臺州溫嶺市風(fēng)暴潮淹沒危險性分析

鄭國誕，謝亞力，胡金春，陳韜霄

臺州溫嶺市風(fēng)暴潮淹沒危險性分析

鄭國誕1,2,3，謝亞力1,2,3，胡金春1,2,3，陳韜霄1,2,3

（1.浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2.浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江杭州310020；3.浙江省河口海岸重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310020）

利用MIKE21FM模塊建立了適用于臺州溫嶺市的高分辨率風(fēng)暴潮漫灘數(shù)值模式，以9711號臺風(fēng)路徑為基準(zhǔn)，分別以5 km為間隔向兩側(cè)平移，構(gòu)造各種設(shè)計臺風(fēng)路徑，找到最不利登陸位置進(jìn)行風(fēng)暴潮計算，再利用SWAN計算不利路徑的堤前臺風(fēng)浪要素，通過經(jīng)驗(yàn)公式計算越浪量，進(jìn)行潰堤判斷。最后將各路徑的淹沒計算結(jié)果取最大包絡(luò)，畫出6檔臺風(fēng)的風(fēng)暴潮淹沒范圍圖。結(jié)果表明：在最高等級的915 hPa時，由于沿海堤防幾乎全潰，因此處于沿海平原區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本受淹，隨臺風(fēng)強(qiáng)度降低淹沒水深及范圍逐漸減小，最低等級的965 hPa時無淹沒，其他等級風(fēng)暴潮淹沒介于兩者之間。

風(fēng)暴潮；臺風(fēng)浪；淹沒；越浪量；潰堤

1 引言

臺州溫嶺市地處浙東南沿海臺州灣以南，東臨東海，南接玉環(huán)縣，西鄰樂清市，北連路橋區(qū)，島嶼較多，岸線較長，海岸線總長約316.3 km，擁有豐富的海洋自然資源。溫嶺市屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，受海洋氣象影響明顯，是熱帶氣旋頻繁活動區(qū)域，易受臺風(fēng)風(fēng)暴潮、近岸波浪的影響和侵襲[1]，導(dǎo)致水位暴漲、岸堤決口，淹沒農(nóng)田、圍區(qū)、廠房等，給溫嶺市沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重?fù)p失，同時也制約了當(dāng)?shù)睾Ｑ蠼?jīng)濟(jì)發(fā)展。如9417號、9608號、9711號和0414號等臺風(fēng)都造成了水利設(shè)施的損壞、人員的傷亡和大量的經(jīng)濟(jì)損失，因此開展風(fēng)暴潮淹沒分析工作對臺州溫嶺市海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和防災(zāi)減災(zāi)工作有著十分重要的意義。

目前，國內(nèi)外很多學(xué)者對風(fēng)暴潮漫灘、漫堤等進(jìn)行了大量的研究工作，且取得了一定的成果。吳瑋等[2]利用ADCIRC（A（Parallel）Advanced Circulation Model for Oceanic，Coastal and Estuarine Waters）模式計算了不同臺風(fēng)強(qiáng)度等級的風(fēng)暴潮對臺州市的影響，在模式中充分考慮了一維海堤情況，并對不同強(qiáng)度的淹沒情況進(jìn)行了評估分析；殷杰等[3]采用了高精度洪水?dāng)?shù)值模型（FloodMap）構(gòu)建了兩處潰堤點(diǎn)6種重現(xiàn)期臺風(fēng)風(fēng)暴潮潰堤情景，開展上海臺風(fēng)風(fēng)暴潮淹沒情景模擬，結(jié)果顯示上海受臺風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害影響有限；朱軍政等[4]利用二維淺水方程建立錢塘江河口地區(qū)和杭州灣的風(fēng)暴潮溢流模型，探討風(fēng)暴潮出現(xiàn)溢流的計算方法，模擬了風(fēng)暴潮漫溢堤防的過程。國內(nèi)外還有眾多學(xué)者對風(fēng)暴潮災(zāi)害情況進(jìn)行了計算分析研究[5-9]，大部分以漫堤為主，但是隨著極端氣候的頻繁發(fā)生，超強(qiáng)臺風(fēng)發(fā)生的概率增大，海堤潰堤風(fēng)險也隨之增大，不容忽視。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，建立了適用于臺州溫嶺市的風(fēng)暴潮和臺風(fēng)浪計算模型，利用越浪量進(jìn)行了海堤潰堤判斷，最后開展了不利路徑不同強(qiáng)度臺風(fēng)影響下的臺州溫嶺市風(fēng)暴潮潰堤淹沒情況計算。

