提高配电网抗台风能力技术措施的探讨

本文分析了福建省配电网遭受台风和热带风暴袭击后的受灾情况与特点，针对性提出了在配电网在规划、设计、施工及运行、改造中应采取的提高配电网抗击台风和热带风暴能力的技术措施。     

我国台风监测预报预警体系的现状及建议

近年来,在全球气候变暖背景下,全球高影响台风事件频发,灾害影响日趋严重。在我国,以登陆台风为代表的极端天气事件呈明显增多的趋势,登陆台风的平均强度明显增强、强台风数量明显增多,台风登陆时间更加集中、登陆季节明显缩短。分析了我国台风灾害的特征及台风监测、预报预警体系的现状和存在的问题,提出了在我国经济社会快速发展时期加强我国台风监测预报预警体系的对策建议和措施。     

近海山地台风风场特性实测研究

基于2017年台风“海棠”和台风“纳沙”登陆近海山地时的实测数据,选取10 min平均风速≥10 m/s的强风样本,研究了平均风速、湍流度、阵风因子和地面粗糙度指数的变化规律,并分析了不同风速区间的风剖面和湍流剖面的变化规律。结果表明:台风登陆过程中风速时程呈双“M”型四峰分布,平均风向发生了260°的转变,10 m高度处湍流强度在0.15~0.34波动,并随地貌粗度指数增大有增大的趋势。实测得到风剖面和湍流剖面与规范GB 50009?2012进行了对比,不同高度处的平均风速变化符合指数率的变化趋势;两个测风塔实测得到台风风场的风剖面指数α均值为0.15和0.14大于季风风场的风剖面指数,接近GB 50009?2012中B类地貌规定值,但台风风场中的湍流强度剖面参数要大于GB 50009?2012中B类地貌规定参数值,该文结果可为近海山区工程结构抗台风设计提供参考。     

台风岁岁有 关注年年增

正面对中国年年都有台风,预警和科学传播要深入民心,以避免预防台风的心理疲劳或小看台风的危害,如此才能全方位地防范台风,并极大减少台风对人们造成的伤害。台风造成的危害又主要表现在三个方面,一是大风,二是暴雨,三是风暴潮。截至7月19日晚,超强台风威马逊先后在中国海南、广东、广西三省区三次登陆,已造成至少17人死亡,多地遭受重创。其中,海南130.18万人受灾,经济损失108亿元;广东254万人受灾,经济损失131亿元;广西232.67万人受灾,经济损失16.25亿元。     

台风岁岁有关注年年增

截至7月19日晚，超强台风威马逊先后在中国海南、广东、广西三省区三次登陆，已造成至少17人死亡，多地遭受重创。其中，海南130.18万人受灾，经济损失108亿元；广东254万人受灾，经济损失131亿元；广西232.67万人受灾，经济损失16.25亿元。     

从神话人物到动、植物,台风名称由何而来

正9月14日,中央气象台发布台风预警,"今年第22号台风‘山竹’可能于16日至17日在广东西部到海南东部一带沿海登陆"。随后,"山竹登陆"的话题在微博热搜榜居高不下。网红"山竹"以其罕见的规模和威力出尽了风头。值得关注的是,"山竹"是12年前给菲律宾带来灾难性影响的台风"榴莲"的补位者。那么,台风到底从何而来?它又是如何命名的呢?     

台风“玛莉亚”风场WRF模拟及最大风速半径的非对称特性

台风具有极强的破坏性，准确重现台风风场是保证台风影响区结构安全的关键。最大风速半径作为台风场计算的关键参数之一，研究其分布特性十分重要。以对我国产生严重影响的1808号超强台风“玛莉亚”为例，借助中尺度数值预报模式WRF，开展了该台风期间风场的精细化模拟。为保证模拟风场的准确性，共设置了7种参数化方案组合进行对比。利用最优的模拟结果对风场的分布特点进行研究，分析了地形变化对台风结构的影响。搜索出台风各方向的最大风速半径，并引入工程中常用的Holland气压模型及参数风场中的梯度风速来说明最大风速半径非对称性的影响。研究表明：不同微物理方案对台风“玛莉亚”路径模拟的影响很小，但对海面最低气压有一定影响，采用Lin微物理方案、RRTM长波辐射方案、Dudhia短波辐射方案，模拟效果较好；台风“玛莉亚”期间风场受下垫面地形变化影响较大，当地形由海面转为陆地时，风速逐渐下降；最大风速半径具有较强非对称性，忽略其非对称性会影响径向气压和风速的分布。     

