上海市防御台风战略对策探讨

一、台风与防台工程设施的基本情况 上海滨江临海，北界长江口，南临杭州湾，东濒浩浩东海，横贯市区的母亲河黄浦江，上通太湖，下接长江口。潮汐和季风，加上地势低平，又居势带气旋北上之要冲，决定了上海易受梅雨、暴雨、风暴潮、下泄洪水等影响，濒遭水灾，并以风暴潮影响为大。     

长江河口动力与风暴潮相互作用研究

长江口是我国最大的河口,风暴潮是本地区最严重的自然灾害之一.本文分析了本地区风暴潮发生的特点,建立了中尺度气象模式驱动下长江感潮河段河口海岸风暴潮预报数学模型,分析了风暴潮与长江河口动力的相互作用.结果表明,长江河口地区受风暴潮作用特别明显,河口风暴潮最大增水在江阴与徐六泾之间,其位置受上游径流和河口潮汐的影响而摆动;并指出了长江口天文潮、风暴潮与长江洪水作用的一般规律,预测了长江口风暴潮作用下的洪水位.     

长江口深水航道的选择及其治理原则

在长期系统研究的基础上，分析对比了长江口的水流动力、泥沙运动和河床演变等各种条件，选择了北槽作为长江口深水航道先予治理，确立了符合长江口实际情况的治理原则．长江口深水航道一、二期治理工程的实施，已取得了良好的治理效果和巨大的经济效益．     

长江口北槽潮波传播变化特征研究

长江口深水航道治理工程实施后,北槽河势发生了巨大变化,北槽河床形态、水深的变化必将影响长江口潮波传播。为研究长江口潮波传播的变化,利用非结构网格FVM方法建立了大通至外海的大范围数学模型,研究长江口深水航道治理工程各分期工程对潮波传播的影响。研究表明长江口深水航道治理一期工程因工程量相对较小,工程实施后,北槽潮波变化相对较小;二期工程后北槽潮波能量损失较大,高潮位略有抬升,低潮位大幅度抬升;三期工程后,潮波变化与二期工程基本一致。北槽导堤工程引起的潮波能量损失较小,丁坝工程致使潮波能量损失较大。     

长江口深水航道整治原理

回顾了长江口治理研究工作的简要历程．扼要地介绍了国内外一些主要潮汐河口深水航道的整治经验．根据长江口的水文、泥沙及河床特征，给出了确定长江口整治河段治导线的起始断面宽度、沿程放宽率和曲率半径等主要参数的方法．提出了整治工程建筑物平面布置的一般原则和确定导堤长度和堤顶高程的依据．长江口深水航道治理工程的一、二期工程实施以来的整治段河床变化表明，本文提出的整治原理基本符合长江口地区的实际情况．     

长江口深水航道影响浅析

针对长江口深水航道治理工程对长江口的水动力、泥沙回淤、生态环境及经济效益等方面的影响进行分析。     

上海长江口风暴潮数值预报模型实例研究

风暴潮是一种灾害性的自然现象。为了有效提高风暴潮数值预报精度,以上海长江口沿海为研究对象,构建了长江口风暴潮数值预报模型。该模型能够模拟风暴潮与天文潮等多重因素作用下潮水位过程变化。为了验证模型,选取201718号超强台风"泰利"作为典型案例,并对该场台风过程引起的风暴增水进行了跟踪预报。经验证,台风"泰利"的中心位置距上海沿岸400 km以外,未造成超过1.00 m的风暴增水;且预报潮位精度良好,能够满足风暴潮预报要求。     

海平面上升对长江江阴以下河段风暴潮增水的影响

随全球气候变暖,海平面呈加速上升态势。长江口地处西北太平洋风暴盆地的西北缘,地势低洼,被评估为风暴潮灾害影响下的脆弱区。为研究海平面上升后长江江阴以下河段风暴潮位的变化,建立了精细化长江口天文潮-风暴潮耦合数学模型。该模型模拟分析了海平面上升后,在9711号“芸妮”和1509号“灿鸿”这两种典型台风作用下,长江口近岸天文潮和风暴增水的响应规律。研究结果表明:预计未来100年,海平面抬升70 cm后,长江口平均潮位上升50～80 cm。长江口江阴以下河段及近岸区域增水极值略微下降。增水极值自上游江阴到下游牛皮礁先增后减,增水极值沿程最大值的具体位置与台风路径、台风强度密切相关。研究可为中长期长江口沿岸城镇防洪排涝提供一定的理论依据。     

对长江口近期整治有关问题的思考

长江口规划批复实施后，局部水域如白茆小沙水域、北港口门水域及北支下口顾园沙水域等，河势调整出现了一些新的不利变化，导致规划安排的整治工程难以实施，同时，还有部分遗留问题在规划修订阶段未得到有效解决。长江口的治理是一个长期的动态过程，结合社会经济发展要求，针对上述水域存在的问题进行了初步探讨，并提出了相应的治理方案，以为今后长江口的治理工作提供借鉴。     