2 風(fēng)暴潮模型簡介

2.1 控制方程

本次計算模型采用丹麥水力學(xué)研究所的無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格平面二維模型MIKE21軟件FM模塊。采用三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格的耦合計算模型，該模型網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)布設(shè)靈活，與岸線吻合良好，利于擬合堤防等復(fù)雜邊界線，便于局部加密，具有算法可靠、計算穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，已在很多工程中得到成功應(yīng)用。

基本方程包括一個連續(xù)性方程和兩個動量方程：

式中：?為潮位；g為重力加速度；p、q分別為x、y方向上的垂線平均單寬流量；h為水深；Ω為科氏力參數(shù)；ρw為水密度；C為謝才系數(shù)；Pa為大氣壓力；f為風(fēng)摩擦系數(shù)；V，Vx，Vy分別為風(fēng)速及其在x、y方向的分量；Ex、Ey為渦動粘性系數(shù)。

初始條件：

邊界條件：

（1）水邊界：?(x,y,t)=?*(x,y,t)帶“*”表示已知值；

（2）陸邊界：法向通量為0。

法線方向流速為零。

有了以上條件，就可用一定的離散格式求出方程的解。目前求解上述方程的數(shù)值計算方法很多，較為流行的有控制體積法、交替方向法（Alternating Direction implicit method，ADI）、破開算子法、直接差分法、特征線法和有限單元法等，MIKE21軟件FM模塊采用的是控制體積法顯式迎風(fēng)格式。

圖1 風(fēng)暴潮計算模型示意圖

圖2 研究區(qū)域網(wǎng)格圖

2.2 計算范圍及網(wǎng)格布置

模型計算范圍及網(wǎng)格如圖1和圖2所示，采用三角形網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格耦合的方法剖分計算域，其中對研究區(qū)域的堤壩及道路采用四邊形網(wǎng)格，其他區(qū)域采用三角形網(wǎng)格，由480 418個單元和246 395個節(jié)點(diǎn)組成，臺州近海及陸上網(wǎng)格邊長約50 m，外海邊界基本囊括臺風(fēng)第一警戒線，涵蓋渤海、黃海、東海、日本海、朝鮮海峽、臺灣海峽、長江口、杭州灣及錢塘江，并對浙江沿海、臺州附近海域局部加密網(wǎng)格，椒江上游邊界至臨海上游7 km的三江村。坐標(biāo)投影統(tǒng)一采用北京54坐標(biāo)6度帶（中央經(jīng)線123°）。

2.3 邊界條件

外海邊界取靜壓水位疊加天文潮位，該潮位由全球潮波模型TPXO.6（網(wǎng)址為：http://csdms. colorado.edu/wiki/Data:TPXO6.2）推算求得，其中包含8個主要分潮M2、S2、K1、O1、N2、P1、K2、Q1，以及兩個長周期分潮Mf和Mn。該模型的全球網(wǎng)格數(shù)為1 440×721，分辨率為0.25°，基本能夠構(gòu)造出外海深水處真實(shí)的天文潮過程，其式如下：

式中：ζ0為邊界處的潮位，ζp為邊界處靜壓水位，i為1—10，分別對應(yīng)上述10個分潮，Ai、αi分別為分潮在3條邊界處的振幅和遲角，ωi為分潮的角頻率。

2.4 風(fēng)場和氣壓場

在風(fēng)暴潮計算中，臺風(fēng)場和氣壓場的計算是一個重要的環(huán)節(jié)。本次工作選用Jelesnianski模型風(fēng)場和氣壓場[10]，其式如下：

