辽宁省防御202106号台风“烟花”的工作实践

受第6号台风“烟花”影响,辽宁省大部分地区发生了局地强降雨过程。辽宁省防指认真贯彻落实党中央、国务院、国家防总和省委、省政府的安排部署,强化“四预”措施的落实,坚持人民至上、生命至上,科学指挥,成功防御,最大限度减轻灾害损失。文中对辽宁成功防御台风“烟花”的具体做法进行分析研究,为今后开展防汛防台风工作提供借鉴。     

防御台风“烟花”的实践与思考

台风是一种破坏力很强的自然灾害,如何有效防御台风并降低其带来的灾害损失是一项重要课题。本文介绍了2021年第6号台风“烟花”对徐州市贾汪区造成的影响,总结全区上下防御台风的实践经验,并针对应对此次台风灾害暴露出来的薄弱环节提出4项工作措施。     

“烟花”台风对钱塘江涌潮影响的数值模拟

2021年7月25日“烟花”台风登陆于浙江舟山,恰逢天文大潮期,对钱塘江涌潮产生了较大的影响。为研究该强台风对涌潮的影响,建立了台风暴潮作用下的涌潮数学模型,采用“烟花”台风登陆期实测数据进行数学模型的验证,模型较好地复演了台风登陆期潮位和涌潮的变化过程。拟定计算方案以分离台风的直接和间接影响,计算结果表明:受“烟花”台风登陆时的逆风影响,台风对盐官河段涌潮的直接影响明显较间接影响小。“烟花”台风登陆时盐官潮差为3.59 m,盐官—老盐仓的涌潮传播速度增加7.7%,一线潮和回头潮的潮头高度平均增加0.30和0.22 m。“烟花”台风使盐官一线潮和老盐仓回头潮的潮到时间分别提前62和65 min。     

舟山本岛海域“烟花”台风风暴高潮位研究

近年来登陆或严重影响浙江的强台风频率上升,北移次数增多,对舟山本岛及邻近岛屿经济活动威胁越来越大,开展舟山本岛风暴高潮位研究十分必要。分析了"烟花"台风在舟山本岛造成的风暴高潮位分布,基于海区的实测潮位资料及构建的风暴潮模型计算的风暴高潮位,揭示了本次风暴高潮位总体东部低、西部高、中部局部低值区的特征,中部局部低值区与天文高潮位的分布有关。本岛海域“烟花”台风风暴高潮位差异可达0.5 m以上;“烟花”台风若在本岛天文大潮高潮位登陆,定海至岱山风暴高潮位会继续抬高0.1~0.4 m;若南移至大目涂位置且在高潮位登陆则会造成本岛周边更高的风暴高潮位,超过本次风暴高潮位0.2~0.8 m。应高度重视风暴潮高潮位的区域差异性和变化特征,进一步提高区域风暴潮灾害防御能力。。     

通州湾规划港区对台风暴潮的冲淤响应研究

基于ADCIRC+SWAN模式和Delft3D+SWAN模式建立双层嵌套的通州湾及周边海域的水沙动力数学模型。根据路径特征将影响通州湾的所有台风分为５类,选取每类的代表性台风驱动模型,模拟不同类型台风期间通州湾规划港区及周边水道沙洲系统的泥沙冲淤情况,剖析水道沙洲系统对台风暴潮的响应。结果表明:台风造成的通州湾规划港区及周边水道沙洲冲淤变化总体不大,在±0.40 m以内;北侧掠过型和东侧掠过型台风引起的海域冲淤相对较大;从空间分布上看,三港池口门附近及口外航道内容易淤积,腰沙、冷家沙浅滩区容易侵蚀。风暴期间港区北部冷家沙外侧水道出现严重淤积,原冷家沙浅滩区出现显著侵蚀,虽然一场风暴过程的冲淤量不足以影响港口运营及通航,但需注意长期时间尺度上对总体冲淤趋势的影响。     

浙东淤泥质潮滩试挖槽台风骤淤观测分析

在浙东开敞海区的淤泥质浅滩上开辟深水航道具有一定的风险。试挖槽试验表明,浅滩上泥沙粒径变化较大,台风作用下试挖槽内泥沙聚集,快速密实,淤积量较大,发生骤淤,仅存在少量的浮泥。骤淤现象主要由于浅滩处于破波带,泥沙属于极细沙,试挖槽内流动弱,槽底泥沙群体沉速大。     

“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。     

三门核电厂取排水工程冲淤试验研究

通过三门核电厂取排水工程局部动床模型试验,论证了电厂取排水工程对附近海域的流场和泥沙冲淤的影响,并重点研究了其对邻近涉水工程的影响,为电厂水工构筑物的设计和安全分析提供科学依据。     

