珠江三角洲河网区极端水位事件风险传递规律

为研究珠江三角洲河网区极端水位事件的风险传递规律,基于13个水位站点1957—2016年的月水位资料,利用pair-copula结构构建珠三角河网区水位的风险传递模型,分析不同情景下极端水位在空间上的风险传递机制及其时间变化规律。结果表明:在低降水量条件下,珠三角河网区低水位风险顺向(上游至下游)和逆向(下游至上游)传递的概率均显著增大;高降水量条件下夏季丰水期的高水位顺向传递风险更高,低降水量条件下冬季枯水期的低水位顺向和逆向传递风险均较高;受人类活动影响,在高降水量条件下,1987—2016年夏季丰水期的高水位顺向传递风险比1957—1986年显著增强;在低降水量条件下,1987—2016年冬季枯水期低水位的顺向和逆向传递风险比1957—1986年显著增强。

极端水位对长江中游船舶交通流特征的影响

极端水位下长江中游航道通航条件受到影响,通航管理部门通常采取必要管制措施,继而船舶交通流宏、微观特征发生变化。以长江中游太平口水道发生极端低水位,采取上下行间歇性封航措施为例,结合线性速度-密度关系下的船舶交通波模型,解释封航发生及解除后船舶交通流的集结、消散过程。结果表明:因封航产生的船舶交通流最大排队长度、阻塞时间与封航时间成正比。通航管理部门需制定科学详尽的通航计划,最大程度地减小封航影响。

鄱阳湖夏季极端水位条件下越冬水鸟多样性、空间分布及其保护对策

鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是具有国际意义的候鸟越冬地.近年来,鄱阳湖水文情势异常使得候鸟越冬环境更加复杂.本文以2020年鄱阳湖出现夏季极端水位为背景,基于2019和2020年鄱阳湖越冬水鸟同步调查数据,探讨了夏季极端水位对越冬水鸟丰富度和空间分布的影响.研究结果表明:夏季极端水位条件下鄱阳湖越冬水鸟的总数量、群落结构和优势物种组成相对稳定,水鸟数量由597307只下降至572358只,主要是鸭科、鸥科、鹳科、鸬鹚科和鹮科鸟类数量明显下降;食块茎、食种子和食鱼集团水鸟数量均有所下降.水鸟的整体空间分布格局变化不大,主要栖息地仍为鄱阳湖保护区和上饶湿地的碟形湖及人控湖汊,越冬水鸟向人工湿地扩散加剧.2019年在人工湿地主要记录到灰鹤926只、白鹤3只;2020年则记录到白鹤2215只、灰鹤7294只、白头鹤88只、白枕鹤378只、豆雁550只、鸿雁3100只、灰雁3200只和小天鹅1543只.2020年冬季人工湿地中的越冬水鸟数量比2019年增加显著.鄱阳湖夏季极端水位导致沉水植物群落崩溃,造成植食性水鸟在天然湿地中的越冬食物短缺,从而导致种群空间分布格局出现明显变化,这也是鹤类和雁类水鸟前往人工湿地觅食的主要原因.因此,在夏季洪水频发的背景下加强人工湿地管理,是当前解决越冬水鸟天然湿地食物资源短缺的重要措施.

千岛湖极端水位变化对温跃层的影响

为分析千岛湖极端水位变化对温跃层的影响,在水温垂直剖面数据缺测情况下,采用率定后的一维水动力模型DYRESM模拟了不同水位变幅下的温跃层,并设置了极端水位变化情况(情景1)和正常水文条件(情景2)两种情景进行对比分析;基于湖泊分析程序Lake Analyzer计算了两种情景下温跃层表层和底层深度、温跃层厚度和施密特稳定度等。模拟结果表明:情景1水体混合期为2013年11月20日至2014年3月23日,同时段内情景2水体混合期则为2013年12月5日至2014年3月16日;情景1在高水位时,湖体从上到下呈“混合层、温跃层、均温层(30~40 m水层)、温跃层、均温层”的双温跃层结构,同时段内情景2则呈“混合层、温跃层、均温层”的单温跃层结构;情景1与情景2相比,平均水位低2.24 m,施密特稳定度均值低119.19 J/m^(2),可见极端水位变化条件下出现的低水位情况能显著降低水体稳定度。

