风暴潮

摘要： 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0.02~0.03 m/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10 hPa,最大增水值上升0.4~1.1 m;当台风移动速度接近8.3 m/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。

摘要： 针对南渡江河口近年来热带风暴潮频发,海口市人口逐年增多,污染排放严重,上游取用水量逐年加大,基于水动力-水质模型,开展在风暴潮及上游来水减少情况下南渡江河口污染物分布研究,分析受不同环境下污染物变化情况。结果表明:受河道地形影响,污染物主要分布于河道左岸,主要以带状形态分布于河道。当上游流量减少20%情况下,潮流作用更加显著,污染物受对流作用明显,污染带变窄,扩散距离最远;当考虑将下游潮位升高0.4 m时,上游来流与潮流相互抵抗作用明显,流速降低,污染物滞留明显,此时污染物主要以扩散作用向上游扩散。因此,要对上游水资源进行有效调度使用,同时加强对排污口周边水域监测,为今后海口市河口段水环境治理提供参考。

摘要： 近年全球气候变暖,海平面上升,沿海地区自然灾害频发,基于韧性理念的海岸线建设是防治沿海气象灾害的有效途径。目前,基于韧性理念的海岸线建设,各囯皆进行了部分项目实践,其中具体落实的核心依据、手段、途径有待总结。了解澳门沿海灾害发生的原因及产生的影响,基于此,选取有相似背景的经典实践案例进行汇总分析,总结案例实践的要点,阐述这些案例对于澳门沿海地区灾害防治建设的启示,以推动澳门未来城市沿海地区的规划发展。

摘要： 风暴潮警戒潮位标识是防护区沿岸可能出现险情或潮灾、需要进入戒备或救灾状态的级别提示。一般建设在港口码头、海上堤坝等海边固定标志物上,在其墙体侧面进行涂刷或镶嵌四色标识,这种标识受外界因素影响级别判定具有一定的误差。针对固定式风暴潮警戒潮位标识的不足,本文提出了一种新型的风暴潮警戒潮位电子标识建设方案,采用现有海洋站点获取的实时潮汐数据、发布的潮汐天文潮预报数据和和当地既定警戒潮位值,集成风暴潮警戒潮位电子标识,再利用公共通讯网络平台,在防护区进行显示。该风暴潮警戒潮位电子标识建设具有灵活、实用、显示直观和维护方便等特点,可以为滨海旅游、海事管理、居民出行提供辅助决策信息,对于降低海洋灾害防御成本、减少灾害损失等具有重要的应用和推广价值,目前已在青岛地区进行了示范应用建设。

摘要： 选取浙江省1990—2020年29组记录完整的风暴潮历史灾情资料,建立了系统的风暴潮灾害损失评估指标体系,使用灰色关联分析法对指标进行筛选预处理,并提出基于麻雀搜索算法优化的BP神经网络模型,对风暴潮灾害直接经济损失进行评估。结果显示:传统BP神经网络对训练集的拟合得到的R2值为0.771,而经麻雀搜索算法(SSA-BP)优化后的R^(2)值达到0.916,且无论在稳定性还是精度方面均有所提高。

摘要： 风暴潮可能给沿海城市造成巨大破坏,而深圳位于易受台风影响的南海北部沿岸,经济和人口总量巨大,但有关深圳近海风暴潮的研究工作却十分匮乏。本文基于区域海洋模式系统(regional ocean model system,ROMS)建立了一个以深圳近海为中心的三层嵌套模型,用于研究深圳近海台风所致风暴潮的影响因素。首先对2018年台风“山竹”过境深圳导致的风暴潮进行模拟,模拟结果与观测结果较为一致。在此基础上,进行一系列参数调整试验,研究台风登陆地点、登陆角度、台风尺度、台风强度以及移动速度的改变对风暴潮及其分布的影响。结果表明,在深圳西边登陆的台风,比在深圳东边登陆的台风产生的最大增水高1.5m左右。由东往西移动并登陆深圳的台风,比由南向北移动的台风产生的最大增水高1.0m左右。台风最大风速半径增加15%,最大增水上升0.2m左右。台风强度增强15%,最大增水上升0.4m左右。台风移动速度总体上对风暴潮影响不大,但不同登陆地点存在明显差异。当台风在深圳西边或者东边登陆时,台风移动速度增加30%,深圳沿海各海湾的最大增水反而上升0.2~0.6m。当台风从深圳中部登陆时,台风移动速度增加30%,珠江口的最大增水降低0.1m左右,大鹏湾和大亚湾的最大增水却相反地上升0.2m左右,不同海湾对台风移动速度呈现不同的变化特征,与各海湾水体重新分布到稳定状态时间和台风作用时间有关。