台风“烟花”期间黄浦江上游洪水过程及高水位分析

为研究2021年第6号台风“烟花”期间黄浦江上游洪水过程和高水位特征,在统计分析实测资料的基础上,利用产汇流模型计算,分析了黄浦江上游洪水下泄过程,高水位时空分布特征及成因。结果表明：台风“烟花”前期,受潮位顶托影响,黄浦江上游边界潮水上溯明显,后期边界洪水显著增大,主要通过黄浦江上游干流下泄;受台风强度大、移速慢,风暴潮洪叠加,外河低潮过高,乘潮排水能力降低,黄浦江上游底水趋势性抬升等综合影响,黄浦江上游各潮位站最高水位普遍超历史,超历史幅度由北向南、由下游往上游递增。研究成果可为黄浦江上游防汛工程调度的优化完善提供基础支撑。     

台风“烟花”和“黑格比”在浙江省平湖市形成的暴雨洪水分析及防洪对策研究

平湖市位于杭嘉湖平原东端,是浙江省接轨上海市的前沿高地,也是长三角区域一体化发展的核心区之一,地位十分重要,但其地势低洼,常受暴雨、洪水、高潮侵袭。依据实测资料和暴雨洪水调查成果,分析2021年“烟花”和2020年“黑格比”2次台风暴雨洪水对平湖市的影响及其成因和特性,在此基础上提出改进防御理念、优化工程布局、完善工程体系等措施,并基于MIKE11构建杭嘉湖平原河网一维水动力模型模拟分析工程实施效果,为沿海平原河网区域暴雨洪水灾害防御提供借鉴。     

国外典型水利枢纽下游河道冲淤演变特点

水利枢纽的修建将引起下游河道水沙条件的变化,尤其是水利枢纽对河流泥沙的拦蓄作用,打破了下游河道原有的相对平衡状况。为适应新的水沙条件,河道将发生冲淤调整,导致下游河势、河型变化,对下游河道的防洪及航运等产生较大的影响。对国外典型水利枢纽修建后下游水沙条件变化特点、下游河道的冲淤演变特点、河势与河型的变化等进行了分析研究。研究结果表明:水利枢纽修建后,下游河道普遍具有冲刷降低的趋势,下游河道的冲淤变化、河势及河型的变化受河岸与河床组成、河道平面形态及水库运行方式等多因素影响。     

黄河上游孔兑高含沙洪水特点与冲淤特性

黄河上游孔兑高含沙洪水经常造成其下游决堤、干流淤堵等洪水灾害,孔兑高含沙洪水具有峰高量大、含沙量高且陡涨陡落、持续时间短的特点.初步研究认为,孔兑高含沙洪水具有极强的输沙能力,当含沙量超过300kg/m3后,所需水流强度不再增加甚至有减少的趋势;当洪峰流量低于1000m3/s时孔兑河道有冲有淤,断面的调整主要表现为主槽冲刷和滩地淤积;当洪峰流量超过1000m3/s时河槽即可发生全断面的强烈冲刷,冲刷程度随洪峰流量增大而增大.孔兑泥沙进入干流后难以排出内蒙古河段,成为导致内蒙古河段淤积萎缩、排洪排凌能力下降的重要原因.     

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响.为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究.结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低.各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施.     

三门湾下洋涂围垦工程堤前波浪要素分析

分析了三门湾下洋涂海区的海域特征,采用波浪折射和绕射数值模拟,表明下洋涂的西南围区受外海混合浪的影响较大。为此,采用风浪生成模型摸拟了局部海域的风浪,结果与实测结果较为一致。从而建议下洋涂围区的设计波要素取值外海浪和局部风浪共同作用段,采用H=!H12 H22计算堤前合成浪的波高。     

杭州湾南岸电厂取水口海区泥沙冲淤分析

杭州湾南岸电厂取水口所在海床的冲淤情势是取水口高程设置和电厂安全运行需要考虑的核心要素。基于工程海区不同历史时期的地形资料,结合水沙运动规律、人类活动和二维潮流泥沙数学模型计算,分析了工程海区海床演变规律和趋势。结果表明:工程所在海床属于杭州湾南岸滩涂的一部分,摒弃围垦引起的短期冲刷效应,海床长期处于缓慢淤涨态势,淤积速率约0.04 m/a;沿岸潮流的输沙作用以及围填海等人类活动是海床淤涨的主因。工程建设后,取水口区域仍将保持淤积态势,周边规划工程亦将使取水口床面区域产生0.2 m左右的淤积。研究成果可为取水口方案的确定提供理论依据和数据支撑。     

大铲湾突堤开槽的水环境响应

基于构建的中国南部伶仃洋二维水动力及水质模型,从潮流场、换水周期和污染带变化分析了粤港澳大湾区东部典型研究区大铲湾在突堤码头根部开槽的水环境响应。结果表明：大铲湾湾尖区域相对封闭,水流运动缓慢,受入湾河流陆源排污影响,水污染问题较为突出;开槽后,由于增加了新的潮汐通道,湾尖区域的涨落潮动力提高,换水周期明显缩短,污染带范围显著缩小,湾尖污染带面积占比随着开槽宽度的增加表现为先快速下降、后趋近平缓的特点;综合考虑海湾水环境改善效果和工程经济性,认为合理的开槽宽度为60～100 m。