中小尺度嵌套下考虑停机位置的大型风力机体系风振响应分析

国内外风工程界采用的风力机体系风效应分析方法通常基于良态气候模式,而台风边界层风特性不同于良态气候模式,台风作用过程中会表现出明显的时空变异性和多尺度涡结构。针对现存土木工程台风模型理论体系过度简化的问题,引入考虑真实台风场强变异性和衰减效应的中尺度天气预报模式(WRF)对“鹦鹉”台风进行高时空分辨率模拟,重点对比台风登陆前、登陆时和登陆后台风风向和风强特征,并结合模拟台风中心路径与实测路径的对比结果验证了中尺度台风“鹦鹉”模拟的有效性。以中国东南沿海地区某风电厂5 MW水平轴风力机为对象,基于WRF模拟获得近地面三维风场数据,并结合小尺度CFD大涡模拟技术分别对叶片单个旋转周期不同停机位置工况进行三维非定常数值模拟。在此基础上,结合有限元完全瞬态法对不同停机工况进行了风振响应动力时程分析,提炼出停机位置对体系风振响应和风振系数的影响规律,最终归纳总结了台风作用下大型风力机体系最不利停机位置。结果表明:采用WRF模式可以有效模拟近地面台风风场,拟合的台风剖面指数为0.076;台风下塔架内力和风振系数显著增大,尤其是与塔架相对位置最近的叶片风振响应最为不利,内力最大增幅达35%。分析发现:当台风作用下大型风力机处于停机状态,下叶片与塔架完全重合(工况1)时为最不利,旋转至上叶片完全重合(工况5)时安全余度最大。     

关于露天设置的起重机抗御台风问题

1991年9月27日,19号台风在日本长崎县佐世保市附近登陆.这次台风给该地区的民房、树木和露天设置的起重机带来了极大的危害.本文主要介绍被损起重机的情况,分析锚定装置的布置和结构、地面锚定基础和起重机被损坏的钢结构,并提出提高起重机抗风能力的意见.     

台风作用下风-浪-潮三维环境等值面模型

台风登陆时常伴随强风、巨浪和风暴潮,如何获取台风下的风、浪、潮数据并确定给定重现期下的环境参数成为制约跨海桥梁设计的关键科学问题。以跨海桥梁众多的舟山海域为例,采用SWAN+ADCIRC耦合模型,对过去32年间影响该海域的49次台风过程依次开展数值模拟,利用模拟出的台风作用下风、浪、潮参数建立100年重现期下的环境等值面,讨论了环境参数选取方法对环境等值面模型的影响。研究表明:该文建立的数值模型能为后期构建联合概率及环境等值面模型提供可靠的数据来源;三维嵌套Frank Copula能较好拟合风-浪-潮三维联合概率分布;给定重现期的环境等值面形状受数据选取时刻影响较大,其中风暴潮增水最大值对选取方法最为敏感。     

虎门悬索桥址的台风谱测量

本文介绍虎门悬索桥址台风谱测量，指出它和一般台风谱的差别以及由气和大气稳定度形成的强生趣水汽量对风谱的影响，并归纳为对近地层不同高度适用的台风谱的相似性公式。     

苏通大桥凤凰台风现场实测分析

苏通大桥地处中国东部沿海地区,该地区易受台风袭击.为了分析该桥桥址区的实际台风特性,建立桥址区台风特性数据库,在大桥塔顶、主梁跨中及梁端安装了超声风速仪进行桥址区风特性现场实测.2008年7月台风"凤凰"袭击江苏时,风速仪记录了经过桥址区的三维强风样本.通过对实测凤凰台风数据的分析,得到了10-min平均风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度以及紊流功率谱密度函数等强风特性.结合与现行桥梁抗风规范的对比,总结了桥址区的台风特性及规律.结论为大桥的抗风评价提供了可靠依据,同时可供华东沿海地区其它工程结构的抗风参考.     