长江口深水航道工程社会经济效益分析

长江口深水航道工程产生了多方面的效益,从工程的社会经济效益角度进行评价与分析。分析表明,长江口深水航道治理工程带来长江口地区货运量的增长,适应船舶大型化的趋势,改善通航条件,提高了大型船舶的运营水平。工程的航运效益体现在船舶大型化、中转减少、船舶候潮时间减少、货物时间价值节约等方面。长江口深水航道治理工程推动了长江沿线城市化的发展,创造了大量的劳动岗位,带动了行业科技创新与进步的发展。     

“烟花”台风影响下长江南通以下河段的增水分布特征

为探讨台风对河口区域的影响,构建了覆盖中国东南沿海大范围数学模型,对2106号台风“烟花”产生的风暴潮进行了模拟,与实测气象及水位数据对比表明该模型可靠、合理。基于此模型,研究了“烟花”台风在长江口地区风暴潮增水的时空分布特征。研究表明,“烟花”台风期间,长江口区域整体表现为增水状态,最大增水大于0.5 m区域北至连云港、南至台州。南通以下河段最大增水值分布较均匀,均在1.5 m左右;上游区域增水幅度随潮汐过程呈规律波动,增水在涨潮中间时刻达到最大,于落潮中间时刻降至最低,至下游区域,波动规律逐渐消失;0.5 m以上增水历时从上游至下游逐渐减小。     

Effects of cluster land reclamation projects on storm surge in Jiaojiang Estuary,China

Variations in coastline geometry caused by coastal engineering affect tides, storm surges, and storm tides. Three cluster land reclamation projects have been planned for construction in the Jiaojiang Estuary during the period from 2011 to 2023. They will cause significant changes in coastline geometry. In this study, a surge-tide coupled model was established based on a three-dimensional finite-volume coastal ocean model (FVCOM). A series of numerical experiments were carried out to investigate the effects of variations in coastline geometry on tides, storm surges, and storm tides. This model was calibrated using data observed at the Haimen and Ruian gauge stations and then used to reproduce the tides, storm surges, and storm tides in the Jiaojiang Estuary caused by Typhoon Winnie in 1997. Results show that the high tide level, peak storm surge, and high storm tide level at the Haimen Gauge Station increased along with the completion of reclamation projects, and the maximum increments caused by the third project were 0.13 m, 0.50 m, and 0.43 m, respectively. The envelopes with maximum storm tide levels of 7.0 m and 8.0 m inside the river mouth appeared to move seaward, with the latter shifting 1.8 km, 3.3 km, and 4.4 km due to the first project, second project, and third project, respectively. The results achieved in this study contribute to reducing the effects of, and preventing storm disasters after the land reclamation in the Jiaojiang Estuary.     

Spatio-temporal distribution characteristics and influencing mechanisms of storm surge in Guangdong. Hong Kong and Macao Greater Bay AreaEI北大核心CSCD

基于1970—2018年珠江口潮位站历史潮位资料，结合风暴潮数值模拟结果，统计分析了粤港澳大湾区风暴潮的时空分布特征并探讨了风暴潮增水影响机理。结果表明：在空间分布上，伶仃洋、狮子洋、前航道等区域出现较大增水的频率较高，与该区域特殊的地理位置及伶仃洋河口湾漏斗状形态产生的能量辐聚有关，增水极值与台风登陆地点和台风强度均有关系；风暴潮发生时间主要集中在7—9月，占全年总次数的74.4%；影响粤港澳大湾区的强台风以上级别的台风频次增加趋势明显，各站点历年最高潮位呈增加趋势，平均速率为0.02~0.03m/a；台风路径对风暴潮增水的空间分布有较大影响，当台风在大湾区西岸登陆，距离台风登陆点约2.5倍最大风速半径的位置可产生较大的增水值；最大增水随着台风中心压强的降低而升高，中心压强每下降10hPa，最大增水值上升0.4~1.1m；当台风移动速度接近8.3m/s，珠江口形成较为稳定的风暴潮水位梯度，产生较大的风暴潮增水。     

潮汐河口闸下风暴潮特征模拟

潮汐河口闸下风暴潮水位对于河道防洪排水至关重要。以苏北里下河主要入海通道射阳河、黄沙河、新洋河和斗龙河等建闸河口为例,采用模型嵌套的方法,以平面二维数学模型模拟了里下河地区“9711”台风风暴潮期间闸下河段的潮汐水流和风暴潮运动过程,研究了闸下风暴潮水位相对河口风暴潮水位的变化特征。模拟结果显示,底摩擦、浅水变形、边界反射等相互作用影响,闸下风暴潮水位和潮汐水位存在一致的变化特性,即高潮位抬升,低潮位下降,潮差(增水)增加;涨潮历时缩短,落潮历时延长;风暴潮水位的变化幅度大于同时期的潮汐水位,风暴潮过程对于闸下排水具有显著影响。在与闸顶高程一致的上游水位条件下,相比天文潮过程,“9711”风暴潮过程可减少闸门过流流量的20%~25%。     