式中：R為最大風(fēng)速半徑；r為計算點(diǎn)到臺風(fēng)中心的距離；V0為臺風(fēng)移動速度；WR為臺風(fēng)最大風(fēng)速；A=-[（x-xc）sinθ+（y-yc）cosθ]、B=（x-xc）cosθ-（y-yc）sinθ；（x，y）、（xc，yc）分別為計算點(diǎn)坐標(biāo)和臺風(fēng)中心坐標(biāo)；θ為流入角（計算中當(dāng)r≤R時θ取10°，當(dāng)r＞1.2R時θ取25°，其余的θ在10°和25°之間線性內(nèi)插）；P0為臺風(fēng)中心氣壓，P∞為無窮遠(yuǎn)處的大氣壓（計算中取1 010 hPa）；β為臺風(fēng)風(fēng)速距離衰減系數(shù)。

最大風(fēng)速計算使用Atkinson Hollidy提出的風(fēng)-壓關(guān)系式：

式中：P0為中心氣壓；R為最大風(fēng)速半徑；Rk為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，推薦值為40，也可由氣壓或風(fēng)速的擬合精度予以調(diào)節(jié)。

3 臺風(fēng)浪模型

3.1 基本方程

第三代淺海海浪數(shù)值模式（Simulating WAves Nearshore，SWAN）能夠描述在淺水區(qū)特定的風(fēng)、流和水下地形條件下的波浪場的演化?？刂品匠倘缦拢?/p>

式中：N為波作用量；σ為波的相對頻率；θ為波向；S項(xiàng)為源匯項(xiàng)。式中左端第一項(xiàng)為波作用量的局地變化；第二、三項(xiàng)為波作用量在地理空間上的傳播，其中Cx和Cy分別為波作用量在x和y方向上的傳播速度；第四項(xiàng)為由于水深和水流變化造成的相對頻率變化，其中Cσ為波作用量在頻率空間中的傳播速度；第五項(xiàng)為水深和流產(chǎn)生的波浪折射，其中Cθ為波作用量在波向空間中的傳播速度。波作用量方程的離散基于迪卡爾坐標(biāo)下的隱式差分，對于波的傳播和源項(xiàng)采用固定的時間步長。

3.2 模型范圍

臺風(fēng)浪模型計算域西至廣東汕頭，南至臺灣島南端，東至日本，北至山東半島，大致范圍為21.5°—37°N、116.5°—129.5°E，計算域面積為2.21×106km2。計算域采用矩形網(wǎng)格并用4層嵌套逐步加密，其中大范圍的網(wǎng)格尺寸為8 000 m×8 000 m；第二層網(wǎng)格尺寸為2 000 m×2 000 m，覆蓋了杭州灣以南的浙江沿海；第三層網(wǎng)格尺寸為400 m×400 m，覆蓋了健跳至坎門的臺州外海；第四層網(wǎng)格尺寸為100 m× 100 m，覆蓋臨海至溫嶺沿海（見圖3），各層粗網(wǎng)格計算結(jié)果同時為下一層細(xì)網(wǎng)格計算提供邊界條件。

臺風(fēng)浪計算采用的風(fēng)場模型與風(fēng)暴潮計算所用風(fēng)場一致，風(fēng)場計算采用的臺風(fēng)路徑、中心氣壓、最大風(fēng)速、最大風(fēng)速半徑等臺風(fēng)參數(shù)的取值均與風(fēng)暴潮計算相同。

圖3 臺風(fēng)浪計算網(wǎng)格

圖4 9711號臺風(fēng)風(fēng)暴潮位驗(yàn)證圖

4 模型驗(yàn)證

作為對一種大范圍海洋水體運(yùn)動現(xiàn)象的模擬，模型的驗(yàn)證必須建立在對較大范圍內(nèi)觀測點(diǎn)的觀測值進(jìn)行模擬的基礎(chǔ)上，同時，模型驗(yàn)證所選擇的臺風(fēng)也必須有代表性和典型性。本次主要驗(yàn)證在浙江或者福建登陸的對臺州影響較大的臺風(fēng)，如8707號、9417號、0414號“云娜”、0608號“桑美”、0908號“莫拉克”以及1323號臺風(fēng)“菲特”等，由于篇幅關(guān)系，本文僅羅列9711號臺風(fēng)的驗(yàn)證情況為代表，潮位驗(yàn)證見圖4，臺風(fēng)浪驗(yàn)證見圖5。