良态风及台风不同风谱对结构风雨振反应对比分析

为了比较良态风及台风风场对结构风雨耦合作用的影响,利用良态风及台风风谱生成风雨荷载时程曲线进行时程反应分析。首先介绍了常用的良态风和台风的不同风谱以及雨荷载计算模型,采用谐波叠加法生成脉动风速以及风雨荷载时程曲线,将风雨荷载施加在输电塔上进行分析,得到了不同情况下的输电塔顶点加速度均方根。计算结果表明,在风单独作用下或风雨共同作用下,由台风风谱计算的输电塔顶点加速度均方根大于良态风风谱的计算结果,良态风下的风雨振加速度均方根增大百分比大于台风的计算结果,最大达到了24.43%。因此在台风登陆期间应重视台风的高湍流度和降雨对结构的撞击作用。     

考虑台风空间位置的桥址区风特性模型实测研究

风特性是桥梁结构抗风设计的前提条件。为准确表征台风移动对桥址区风特性的影响，利用桥梁结构健康监测系统测得的多次台风实测数据，研究了考虑台风空间位置的桥址区风特性模型。基于已有台风解析模型和台风路径数据，模拟了台风过境期间桥址区平均风速时程，并利用实测结果验证了解析模型的有效性。在此基础上，分析了湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度等脉动风特性参数随桥址区和台风中心距离的变化规律，据此研究了脉动风特性参数的空间分布模型。结果表明，已有台风解析模型可实现桥址区平均风速的模拟；台风空间位置变化对桥址区脉动风特性影响显著，空间分布模型能有效反映台风移动过程中桥址区脉动风特性的基本变化特征，可为大跨度桥梁等工程结构设计与运维提供有益参考。     

信息技术在台风灾害中的防治作用

台风是我国沿海地区常发的灾害性天气,对我国的国民经济与人民群众的生命财产安全造成巨大的损失,本文从台风的形成、造成的影响阐述信息技术在监测、预防台风、公共服务防治台风灾害、各行行业防治台风灾害等方面中的作用。     

我国台风路径预报误差分析

通常随着台风出现的是暴雨巨浪等破坏程度较大的自然灾害,对群众的财产生命造成巨大损失。对台风的路径进行精确地预报,是有效降低台风灾害损失保护人民安全的重要手段。基于此,笔者在文中通过对我国2005年-2012年的24 h台风路径数据进行路径误差分析,找出造成台风路径预报误差的主要原因,并结合实际给出几点减小台风路径预报误差的建议,为提高我国台风路径预测正确率提供参考。     

运用气象标准抗战台风灾害

台风年年都产生，且数量大都超过20个，其所造成的危害，众所周知。正是因为广大气象工作者的努力，制订了多种标准，其中包括发布台风预警信号的标准和各种应急方案，他们严格按准则办事，从而面对台风自然灾害，显得游刃有余。     

影响同安的台风与降水特性分析

本文对影响同安的台风和台风暴雨特性做了分析,为台风预报服务提供参考。     

台风气候大跨度桥梁风振响应研究

以中国东南部沿海台风多发区3类典型大跨度桥梁为例,即长江三角洲区域舟山群岛西堠门大桥,上海长江大桥和珠江三角洲区域广州新光大桥,运用Monte-Carlo随机模拟算法,结合大量台风历史实测数据.再现了台风气候条件下桥位工程场地风环境参数取值特点;考虑桥梁结构几何非线性效应、多种气动力荷载共同子孟均风及瞬时风攻角效应,由时域有限元计算方法比较了良态与台风气候条件下大跨度桥梁风振响应.利用大气边鹘绮惴缍幢欢闪鞣⑸爸?再现了台风条件下新光大桥全桥气弹模型流场特征和风振响应过程,基于中跨拱肋二维节段模型高频天平测力试验识别了台风强紊流条件下气动导纳函数,进一步精细化地分析了台风条件下新光拱桥风致振动响应特点.     

大跨径桥梁三维台风风场数值模拟

台风灾害频发以及大跨径桥梁塔高、质轻和阻尼弱的特点,台风作用下大跨径桥梁的安全评估十分必要,大跨径桥梁三维台风风场合理模拟是面临的首要问题。利用三次样条函数,模拟台风时变平均风速;采用更新时变平均风速的谐波合成法,实现台风风速脉动部分的数值模拟;并考虑空间点群风速相关性,建立三维台风风场模拟方法。基于进化谱理论,推导非均匀调制进化功率谱(简称进化谱),建立台风风场模拟验证方法;通过对比进化谱与模拟功率谱,对台风模拟结果进行验证。选取沿海地区某大跨斜拉桥为例,应用构建的三维台风风场模拟与验证方法,进行实例桥梁风场分析。结果表明,采用更新时变平均风速的谐波合成法,并考虑空间点群风速相关性,可实现三维台风风场的模拟。