近年风暴潮对山东海岸及海岸工程的影响

讨论了风暴潮对山东海岸的侵蚀及近年来山东海岸工程破坏的原因,并着重指出,采用较短年限潮位资料导致校核高潮位偏低是海岸工程破坏的重要原因之一。建议利用长系列资料重新推算不同重现期的校核高潮位。本文推荐胶州湾附近的50年一遇的校核高潮位为5．54m。     

风暴潮对海岸环境的影响

风暴潮以它强大的作用力使沿岸的地质环境发生重大变化。在这些变化中，有使地质环境向不利于人类生产和生活方向发展的变化，如：破坏沿岸设施、发生海岸的蚀退、造成大面积海水入侵和土地的盐碱化等。同时也应看到，风暴潮的到来，使周围环境发生的另一类变化：环境的清洁、带来充足的水资源及对地下卤水资源的补充等。     

台风风暴潮极值高潮位的统计预报

本文通过分析前期高潮位、台风参数与极值高潮位的关系，建立了一个包括台风中心气压、局地风速、前期高潮位的三元线性回归的极值高潮位预报公式，并考虑到同一参数对极值高潮位不同时刻的影响，引进权函数，在此基础上，实现了回归计算和极值高潮位预报的计算机自动化。在实时预报中，只需输入台风参数，即可得到极值高潮位值。     

台风“利奇马”对渤海风暴潮影响研究

利用实测资料对比和FVCOM数值模拟等方法,研究了"利奇马"台风风暴潮在渤海的演变规律。研究表明:渤海沿岸的风暴潮过程是由局地风"直接作用"及外部天气系统"间接影响"共同作用引起的,且它们引起的风暴潮时空分布明显不同。在"利奇马"台风风暴潮中,"直接作用"引起的风暴增水在渤海湾和莱州湾沿岸分别约占总风暴增水的2/3和1/2。     

辽东湾顶部风暴潮数值计算

辽东湾顶部浅海区水产资源丰富,是理想的水产养殖基地,同时这一带海底地质构造有良好石油、天然气开发前景.辽东湾顶亦是风暴潮多发性岸段.风暴潮对海洋资源开发与保护有很大影响,百年来这一带曾多次发生风暴潮灾害,其中最严重的一次是1915年7月19～30日发生的特大风暴潮,当时营口市内积水1m以上,可平地行船.     

广东台山岬湾砂质海岸侵蚀影响因素

在海平面上升的背景下,海岸侵蚀灾害日趋加剧,砂质海岸普遍遭受海洋侵蚀.基于广东台山浪琴湾海滩和望头湾海滩2个岬湾砂质海岸的调查资料,对其海岸侵蚀现状、影响因素等进行研究分析,认为风暴潮与人为因素是目前岬湾砂质海岸侵蚀最大的影响因素.为防止砂质海岸侵蚀、保护砂质海岸提供科学参考.     

莱州湾东部潮上带土地利用对海岸蚀退的影响

基于二维浅水方程、波作用守恒方程和对流扩散方程, 建立了波浪-潮流-泥沙耦合数值模型, 分析了最近20 年来莱州湾东部潮上带土地利用对海岸蚀退的影响。结果显示, 潮上带土地利用改变 了风暴潮时的水动力边界条件, 显著增大了岸线附近的水流流速。随着潮上带养殖设施覆盖比例的 提高, 从平面分布看, 岸线附近侵蚀显著加重, 侵蚀条带平行岸线并向下游延伸、向海侧拓展; 从剖 面分布看, 岸线两侧侵蚀深度显著增大、范围明显扩展, 水下岸坡的闭合水深加大, 闭合点外移; 从 动力条件变化看, 岸线附近水流流速最大。分析表明, 最近20 年来大规模的潮上带土地利用是莱州 湾东部海岸蚀退的重要影响因素。     

8114号台风风暴潮对山东沿海影响的分析

本文对8114号台风风暴潮的特征、台风海浪及对山东沿海地区造成的影响进行分析。     

广东省惠东县小完山海岸侵蚀特征及原因分析

基于海岸侵蚀现状调查和多时相遥感影像,分析了广东省惠州市惠东县小完山附近海岸侵蚀状况,并结合海岸动力学知识,对其原因进行了初步探讨。研究发现在选取的3个岸段内呈现出3种不同的海岸变化状态,自北向南依次为沙滩粗化、海岸堆积和海岸侵蚀后退。分析认为在海平面上升的大背景下,台风和风暴潮是造成海岸侵蚀的主要原因。     

渤海风暴潮概况及温带风暴潮数值模拟

分析研究表明,天津沿海是世界上风暴潮最频发区和最严重的区域之一,风暴潮灾一年四季均有发生,除夏季有台风风暴潮灾害发生外,春、秋、冬季均有灾害性温带风暴潮发生.采用球坐标系下的二维风暴潮模式,对1969年4月23日引起渤海最大温带风暴增水过程进行了数值模拟.对风场和增水过程的计算结果验证表明,该模式可用于温带风暴潮的工程计算,并且只要依据文中方法计算出预报气压场和风场,该模式也具有预报能力.     