河北沧州沿海风暴潮特征与防御措施

对黄骅港潮位资料进行了分析,阐述了该海区风暴潮特点及潮灾影响因素,并分析了灾情构成及海堤抗御风暴潮的效益,对防潮减灾措施进行了探讨。     

长江口登陆台风增水数值模拟

1810号强台风“安比”是1990年以来直接登陆上海的最强台风,却并未诱发较大风暴增水。采用ERA-Interim数据集作为背景风场资料建立了双重嵌套的高分辨率风暴潮与天文潮耦合数学模型,研究了台风“安比”在长江口地区风暴潮增水特征及成因。结果表明:台风期间增水主要集中在长江口北支出口沿岸,而长江口南支在台风登陆后出现明显的减水过程,台风登陆位置导致了长江口南、北支增水分布的差异;移行风对台风路径右侧增水影响更大,除梯度风场的向岸风作用外,落潮期间移行风场的作用致使连兴港附近岸段风暴增水平均增幅26.8%;除台风强度外,台风路径也是影响长江口地区风暴增水大小的重要因素之一。     

长江口细颗粒泥沙过程

本文对长江口细颗粒泥沙过程研究进行了总结,并提出了今后重点研究方向1）长江口细颗粒泥沙是非均匀沙，其运动机理究竟如何？2）大规模水利工程究竟如何影响长江口最大浑浊带?3）在长江口细颗粒泥沙过程的数学模拟中,如何考虑河口波、流相互作用(耦合)及其对近底细颗粒泥沙输移的影响?4）整个长江口水域瞬时、连续的水深、含沙量、地形变化资料的获*粒泥沙过程数学模拟的精度。5）长江口悬沙以拉格朗日模式输运,而过去大多悬沙观测调查是在欧拉模式中进行，如何进行欧拉和拉格朗日模式对比研究?6）风暴潮、台风等对长江口细颗粒泥沙运动的影响。     

黄浦江河口建闸研究40年回顾与展望

在简要阐述黄浦江历史演变、水文特性和历年风暴潮灾害的基础上,回顾了黄浦江河口建闸研究历程及相关成果,并提出了下一步主要研究方向。前期研究结果表明：黄浦江河口建闸是黄浦江防洪能力提升总体方案的重要组成部分,是解决上海永久防洪(潮)问题的必然选择;挡潮闸的基本功能是挡风暴潮、适应通航,合理调度挡潮闸对洪、潮共同作用引起的流域超标准高水位具有较大控制作用;挡潮闸设防标准建议为100年使用期末可防御千年一遇潮位,且闸孔单孔总净宽超过300 m,对行洪、航运、河势影响较小且能控制闸室淤积。下一步研究重点为弯道建闸对河势、航运的影响,关闸时机和频次对挡潮效果、航运的影响,挡潮闸闸型对功能、关闸时长、河道淤积的适应性以及突破跨度对受力的影响等。鉴于河口建闸并不能完全解决中上游堤防的防洪能力提标,建议同步实施中上游堤防加高加固,并在两项工作完成前做好防汛应急预案。     

Inundation analysis of the effectiveness of an estuarygate in Hori River

Storm surges and floods around bays in Japan frequently result in water disasters. Both dikes and estuary gates can be constructed in urban areas near bays as counter measures. Estuary gates at the mouth of a river are intended to protect the upstream areas from storm surges and tsunamis. The sewer systems in urban areas also decrease the inundation. In this study, a numerical simulation is carried out to examine the effectiveness of the estuary gate and performance of the sewer system. A synthetic analysis model of inundation phenomena is developed and applied to the behavior of water in the urban area near the Nagoya Port and the estuary region of the Hori River. The developed model consists of models for the sea, river, sewer, overland flood flow, and typhoon. The inundation analysis model is validated by a comparison of analytical and observed results. The features of the inundations in the urban area caused by various conditions are discussed.     

Inundation analysis of the effectiveness of an estuarygate in Hori River

Storm surges and floods around bays in Japan frequently result in water disasters. Both dikes and estuary gates can be constructed in urban areas near bays as counter measures. Estuary gates at the mouth of a river are intended to protect the upstream areas from storm surges and tsunamis. The sewer systems in urban areas also decrease the inundation. In this study, a numerical simulation is carried out to examine the effectiveness of the estuary gate and performance of the sewer system. A synthetic analysis model of inundation phenomena is developed and applied to the behavior of water in the urban area near the Nagoya Port and the estuary region of the Hori River. The developed model consists of models for the sea, river, sewer, overland flood flow, and typhoon. The inundation analysis model is validated by a comparison of analytical and observed results. The features of the inundations in the urban area caused by various conditions are discussed.