21世纪中叶天津沿海地区极端高水位趋势预测

据统计,天津沿海地区50年一遇的风暴潮极端增水水位为+4.092m,开展控沉工作后的地面下沉速率约为15mm/a,目前沿岸海挡顶面高程一般为+4.332m。参考孟加拉湾、伦敦、汉堡等沿海地区在2050年海平面上升(取较今高约0.2m的推测值)背景下的极端增水趋势预测(增加0.5m),推测天津沿海地区2050年的极端高水位将增加到+4.792m(4.092m+0.2m+0.5m),现有海挡顶面高程将下沉至+3.687m(以2007年为起算年份)。2050年极端高水位将比届时的海挡顶面高1.105m,由此将加重风暴潮水漫溢致灾的危险。如果再考虑波浪叠加、河口效应、极端海面上升等不确定因素的影响,危险将更加严重。

龙口港极端设计水位的组合估计

传统的单因素极端设计水位计算方法忽略了天文潮位与风暴潮增水的联合作用。已经提出的天文潮与风暴潮增水的组合方法,也未能把二者当作相关的事件来考虑。选取龙口港连续25 a风暴潮增水和天文潮位资料,采用二维Log-nor-mal理论分布进行计算,估计了多年一遇风暴潮增水与天文潮位的联合重现值,所得极端水位可供海岸防灾部门作为设计参考。

海平面上升引发的极端高水位的频率风险评估模型及其应用——以宁波为例

海平面上升是全球变化研究的热点,海平面上升引发的极端高水位事件将严重威胁沿海城市的经济发展和社会生活。因此在当前气候变化背景下,开展极端高水位事件的风险评估显得尤为重要和迫切。对此引入频率风险思想,从极端高水位事件发生的频率、强度和造成的后果等角度构建了频率风险的概念模型和评价指标体系,建立了基于耿贝尔极值法、灰色Verhulst模型和Arc GIS平台的极端高水位频率风险评估模型;以浙江省宁波市为例,进行了气候变化情景下不同极端高水位发生频率对我国沿海城市遭受经济损失的风险评估实验。结果表明,基于国内外众多学者对我国极端高水位预估情景,2050年极端高水位事件的发生频率预期将远大于当前,沿海城市岸堤的防范能力较之目前将有大幅度的降低;并给出了不同强度的极端高水位事件对宁波市构成潜在威胁和经济损失风险的定量评估。

印尼爪哇电厂设计水位推算分析研究

基于现场长期和临时潮位站实测资料,采用多种方法对印尼爪哇电厂的设计水位进行了推求,评价了不同推算方法引起的差异,并分析了原因和风险,给出了推荐的设计水位。

探讨太湖历史极端洪水发生年份和水位高程

较之气候水文平均态的缓慢变化,特大洪水引发的灾害对人类社会影响更加显著,而关注极端洪水、认识小概率事件需要更长时间序列。本文通过对太湖钻孔的沉积和磁学参数特征研究,对比太湖文物发掘的历史洪水资料,试图多指标定量重建太湖长序列极端洪水。太湖水则碑对1600～1954A.D.特大洪水记录了15次,通过与现代洪水仪器记录对比和论证,其最低4.03m水位相当于1921～2004A.D.观测太湖的年最高水位80%百分位。太湖钻孔中的沉积粒度和磁化率特征捕捉了水则碑洪水序列中的85%的洪水年,同时补充了水则碑洪水漏失的信号。3次能够被历史文献佐证的洪水沉积信号发生在1766A.D.、1875A.D.和1882A.D.,其洪水水位估计在4.0～4.1m,4.1～4.2m和4.13～4.23m。频谱分析显示了沉积洪水指标与水则碑洪水指标具有3个同步的重现期,分别约在90～102年、60～62年和42～44年。分析历史洪水与PDO一致性的统计关系,获得估计概率为0.17～0.20,肯定了太湖洪水年与PDO存在关联,反映出历史洪水的发生与现代过程相同,受到了太平洋季风环流和夏季降水控制。这些结论为延长洪水时间系列、分析小概率事件、认识极端洪水特征和重现期等提供了重要水文依据。