基于海气耦合模型的渤海两种类型风暴潮数值模拟与对比分析

渤海一年四季都易受到由温带风暴和热带气旋所致风暴潮的影响。为了缓解风暴潮灾害对海岸地区人员生命财产的影响,十分有必要了解大型风暴潮的发生过程和机制。目前大部分研究主要局限于单一的温带风暴潮或台风风暴潮。本文利用所构建的海气耦合数值模型研究了发生于渤海的两种类型的风暴潮,对发生在渤海的2次典型强风暴潮过程进行了模拟。由WRF模型模拟得到的风场强度和最低海平面气压与实测数据吻合较好,由ROMS模型模拟得到的风暴潮期间水位变化过程与潮位站观测结果也吻合较好。对两种类型风暴潮期间的风场结钩、海面风应力、海洋表面平均流场以及水位分布进行了分析对比,并将耦合模型结果与非耦合模型结果进行了对比。研究表明,渤海两种类型风暴潮期间的风场结钩、海面风应力、海洋表面平均流场以及水位分布等均存在巨大差异。渤海风暴潮的强度主要由海洋表面的驱动力所决定,但同时也受海岸地形地貌的影响。     

The impact of coastal reclamation on tidal and storm surge level in Sanmen Bay,China

In recent years,fast economic development demands for more land use and thus many reclamation projects are initiated around the Sanmen Bay,Zhejiang,SE China in the East China Sea,for which tidal and storm surge levels are reassessed.A two-dimensional numerical model based on an advanced circulation model(ADCIRC)was applied to evaluate the impact of reclamation projects on tidal and storm surge levels in the bay.The results show that the shoreline relocation and topographic change had opposite effects on tidal heights.Shoreline relocation decreased the tidal amplitude,while siltation caused topographic change and increased the amplitude.Such variations of the amplitude were significant in the top areas of Sanmen Bay.Three types of typhoon paths were selected for a case study to investigate the impacts of shoreline relocation and topographic change on storm surge level.Results show that the maximum increase in storm surge level due to shoreline relocation was less than 0.06 m.The rise of peak surge level due to the change of topography was significant and the peak surge level rose when siltation increased.The maximum surge level rise occurred in the path of northwest landing typhoons,which exceeded 0.24 m at the top of the bay.The rise in peak surge level can potentially lead to severe damages and losses in Sanmen Bay and more attention needs to be paid to this problem of shoreline change in the future.     

风暴潮三维数值计算模式的研究及在渤海湾的应用

以实验室二维温带风暴潮数值模型为基础,综合考虑海洋潮波动力与风应力联合作用,建立温带风暴潮三维数值计算模型.模型从推导三维风暴潮基本控制方程出发,并应用交替方向隐格式(ADI)方法对方程进行离散求解.对于浅水动边界,模型采取局部深槽、缩小水域的活动边界处理方法.利用拟三维数值计算方法,并提出了非平面水深等分模式和平面等水深分布模式,应用这两种计算模式分别对渤海湾2009年5月8～10日发生的风暴潮过程进行了数值模拟.将风暴潮位计算结果和增水位计算结果与塘沽验潮站的实际观测数值进行对比验证,结果显示受风应力与潮波联合作用的风暴潮位和增水位与实测数据吻合良好;通过比较得到了平面等水深分布模式的计算成果要比非平面水深等分模式的计算成果更接近观测资料的结论,为风暴潮预报提供了理论依据.     

Computational investigation of typhoon-induced storm surge in Hangzhou Bay,China

The Hangzhou Bay faces frequent threats from typhoon-induced storm surge and has attracted considerable attentions of coastal researchers and environmental workers. A three-dimensional storm surge model system based on Finite-Volume Coastal Ocean Model (FVCOM) and analytical cyclone model is applied to investigate the hydrodynamic response in the Hangzhou Bay to tropical typhoon. This model has been used to reproduce the storm surge generated by Typhoon Agnes (No. 8114) and the simulated wind field and water elevations have been compared with the available field observations. A series of numerical experimental cases have been conducted to study the effects of land reclamation project (shoreline relocation and seabed deformation) and cyclonic parameters (minimal central pressure (MCP), radius to maximal wind (RMW) and translation speed (TS)) on the hydrodynamics in the Hangzhou Bay. The results show that the shoreline relocation and seabed deformation could generate much higher storm surge in the vicinity of reclamation project with the shoreline relocation making main contribution (about 70%) to this increase. It is found that among the cyclonic parameters, RMW is the most important factor affecting the peak surge in the Hangzhou Bay.     

