots  is  0948  +/-­‐  9  minutes,  or  0939  to  0957.  

   

Page 9: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 

Additional  Problems  and  Answers    All  of  the  following  questions  were  taken  directly  from  the  2013  USCG  test  bank  and  illustrate  the  concepts  in  this  Part.  Note  –  not  all  problems  have  been  worked  and  are  subject  to  occasional  errors  in  the  database.  For  more  problems  and  answers,  see  the  USCG  database  of  questions  (database  information  located  in  the  preface).  Tide  and  tidal  current  problems  are  located  on  the  navigation  general  test.    Problem  CG-­‐107.  Determine  the  height  of  the  tide  at  1430  EST  (ZD  +5)  at  New  Bedford,  MA,  on  10  April  1983.    

a) 1.1  feet  b) 1.2  feet  c) 1.4  feet-­‐  correct  d) 1.7  feet  

 Problem  CG-­‐408-­‐  Determine  the  height  of  the  tide  at  2045  EST  (ZD  +5)  at  Augusta,  ME,  on  8  March  1983.    

a) 1.4  feet  (0.5  meter)  b) 1.9  feet  (0.6  meter)-­‐  correct  c) 2.3  feet  (0.7  meter)  d) 2.6  feet  (0.8  meter)  

 Problem  CG-­‐439.  Find  the  height  of  the  tide  at  Port  Wentworth,  GA,  on  5  October  1983,  at  1840  DST  (ZD  +4).    

a) 3.0  feet  b) 3.5  feet  c) 4.0  feet  d) 4.4  feet-­‐  correct  

 Problem  CG-­‐447.  For  3  November  1983,  at  0830  EST  (ZD  +5)  at  Catskill,  NY,  what  is  the  predicted  height  of  tide?      

a) +0.1  foot  b) -­‐0.6  foot-­‐  correct  c) +0.9  foot  d) -­‐1.3  feet  

 Problem  CG-­‐697.  On  2  November  1983  at  1630  EST  (ZD  +5),  what  will  be  the  predicted  height  of  tide  at  Fulton,  FL?    

a) 2.8  feet-­‐  correct  b) 3.4  feet  

Page 10: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

c) 4.2  feet  d) 5.6  feet  

 Problem  CG-­‐1517.  What  will  be  the  height  of  tide  at  Three  Mile  Harbor  Entrance,  Gardiner’s  Bay,  NY,  at  0700  (ZD  +5)  on  14  November  1983?    

a) 1.1  feet  b) 1.7  feet-­‐  correct  c) 1.9  feet  d) 2.2  feet  

 Problem  CG-­‐336.  At  what  time  after  1400  EST  (ZD  +5),  on  4  January  1983,  will  the  height  of  tide  at  Port  Wentworth,  GA  be  3.0  feet?    

a) 1612  b) 1630  c) 1653-­‐  correct  d) 1718  

 Problem  CG-­‐695.  On  10  August  1983  you  will  dock  near  Days  Point,  Weehawken,  on  the  Hudson  River  at  1800  DST  (ZD  +4).  The  charted  depth  alongside  the  pier  is  24  feet  (7.3  meters).  What  will  be  the  depth  of  water  when  you  dock?    

a) 23.5  feet  (7.1  m)  b) 23.9  feet  (7.2m)-­‐  correct  c) 24.9  feet  (7.5m)  d) 26.3  feet  (8.0m)  

 Problem  CG-­‐2001.  You  are  to  sail  from  Elizabethport,  NJ  on  22  May  1983  with  a  maximum  draft  of  28  feet.  You  will  pass  over  an  obstruction  with  a  charted  depth  of  27  feet.  The  steaming  time  from  Elizabethport  to  the  obstruction  is  1h  40m.  What  is  the  earliest  time  (ZD  +4)  you  can  sail  on  the  afternoon  of  22  May  and  pass  over  the  obstruction  with  3  feet  of  clearance?      

a) 1407-­‐  correct  b) 1331  c) 1303  d) 1242  

 Problem  CG-­‐1470.  What  is  the  predicted  velocity  of  the  tidal  current  2  miles  west  of  Southwest  Ledge  for  2330  DST  (ZD  +4)  on  7  September  1983?    

a) 1.3  knots-­‐  correct  b) 1.6  knots  c) 1.9  knots  d) 2.2  knots  

Page 11: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 Problem  CG-­‐1515.  What  will  be  the  direction  and  velocity  of  the  tidal  current  at  Provincetown  Harbor,  MA  at  1045  DST  (ZD  +4)  on  5  May  1983?    