嵊山防波堤工程浅水波高变形计算

对所给嵊山附近海域的海图进行处理,画出工程点附近海域的网格(99*85)得到工程点附近海域的水深资料.利用P3分布计算50年一遇的波高作为为初始波高,以高潮累积频率10%和低潮累积频率90%来计算设计高、低水位,采用波向线法并结合水深数据利用VB程序得到由外海向工程点传播的波向线折射图和波浪传播到工程点时的波高。

福建海岸带极端高水位频率分析比较研究

我国福建沿海城市遭受台风影响严重,风暴潮位的重现期研究对评价海塘防御能力具有重要的意义。本文选用福建沙埕站作为研究站点,通过对常用的三种频率分析方法Gumbel、Lognormal以及Weibull进行比较,结果表明Lognormal方法在对极端水位估计中,其表现优于其他方法,与实测值的相关性最好,且均方根差也最小,同时对历史最高水位的估计绝对误差也最小。LognormalP-Ⅲ方法是相对其他方法偏安全的,对工程同样具有指导作用,得出的结论对工程应用也有实际的借鉴价值。

海上风电及潮汐电站海洋水文设计浅析

海洋水文为海洋工程规划、设计、施工、管理、运行、决策提供水文依据。海洋水文设计有关参数影响到建筑物类型的选择和结构计算,也影响工程的安全、运行、投资和效益。结合海上风电及潮汐电站水文设计方面的实践,对有关水文设计内涵和水文设计参数对工程的影响,以及设计需要注意的问题进行了分析和总结。

气候变化时港口极端高水位重现期的预测分析

以IPCC第五次评估报告发布的气候情景RCP2.6为背景,利用浙江乍浦1954—2012年的最高潮位数据建立灰色均生函数模型,对乍浦未来几十年的最高水位进行预测,通过耿贝尔曲线法计算海平面上升不同情况下的极端高水位的重现期.结果表明:灰色均生函数模型在极端高水位的模拟和预测方面具有较高的精度,但其对极值的预测略有欠缺,更适用于平均态的预测;随着气候的变化,极端高水位的重现期发生明显变化,二三十年后原百年一遇的极端高水位可能变为二三十年左右一遇.

海平面上升对沿海工程顶面高程确定的影响

随着海平面的上升,沿海地区的年最高水位的极值及重现期已发生变化,对沿海工程顶面高程的确定产生了重大影响。以吴淞为例,以码头顶面高程为研究对象,用纯经验曲线法计算重现期;并根据IPCC第5次评估报告假定情景下的海平面上升情况,计算各情景下港口码头顶面高程的变化。结果表明海平面上升对码头顶面高程确定的影响非常明显,对顶面高程较低的码头的影响尤为显著。

不同路径台风作用下长江下游沿线风暴增水分布研究

长江口受台风影响严重,台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮相遇将致使长江下游至长江口水位暴涨,对沿岸至河口的防汛安全构成严重威胁。基于ADCIRC模型构建东中国海至长江口风暴潮数学模型,模拟9711号台风和0012号台风两场典型台风水位过程。以典型台风为基础构成多种台风路径,分析不同登陆位置和走向对长江沿线风暴增水影响。研究大洪水、不同路径台风、天文大潮共同影响下长江下游沿线风暴增水分布规律。结果表明:登陆位置处于长江口南侧情况下长江河道沿线增水大于正面登陆长江口和北侧登陆型台风;平行于长江河道方向移动的台风造成沿线增水大于斜向穿越长江口的台风,不同台风走向对于风暴增水影响程度小于登陆位置;台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮“三碰头”情形下长江沿线增水分布呈单峰型,从大通至江阴不断增大,江阴至中浚维持高位,中浚至口外迅速减小。

海上风电升压站平台高程确定标准的合理性研究

为保证海上风电升压电站建设的经济合理与安全可靠,合理确定海上风电升压电站平台高程十分必要。文中从波浪与潮位的遭遇组合、最大波高取值与现行相关标准的比较、最大波峰高度计算的合理性等方面,全面分析了确定海上风电升压站平台高程各组成项取值标准的合理性,研究认为现行标准明显偏高。建议海上升压站平台底部高程按“100年一遇极端高水位+重现期50年波列累积频率1%的最大波峰高度+安全超高”确定。结合工程实例计算分析,按本文建议可使海上升压站平台高程明显降低,从而节省工程造价,还可减轻升压站工程对周边风机的遮蔽影响,以达到多发电量的效果。