渔港的台风暴潮波浪模拟与风险分析

摘要

浙江省台风暴潮、台风浪灾害频繁，每年都会造成严重损失，其中渔港是沿海防灾减灾体系中最薄弱的环节之一。因此，研究台风对渔港水动力场的影响，分析台风登陆期间渔港发生漫堤、渔船失稳与走锚风险的时空分布，对渔港应急抗台指挥、减少渔港渔业损失具有重要的应用价值。
　　本文提出由内向外逐级增大的正交同心圆网格概念，构建了同心圆网格下台风暴潮波浪的Delft3D模型，以适应大区域台风作用下小尺度渔港风暴潮的高精度模拟，具有整体覆盖面积广、局域分辨率高、网格长宽均等、正交性和光滑性好、模型计算精度高和速度快等优势。
　　采用同心圆网格Delft3D模型对洞头渔港1211、1323、1419和1509台风期间的风暴潮和波浪进行了耦合模拟，风暴潮位模拟值与实测资料符合良好，波高峰值与实测数据相接近。进而模拟了不同路径的台风登陆过程中洞头渔港的风暴潮位、流速和有效波高的时空分布，结果显示:台风于移动方向左侧最大风速半径处登陆渔港，对风暴潮潮位、增水和流速综合影响最大，而右侧最大风速半径处登陆对渔港有效波高影响最大。SE来向台风因与岸线垂直，对渔港风暴潮潮位影响最大;S来向台风最利于波浪直入西口门，对渔港波高影响最大;E来向台风与涨急流向接近，对渔港流速影响最大;而以SE来向台风除风暴潮最大外，波浪和流速均较强，故对渔港的综合影响最大。
　　选取SE来向台风渔港左侧登陆路径，模拟了12～17级台风期间港内风暴潮位、流速和有效波高的时空分布，据此进行洞头渔港漫堤、渔船失稳与走锚三项风险分析。结果显示，渔港南面韭菜岙堤防最低，12级台风期间发生漫堤的时间高达70分钟，故不具备防台能力。洞头渔港整体台风期失稳风险高，12级台风时渔船可泊面积不足0.3km2，集中在小北岙海域。渔港的可锚泊区域主要分布在半屏岛沿岸和石子岙海域，12级台风时可锚泊面积1.521km2。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究意义

1．2 研究现状

1．3 论文主要内容

2 台风暴潮-波浪模型

2．1 同心圆网格构建

2．2 控制方程与定解条件

2．3 风暴潮波浪模型验证

3 渔港水动力场对台风的响应

3．1 渔港台风暴潮模拟

3．2 台风对渔港波高的影响

3．3 渔港流场对台风的响应

4 洞头渔港风险分析

4．1 渔港漫堤风险分析

4．2 渔船失稳风险分析

4．3 渔船走锚风险分析

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

作者简介