a) 0.0  knot  at  135°  T  b) 0.2  knot  at  135°  T  c) 0.4  knot  at  315°  T-­‐  correct  d) 0.6  knot  at  315°  T  

 Problem  CG-­‐1524.  What  will  be  the  time  of  maximum  flood  current  at  the  Sagamore  Bridge  on  the  Cape  Cod  Canal  during  the  morning  of  6  December  1983  (ZD  +5)?    

a) 0708-­‐  correct  b) 0712  c) 0716  d) 1020  

 Problem  CG-­‐1526.  What  will  be  the  velocity  and  direction  of  the  tidal  current  at  Old  Ferry  Point,  NY,  at  1340  EST  (ZD  +5)  on  5  February  1983?    

a) 0.8  knot  at  060°  T  b) 0.8  knot  at  240°  T  c) 1.0  knot  at  076°  T  d) 1.4  knot  at  076°  T-­‐  correct  

 Problem  CG-­‐1536.  What  will  be  the  velocity  of  the  tidal  current  at  Port  Royal,  VA  at  1505  DST  (ZD  +4)  on  4  June  1983?    

a) 0.0  knot  b) 0.1  knot  c) 0.4  knot-­‐  correct  d) 0.7  knot  

 Problem  CG-­‐1537.  What  will  be  the  velocity  of  the  tidal  current  in  Bolivar  Roads,  Texas,  at  a  point  0.5  miles  north  of  Ft.  Point,  on  23  November  1983  at  0330  CST  (ZD  +6)?    

a) Slack  water-­‐  correct  b) 0.8  kt  c) 1.2  kts  d) 3.4  kts  

 Problem  CG-­‐2069.  You  will  be  entering  the  Mystic  River  in  Connecticut.  What  is  the  current  at  the  Highway  Bridge  at  1900  EST  (ZD  +5)  on  24  January  1983?    

a) 2.2  knots  flooding  

Page 12: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

b) Slack  water  c) Slight  ebb-­‐  correct  d) 2.5  knots  ebbing  

 Problem  CG-­‐2066.  You  want  to  transit  Hell  Gate  on  23  July  1983.  What  is  the  period  of  time  around  the  AM  (ZD  +4)  slack  before  ebb  when  the  current  will  be  less  than  0.5  knot?    

a) 0939  to  0957-­‐  correct  b) 0943  to  0953  c) 0844  to  0852  d) 0348  to  0356  

 Problem  CG-­‐2068.  You  want  to  transit  Pollack  Rip  Channel,  MA  on  6  April  1983.  What  is  the  period  of  time  around  the  0955  (ZD  +5)  slack  water  in  which  the  current  does  not  exceed  0.3  knot?    

a) 0911  to  0955  b) 0940  to  1010  c) 0955  to  1044  d) 0935  to  1017-­‐  correct  

 Problem  CG-­‐409.    Determine  the  time  after  0300  CST  (ZD  +6)  when  the  velocity  of  the  tidal  current  will  be  0.5  knot  on  16  April  1983  at  Port  Arthur  Canal  Entrance,  TX.    

a) 0436  b) 0507-­‐  correct  c) 0538  d) 0554  

 Problem  CG-­‐405.  Determine  the  duration  of  the  first  PM  slack  water  on  3  March,  1983,  east  of  the  Statue  of  Liberty,  when  the  current  is  less  than  0.1  knot?    

a) 10  minutes  b) 13  minutes-­‐  correct  c) 16  minutes  d) 19  minutes  

 Problem  CG-­‐1469.  What  is  the  period  of  time  from  around  1008  FST  (ZD  +4)  at  Canapipsit  Channel,  MA  on  7  August  1983,  in  which  the  current  does  not  exceed  0.4  knots?      

a) 0945  to  1031  b) 0950  to  1026  c) 0955  to  1021-­‐  correct  d) 1000  to  1024  

Page 13: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 Problem  CG-­‐1148.  The  predicted  time  that  the  flood  begins  at  the  entrance  to  Delaware  Bay  is  1526.  You  are  anchored  off  Chestnut  Street  in  Philadelphia.  If  you  get  underway  bound  for  sea  at  1600  and  turn  for  8  knots,  at  what  point  will  you  lose  the  ebb  current?    

a) Billingsport  b) Marcus  Hook  c) Mile  63-­‐  correct  d) Mile  52  

       

Page 14: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

 

Page 15: Part 7. Tide and Tidal Current Problems

   

Page 16: Part 7. Tide and Tidal Current Problems