摘要： 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。

摘要： FVCOM是由美籍华人陈长胜教授作为负责人,联合美国伍兹霍尔海洋研究所等机构的科研人员开发出来的非结构网格三维有限体积海洋数值模型,可对近岸潮流、潮汐情况进行很好的模拟。近岸水位的长周期变化多受到潮汐的影响,但异常增减水现象则可能受到包括风暴潮、径流增大等多种人为与自然因素的影响。为确定近岸异常增减水现象的数值模拟方法,本文对基于FVCOM海洋数值模型的模拟方法进行分析,确定合理的近岸异常增减水现象的数值模拟方法。

摘要： 基于浅水方程和第三代波浪模型,构建了江苏沿海的风暴潮和台风浪耦合模型,并通过对天文潮、风暴潮和台风浪的模拟对模型进行验证。通过比较6场典型台风过程中江苏沿海的波浪增水特征,剖析了江苏沿海波浪增水的量级及空间分布特征。研究表明:受岸滩地形控制,不同台风暴潮期间江苏沿海最大波浪增水分布呈现类似特征,总体上,江苏中部和南部沿海及近海浅滩波浪最大增水较为显著,可达0.2 m以上;由于波生流会受岸线地形影响,岸线凹陷处较易产生更大的波浪增水,个别地区最大波浪增水高于0.4 m。

摘要： 纽约位于美国东海岸,属于飓风频发地区,在过去20年中,飓风“桑迪”、“艾琳”、“弗朗西斯”等在该地区造成大量生命和财产损失。为给纽约长岛地区风暴潮漫滩研究和防潮抗灾部署提供依据,利用IBTrACS数据集提供的飓风风场资料和MIKE21水动力模块,建立高分辨率风暴潮模型并分析不同飓风路径对纽约长岛附近海域增水分布的影响。结果表明:长岛海峡地形会影响飓风登陆期间海水流向,是造成该区域增水差异的重要因素之一;长岛海峡西侧在风暴潮期间更易产生严重潮水漫滩且持续时间更长;受天文潮影响,低等级预警水位持续较短,只有在飓风登陆前后才会引起水位持续性增长。

摘要： 黄河三角洲湿地保护区是中国最大的河口三角洲自然保护区,也是风暴潮的频发地之一,风暴潮对湿地的破坏是多方面的,它可以造成沿海岸滩形态改变、加速海岸蚀退、破坏湿地结构、减少湿地面积、打破滨海湿地生态系统平衡.因此,应当建立完善的预报预警系统并采取一些措施,减少风暴潮带来的损失,维持黄河三角洲湿地生态系统完整和平衡.

摘要： 近岸海域潮滩多植被,这些植被在消散波能、保护海岸线及岸堤免受侵蚀,特别是调节极端海洋灾害方面发挥了重要的作用.本研究采用有限体积法建立了基于非结构三角形网格的深度平均二维浅水数值模型,对界面通量的计算采用Roe格式,并引入干湿处理技术解决潮流涨落、风暴潮等陆地入侵产生的动边界问题.植物拖曳力作为源项放入动量方程中来表示植被对水体的阻力作用.首先对孤立波和长周期波在斜坡海岸的传播进行了分析和验证;其次数值探究9711号台风"温妮"过境期间北黄海及渤海海域的风场、气压场,以及台风对研究海域水位、流场结构的影响;最后讨论9711号台风"温妮"期间辽河口红海滩湿地水域风暴潮陆地入侵、增减水特征.

摘要： 根据黄河三角洲海岸历史及实测潮水、气象、地理资料,分析产生风暴潮的原因,研究风暴潮规律;分析了东北大风与风暴潮增水、天文潮与风暴潮出现时间的关系;建立了流域内埕口站风暴潮预报方案,成功预报了渤海湾东南海岸埕口站附近海域1997年、2003年风暴潮,为渤海湾东南海岸防灾、减灾提供科学依据.