罗源湾海域台风风暴潮数值模拟研究

本文以福建罗源湾海域为重点研究区域,结合台风风暴潮数值模式,对不同强度、不同方向台风引起的风暴潮增（减） 水规律进行了数值模拟研究。通过对影响罗源湾海域的历史台风分析,确定了影响该区域的两种典型台风路径,即东南-西北移动 （NW-SE） 和南-北移动 （N-S） 路径。文中结果表明：在两种典型路径台风到达罗源湾海域时,罗源湾内的风暴增水达到极值,在超强台风 （中心气压及最大风速：945 hPa,55 km/h） 作用下,NW-SE 和 N-S 路径下增水极值分别为3.9 m 和 3.67 m。随着两种典型台风路径从湾外向湾内平移,湾内不同岸段的风暴增水表现出不同的规律：北岸和西岸增水逐渐增大且在典型台风路径过湾顶向西平移约 15 km 处达到最大;湾内南岸区域增水逐渐减小且在台风路径过湾口向湾外平移约 15 km 处达到最大;湾口站点增水极值随路径平移无明显变化。对于 N-S 典型路径方向,台风中心过罗源湾后有明显减水现象,且越靠近湾内的站点减水程度越大,超强台风作用下湾内西北角站点减水达 2.80m,而 NW-SE 路径的台风风暴减水现象不明显。     

温州近岸围堤对风暴潮漫滩影响的数值研究

利用-套基于非结构网格且能计算海水漫堤溢流的超高分辨率风暴潮漫滩数值模式模拟由9417号台风特大风暴潮引起的漫滩,结果与实测吻合良好。此外,选取超强台风强度并以9417台风路径为南路径,往北每间隔30 km为中路径和北路径设计了3条台风路径,进行了-系列数值模拟得出:近岸围堤加大了风暴潮、漫滩淹没对温州的威胁,而且由南路径引起的漫滩深度和中路径引起的漫滩面积影响最大。究其原因,近岸围堤对外海风暴潮在温州近海及瓯江口传播的阻隔和分流作用,两者综合变相加大了风暴潮往瓯江口北侧海域、瓯江北口、瓯江中上游的输送量。     

浙江沿海超强台风作用下风暴潮增水数值分析

基于河口海岸水动力二维数值模型,建立风暴潮与天文潮耦合作用的数值模式,通过三次强台风和二次超强台风引起的风暴潮增水模拟和分析,证实该模式可用于浙江沿海增水预测.以1949年以来登陆我国大陆沿海最强的"5612"号台风作为典型的超强台风,利用本模式计算分析了超强台风在浙北至浙南5个不同地点登陆遭遇大潮时可能出现的风暴潮增水过程和最大增水,该结果对于海岸工程的防护具有实际的意义.     

Long-term variation of storm surge-associated waves in the Bohai Sea

When investigating the long-term variation of wave characteristics as associated with storm surges in the Bohai Sea,the Simulating Waves Nearshore(SWAN)model and Advanced CIRCulation(ADCIRC)model were coupled to simulate 32 storm surges between 1985 and 2014.This simulation was validated by reproducing three actual wave processes,showing that the simulated significant wave height(SWH)and mean wave period agreed well with the actual measurements.In addition,the long-term variations in SWH,pattems in SWH extremes along the Bohai Sea coast,the 100-year retum period SWH extreme distribution,and waves conditional probability distribution were calculated and analyzed.We find that the trend of SWH extremes in most of the coastal stations was negative,among which the largest trend was-0.03 m/a in the western part of Liaodong Bay.From the 100-year return period of the SWH distribution calculated in the Gumbel method,we find that the SWH extremes associated with storm surges decreased gradually from the center of the Bohai Sea to the coast.In addition,the joint probability of wave and surge for the entire Bohai Sea in 100-year return period was determined by the Gumbel logistic method.We therefore,assuming a minimum surge of one meter across the entire Bohai Sea,obtained the spatial SWH distribution.The conclusions of this study are significant for offshore and coastal engineering design.     

围填海工程对渤海湾风浪场的影响

为了深入了解围填海工程对波浪场特别是风浪场的影响,针对10 a 围填海工程对渤海湾地形岸线的改变,将 SWAN(Simulating Waves Nearshore)海浪数值模式应用到渤海湾,讨论了人类大工程对渤海湾风浪场的影响.采用欧洲气象中心每天4次的风场资料作为驱动,模拟渤海湾2000年和2010年的风浪场,着重分析岸线变化显著的3个港口工程(曹妃甸、天津港和黄骅港)附近海域的波浪要素变化.研究结果表明,工程建筑物存在后,有效波高呈减小趋势,港池和潮汐通道内的有效波高减小幅度较大.港口地理位置和海底地形也与岸线变化共同影响着港口附近海域的波浪场分布.围填海工程对波浪有效波高及周期影响的程度不大,有效波高减小值在0.2 m 以下,周期几乎不变.