5 計算條件的確定

5.1 路徑選取

9711號臺風(fēng)是1949年以來影響溫嶺市最嚴(yán)重的、風(fēng)暴增水最顯著的典型臺風(fēng)，其過程最低氣壓920 hPa，登陸氣壓960 hPa，登陸地點(diǎn)在溫嶺南部，該臺風(fēng)登陸時恰逢天文大潮高潮位，形成了沿海歷史最高潮位。0608號“桑美”臺風(fēng)是1949年以來登陸浙江氣壓最低，風(fēng)速最強(qiáng)的超強(qiáng)臺風(fēng)，其過程最低氣壓915 hPa，登陸氣壓920 hPa，登陸地點(diǎn)為距溫嶺約170 km的蒼南，雖然由于其登陸時遭遇天文潮低潮位，且臺風(fēng)半徑較小，登陸點(diǎn)離溫嶺較遠(yuǎn)，對溫嶺造成的影響不是很嚴(yán)重，但如果將該臺風(fēng)登陸點(diǎn)北移至玉環(huán)、溫州一帶，且在大潮高潮位時登陸必然會形成溫嶺市極端高潮位.為了在同等條件下比較9711號臺風(fēng)和0608號臺風(fēng)路徑對溫嶺增水的影響程度，設(shè)計以下臺風(fēng)參數(shù)：設(shè)定兩條路徑臺風(fēng)氣壓均為915 hPa，且沿程不變；臺風(fēng)半徑均取35 km；將0608號臺風(fēng)平移至9711號臺風(fēng)相同的登陸位置。結(jié)果顯示9711型路徑和0608型路徑海門的最大增水分別為6.00 m、5.64 m，溫嶺石塘的最大增水分別為2.14 m、1.93 m可見9711型路徑增水相對較高，因此選定9711型路徑作為設(shè)計臺風(fēng)路徑。

5.2 臺風(fēng)強(qiáng)度

將臺風(fēng)強(qiáng)度劃分為6檔，由于臺風(fēng)依據(jù)中心附近地面最大風(fēng)速來劃分等級，而風(fēng)暴潮模式的輸入?yún)?shù)為臺風(fēng)中心最低氣壓，因此依據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，建立臺風(fēng)中心最低氣壓和中心附近最大風(fēng)速的對應(yīng)關(guān)系，如表1所示。

圖5 9711號臺風(fēng)期波浪驗(yàn)證

表1 臺風(fēng)強(qiáng)度等級表

5.3 天文潮的疊加

一次風(fēng)暴潮過程的最大值可以發(fā)生在天文潮的任何時段，但是最大淹沒風(fēng)險是發(fā)生在風(fēng)暴增水疊加到當(dāng)?shù)靥煳母叱睍r。選取代表站（石塘驗(yàn)潮站）6—10月份19 a的逐月高潮平均值2.10 m作為天文潮控制條件。

5.4 潰堤判斷

潰堤處理在本模型中是一個難點(diǎn)，潰堤過程，潰堤何時發(fā)生很難準(zhǔn)確估計，它取決于潮位和浪高的綜合作用，同時潰堤寬度較難確定。一般把海堤結(jié)構(gòu)、風(fēng)暴潮位及堤前波浪情況三者作為是否潰堤的主要因子，較為理想的手段是針對研究區(qū)域內(nèi)各代表海堤開展波浪模型試驗(yàn)，用各級臺風(fēng)對應(yīng)的計算潮浪條件檢驗(yàn)海堤受損情況，研究其潰決過程，但由于模型試驗(yàn)工作量十分巨大，實(shí)際工作中很難做到。

海堤越浪量可體現(xiàn)海堤結(jié)構(gòu)、風(fēng)暴潮位及堤前波浪這三者的綜合效應(yīng)，越浪量過大是超強(qiáng)臺風(fēng)中海堤潰決的主因，越浪量與海堤潰決具有較明確的對應(yīng)關(guān)系，因此本次工作采用計算海堤越浪量作為是否潰堤的判據(jù)。

對于帶胸墻的斜坡堤采用《海港水文規(guī)范》（JTS145-2-2013）中的經(jīng)驗(yàn)式計算越浪量：

對于直立堤采用《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》中的經(jīng)驗(yàn)式計算越浪量：