摘要： 海南岛是热带风暴以及台风多发地区,每年一般为8～9次,最多可达11次.通常5-11月为热带风暴、台风季节,其中8-10月为最盛期.当台风移向陆地时,由于台风的强风和低气压的作用,使海水向海岸方向强力堆积,潮位猛涨,强台风的风暴潮往往能使沿海水位快速上升,根据海口1949年至2015年共67年的台风资料统计,凡是登陆海南省以及广东省西部沿岸的台风均可以造成海口港不同程度的风暴潮增水,这对附近工程的极端高水位有很大影响.由于实测台风数据资料序列长度的限制,采用传统的频率分析方法拟合和预测较长重现期的台风引起的极端水位可能产生较大误差,诸如50年或100年一遇的台风引起的极端水位值.为了解决这一问题,考虑采用依据有限数量的历史水位资料的数值模拟方法进行极端水位的预测研究.在这种情况下,利用具有准确历史数据的气象和天文潮以及其他可能驱动因素作为水动力数值模拟的驱动因素来进行数值模拟.这样通过水动力模型便可将现有气象统计资料与未知的水位数据联系起来,从而实现由气象因素推求极端水位预测值的目的.本研究通过Monte Carlo模型随机生成500年周期内可能出现的448个台风的一些列参数(气压、风场、路径等)、进而加载至Delft3D水动力模型对水位过程线序列进行数值模拟的方法,再通过最大值排序以实现对可能出现的台风风暴潮不同重现期极端高水位值进行估算的目的,推求出重现期为50年、100年以及500年的极端高水位预测值分别为2.68m、2.68m和3.02m.

摘要： 针对台风期间台湾沿海地区之暴潮变化,探讨其风险与不确定性.首先,回顾国外案例及先进的分析方法.搜集、分析相关的海、气象观测资料;接着建置POM(Princeton Ocean Model)风暴潮模式,并以历史台风事件进行验证;同时,将系统性地分析台风物理因子(如中心低压、暴风速度、暴风半径、移动速度与行进角度)的各种组合形式,组合出具代表性的合成台风,并利用POM模式进行大量仿真、建置风暴潮数据库;进一步则利用蒙地卡罗模拟法(Monte Carlo Simulation)生成未来各种可能发生的台风,并以内插方式推估暴潮水位;最后依惯用之统计方法(如:极端值分布)进行分析,详细评估不同重现期与不同信心区间下之暴潮位.更为充分完整的暴潮信息,未来期能提供防灾、减灾以及各种相关决策之基础.

摘要： 本文以现有的风暴潮灾害研究为基础,通过构建评估指标体系提出了基于粗糙集-支持向量机模型(RS-SVM模型)的风暴潮灾害损失测度方法.RS-SVM模型较好的将二者优点进行结合,消除数据冗余信息的同时可以快速、准确解决非线性问题.在上述研究的基础上,对比单纯使用SVM方法与RS-SVM组合使用下的风暴潮经济损失测度效果,发现粗糙集与支持向量机在数据属性约简并进行预测过程中,确保了较高的拟合度与较低的误差率.

摘要： 对孟加拉国Mirsharai电站工程海域的潮汐资料进行分析,综合考虑天文潮、风暴潮、海平面上升等各种因素,选用相关分析法进行工程设计水位推算.研究采用MIKE21软件包中的Holland台风模型及二维水动力数学模型分析台风增水影响,模拟了1988-2017年30年中对工程海域有影响的18个热带气旋,统计了年最高天文潮位,并采用年最高水位PⅢ型适线法得到不同重现期潮位,进一步考虑海平面上升影响,最终推算得到电厂工程海域重现期100年和50年设计高水位分别为9.67m,8.80m.

摘要： 美国东海岸的潮汐记录揭示了出现在南大西洋湾频繁的风暴增水半日扰动现象.热带气旋被认为是这些风暴增水半日扰动事件的主要诱发条件之一.该风暴增水半日扰动的振幅以南大西洋湾的顶点为中心达到最大,沿海岸向南和向北均有扩散.依据在南大西洋湾海岸观测到的潮汐和风暴潮交互作用的实例为参照,设计理想化过程实验,进一步探讨了热带气旋的各因子对风暴增水半日扰动现象的影响.虽然在历史记录里平行于海岸的飓风路径最为常见,但实验分析中发现,风暴潮与潮汐的交互作用在气旋路径与海岸线正交时最剧烈.风暴增水半日扰动的剧烈程度与气旋的风力强度、最大风速半径正相关,而与气旋的平移速度负相关.对于平行于海岸线移动的气旋,当气旋引起的超过17.5m/s风速的沿岸风(根据Saffir-Simpson的飓风分类等级,这时风力达到热带风暴强度R17)臂长达到最长时,相应的风暴增水半日扰动现象也最持久且振幅最大.

