闽江口台风风暴潮危险性分析研究

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闽江口是我国福建省最大独流入海河口,该区域在历史上风暴潮发生频率较高且损失严重。为研究不同致灾要素对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,同时为针对该区域风暴潮防灾策略提供一定科学依据,本文基于ADCIRC模型,以9608号台风HERB为背景构建闽江口区域高分辨率风暴潮漫滩数值模型。模型结果与实测验潮站水位数据比对验证的基础上,针对模型计算最大可能淹没模拟结果进行分析,并进一步针对最大可能淹没水深进行危险性分析。结果表明,在9608号台风HERB背景下,最大可能淹没面积可达110.55km~2;Ⅰ级危险性等级区域面积为13.77km~2;Ⅱ级危险性等级区域面积为45.75km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为39.30km~2;Ⅳ级别危险性等级区域面积为11.70km~2。由于径流变化、海平面上升、台风路径变化、台风强度变化均会造成台风风暴潮最大可能淹没模拟结果的变化以及危险性分析的变化,故重点针对上述致灾要素展开研究。为研究不同径流量强迫对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,针对径流量强迫条件缩放0至2.5倍,构建11组敏感性实验,结果表明2.5倍径流情景时最大可能淹没面积上升最明显,为169.58km~2。该情景淹没区域危险性等级主要集中在Ⅱ级、Ⅲ级,其中,Ⅱ级危险性等级区域面积为71.24km~2,相比与原情景上升25.49km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为60.40km~2,相比于原情景上升21.10km~2。为研究不同海平面上升程度对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,根据三种不同代表路径浓度情景下在2050年与2100年的预测海平面上升平均值构建6组敏感性实验。结果表明,2100年RCP8.5情景下的淹没面积上升最明显,最大可能淹没面积可达到187.11km~2。该情景淹没区域危险性等级主要集中在Ⅱ级、Ⅲ级,其中Ⅱ级危险性等级区域面积为86.06km~2,相比于原情景上升30.31km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为60.77km~2,相比于原情景上升11.03km~2。为研究不同台风路径对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,以20公里为间隔构建南平移(A1-A5)、北平移(B1-B5)假设平移路径;以福建省登陆后路径10°偏移为间隔构建顺时针(C1-C4)、逆时针(D1-D4)假设偏移路径,共计18组敏感性实验。结果表明,不同的平移与偏移大部分使最大可能淹没面积下降。其中,B5路径最大可能淹没面积为94.05km~2;A5路径最大可能淹没面积为64.68km~2;D4路径最大可能淹没面积为71.44km~2。而在危险性分析中,该系列情景淹没区域危险性等级主要集中在Ⅱ级、Ⅲ级。A5路径Ⅱ级危险性等级区域面积为27.41km~2,相比于原情景下降28.34km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为22.61km~2,相比于原情景下降27.58km~2。B5路径Ⅱ级危险性等级区域面积为38.71km~2,相比于原情景下降17.04km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为32.66km~2,相比于原情景下降17.05km~2。D4路径Ⅱ级危险性等级区域面积为30.54km~2,相比于原情景下降25.21km~2;Ⅲ级危险性等级区域面积为24.60km~2,相比于原情景下降25.14km~2。为研究不同台风强度对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,构建一级强台风、三级超强台风、五级超强台风等三组台风强度敏感性实验。其中,台风增强至五级超强台风时,最大可能淹没面积为339.54km~2。而在危险性分析中,在该情景淹没区域危险性等级主要集中在Ⅰ级、Ⅱ级,其中,Ⅰ级危险性等级区域面积为136.12km~2,相比于原情景上升120.79km~2;Ⅱ级危险性等级区域面积为159.18km~2,相比于原情景上升103.43km~2。为研究不同致灾因素叠加对闽江口风暴潮漫滩效应的影响,构建六个不同等级的复合不利因素叠加敏感性实验,其中,六级复合情景下最大可能淹没面积为394.19km~2。而在危险性分析中,在该系列情景淹没区域危险性等级主要集中在Ⅰ级、Ⅱ级,其中,Ⅰ级危险性等级区域面积为213.91km~2,相比于原情景上升198.58km~2;Ⅱ级危险性等级区域面积为147.41km~2,相比于原情景上升91.66km~2。
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