摘要： 本文结合大连市防风暴潮能力现状和辽宁省警戒潮位大连市岸段核定工作中的实际情况,提出在开展防风暴潮工作中,应关注海平面上升,有效掌握潮汐变化规律,不能过分依赖波浪数值计算结论并充分了解警戒潮位核定值的局限性,同时应加强防潮和观测设施的建设,加大宣传力度.

摘要： 当前国家正实施海洋强国战略,而我省县级海洋灾害风险评估工作刚刚起步,如何能够科学直观进行海洋灾害评估与区划正处于研究阶段.本文介绍运用GIS(地理信息系统)技术进行土地脆弱性成果分析,海啸和风暴潮模拟计算成果转换入库,进而叠加分析计算得出风险评估与区划成果.

摘要： 本申请公开了一种天文潮和风暴潮分离方法，对于一个海洋水文站测到的只是一组实时潮水位过程，这个实时过程可以看成是一个强确定过程(天文潮)和一个弱随机过程(大气活动干扰，包括风暴潮)的迭加，此时可以利用频窗(频率域)和滤波器(时间域)等数学手段将其分离。本发明采用了一种基于小波包分析的分离方法，将潮位作为一种信号，首先确定小波函数和小波包分解的层数，将170个分潮根据其频率分配到唯一的叶子节点，得到最优小波树，然后对包含有天文分潮的小波分解系数进行重构，提取各频带范围的天文分潮信号，最优利用小波滤波器将这些天文分潮信号从潮位信号中除去，即得到风暴潮增水曲线。

摘要： 本申请公开了一种天文潮和风暴潮分离方法，对于一个海洋水文站测到的只是一组实时潮水位过程，这个实时过程可以看成是一个强确定过程(天文潮)和一个弱随机过程(大气活动干扰，包括风暴潮)的迭加，此时可以利用频窗(频率域)和滤波器(时间域)等数学手段将其分离。本发明采用了一种基于小波包分析的分离方法，将潮位作为一种信号，首先确定小波函数和小波包分解的层数，将170个分潮根据其频率分配到唯一的叶子节点，得到最优小波树，然后对包含有天文分潮的小波分解系数进行重构，提取各频带范围的天文分潮信号，最优利用小波滤波器将这些天文分潮信号从潮位信号中除去，即得到风暴潮增水曲线。

摘要： 本发明公开了一种台风风暴潮作用下的海堤漫溃堤动态淹没预报方法。本发明包括风暴潮位与台风浪计算、海堤越浪量计算及漫溃堤判定和海堤淹没预警预报，能够快速实现淹没预警预报。包括以下步骤：（1）获取相关台风预报数据，基于精细化网格，生成风场（2）通过风暴潮数值模型和波浪数值模型预报风暴潮位和台风浪参数；（3）通过输入风暴潮位、波高和海堤结构参数计算越浪量，根据海堤结构确定越浪量溃堤阈值后进行漫溃堤风险判定；（4）根据海堤漫溃堤情况对模型网格进行处理，并进行动态淹没计算。本发明通过建立堤前精细网格和地形的数学模型，实现风暴潮和波浪的相互关联耦合计算，以提高风暴潮位和波浪的预报精度。

摘要： 本发明公开了一种基于LSTM‑GM神经网络模型的风暴潮智能预报方法，步骤依次包括收集处理观测站点历史风暴潮数据资料与收集观测站点的历史风暴潮数据，包括观测站点气象因素数据与台风因素数据；将归一化后的数据按比例随机分为训练集和预测集；将训练集数据输入LSTM神经网络模型中进行迭代训练并用测试集数据对训练结果进行验证，直至预测误差满足预设预报精度标准；LSTM神经网络模型的预测误差序列输入GM模型中，利用GM模型对误差序列进行修正，将预测数据进行反归一化处理，输出风暴潮潮位预测值；预测结果评价。本发明一种基于LSTM‑GM神经网络模型的风暴潮智能预报方法具有风暴潮预报精度高、模型收敛时间短的特点。

摘要： 本发明公开了一种风暴潮潮位观测站，包括验潮井，所述验潮井固定于路基侧壁，所述验潮井内固定有浮子式水位计，所述验潮井内壁间隔设置多个金属弯板，多个所述金属弯板连接有同一个光伏板，所述验潮井外侧固定有风力发电装置，所述验潮井内壁可滑移地设有弹簧圈，所述弹簧圈连接有穿过所述验潮井侧壁的连接绳，所述验潮井靠近水体一侧对称的布设有防撞组件，所述防撞组件包括间隔设置的防撞基体，各个所述防撞基体内穿插有固定于水底面的滑动铁链，本发明利用所述浮子式水位计检测水位变化，并通过所述防撞组件形成外侧防护，同时利用光伏板和风力发电装置持续对用电设备供电，具有使用寿命长，不易损坏且检测结果准确的优点。

摘要： 本发明公开了一种风暴潮与海浪精细化预警系统及预警方法，包括海洋数据获取模块和网格化数据处理平台；海洋数据获取模块获取风暴潮的海洋参数数据和风暴潮沿线的多源遥感影像；网格化数据处理平台包括网格化数据存储单元、数据处理单元、数据分析单元和数据评价预警单元；其预警方法为：获取风暴潮的海洋参数数据和多源遥感影像进行网格化存储；然后对海洋参数数据和多源遥感影进行网格化分析处理，并输出包含经纬信息的海洋数据；最后根据海洋数据进行预警评估，然后选择最佳避灾路径。本发明实现了风暴潮与海浪精细化预警，提升风暴潮预测指标的精确度，预报精度高及适用性强，可为沿海地区未来的防灾减灾提供科学的决策依据。

摘要： 本发明提供了一种基于海洋卫星遥感数据评估风暴潮灾害的方法及装置，其中，该基于海洋卫星遥感数据评估风暴潮灾害的方法包括：获取预设应用范围内的海洋卫星遥感数据；依据所述应用范围内的目标风险评估区域，构建以所述目标风险评估区域为中心的概率密度函数；基于所述海洋卫星遥感数据，获取所述概率密度函数对应位置的归一化海面风速，以及，归一化海面动力高度异常；基于所述概率密度函数、归一化海面风速以及归一化海面动力高度异常，对所述目标风险评估区域的风暴潮灾害进行评估。可以提高风暴潮灾害评估精度。

摘要： 本发明公开了一种基于机器学习的风暴潮灾预警模型训练及预警方法，训练方法包括：获取风暴潮灾样本特征数据以及风暴潮灾样本特征数据对应的样本预警结果，构造样本数据集；将样本数据集作为输入，对机器学习模型进行训练、验证，得到最优模型，将最优模型作为风暴潮灾预警模型；其中，风暴潮灾特征数据包括：台风特征数据、降水特征数据以及风速特征数据，台风特征数据通过采集得到，降水特征数据以及风速特征数据通过台风特征数据计算得到。本发明中，将不同维度的与风暴潮有关的特征数据作为样本数据，充分对数据特征维度进行拓展，有效探究各特征维度的关联性，使得模型有效的学习的主要特征，从而对风暴潮灾进行高效、准确、合理的预警预测。

摘要： 本发明公开了一种风暴潮风险评估与减灾方法，通过在线式多参数采集设备对海洋水质、水文、气象和时空信息进行多参数采集，对采集的多参海洋数据进行网格化存储；选取易受海洋风暴潮与海浪影响的地物类别进行地物信息提取，获取风暴潮与海浪影响区域的矢量图；将风暴潮与海浪影响区域的多源遥感影像与矢量图导入网格化存储模型中，在同一坐标系下将多源遥感影像与矢量图进行叠加，然后根据预设的网格分辨率进行多尺度分割，得到影响区域内具有经纬坐标的多个网格子区域图像；采用归一化法对理多参海洋数据与网格子区域图像进行预处理，在RPN神经网络模型中进行迭代训练和验证。本发明实现了风暴潮风高效评估台与精细化预警，减少了预测误差。

摘要： 本实用新型公开了预警装置技术领域的一种台风风暴潮智能预警监测装置，包括插柱、安装座、监测柱、调节单元、浮块、进水槽、滑动杆、压力传感器，所述浮块顶面设有一凸块。通过海水由进水槽进入监测柱内，并使浮块随水位升降而移动，使凸块抵触压力传感器，进而产生报警信号，由于通过监测柱对海水波浪的阻挡，使得这样的检测方式不会受到海水水面波浪的影响，进而能够较为精确地检测海水水位升降，且实现精确报警，通过复位弹簧对浮动环产生弹性抵顶，使得压力传感器受到凸块作用力时能够得到缓冲，通过设置调节单元驱动监测柱进行摆动，进而调节监测柱轴向与海床的垂直度，使得检测精度得到提升。