無風(fēng)條件下：

有風(fēng)的越浪量為無風(fēng)條件下的越浪量乘風(fēng)校正因子K′：

式中：Wf取決于風(fēng)速的系數(shù)，具體參數(shù)詳見《海港水文規(guī)范》（JTS145-2-2013）和《浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定》。根據(jù)堤前各代表點(diǎn)的臺風(fēng)浪過程及同步風(fēng)暴潮位，按上述公式計算研究區(qū)域內(nèi)海堤的越浪量，并對照閥值確定是否潰堤，考慮到保護(hù)區(qū)重要程度，參考《浙江省海塘技術(shù)規(guī)定》，確定本次潰堤閥值越浪量取0.05 m3/（m·s）。

一旦判定潰堤，則設(shè)定潰堤在一瞬間完成，不考慮潰堤過程。潰堤后的高程取堤內(nèi)地面高程，潰堤長度由分布于該段堤防的代表點(diǎn)的越浪量決定，每個代表點(diǎn)代表一段堤防長度。

6 計算結(jié)果

6.1 臺風(fēng)路徑比選

針對6檔臺風(fēng)強(qiáng)度，以選取的9711號臺風(fēng)實(shí)際路徑作為基準(zhǔn)位置，并分別以5 km為間隔向兩側(cè)平移，構(gòu)造各種設(shè)計臺風(fēng)路徑，進(jìn)行海平面條件下臺風(fēng)純增水計算，以尋求最不利（增水最大）的登陸位置。在溫嶺沿海布設(shè)金清、東海塘、松門、石塘、東浦、擔(dān)嶼、江廈共7個代表點(diǎn)（見圖6）分析其增水大小。

計算結(jié)果見表2，對于面向東海的前6個代表點(diǎn)基本是在臺風(fēng)登陸點(diǎn)右側(cè)最大風(fēng)速半徑處出現(xiàn)增水最大值，等級最高的915 hPa臺風(fēng)時其最大增水3.5—5.8 m，等級最低的965 hPa臺風(fēng)時其最大增水1.7—3 m。對于面向樂清灣的江廈代表點(diǎn)，其增水是由外海風(fēng)暴潮經(jīng)樂清灣口傳入后在樂清灣沿岸形成，故增水最大值受控于樂清灣口的增水最大值，因此臺風(fēng)路徑需進(jìn)一步南移該點(diǎn)才出現(xiàn)增水最大值，由于位于樂清灣頂水體堆積，該處增水最大可達(dá).1 m，即使在965 hPa臺風(fēng)時增水仍超過3.3 m。

6.2 兩潮耦合計算

通過路徑比選，每檔臺風(fēng)均篩選出了最不利的臺風(fēng)路徑。將這些不利路徑臺風(fēng)疊加當(dāng)?shù)嘏_風(fēng)期平均高潮位（石塘2.10 m）的天文潮過程，并使最大增水遭遇天文高潮位，進(jìn)行兩潮耦合風(fēng)暴潮計算。各海堤前沿的計算結(jié)果見表3，海堤位置見圖7。

封閉海灣的灣頂附近，水體易于堆積，而后者位于灣口附近。在面向樂清灣的海堤中，由于靠近灣頂，風(fēng)暴高潮位較高，在915 hPa，臺風(fēng)時達(dá)到8.15 m，在965 hPa，臺風(fēng)時為5.81 m，但該地風(fēng)浪較小，且浪向基本離岸或順岸方向，因此樂清灣中不考慮潰堤，只計算當(dāng)潮位高于堤頂后的漫堤淹沒。

6.3 臺風(fēng)浪計算

根據(jù)風(fēng)暴潮中確定的針對不同區(qū)域的不利臺風(fēng)路徑分別計算溫嶺沿海臺風(fēng)浪，所采用臺風(fēng)風(fēng)場與風(fēng)暴潮的相同，臺風(fēng)浪計算時疊加風(fēng)暴潮位背景場。

圖6 增水代表點(diǎn)位置圖

圖7 海堤位置圖

根據(jù)臺風(fēng)浪計算結(jié)果，選取受向岸浪作用的海堤進(jìn)行潰堤判斷，其他海堤按漫堤情形進(jìn)行淹沒計算。各堤位置見圖7，堤前最大有效波高列于表4。由表可見：黃礁門、擔(dān)嶼堤前波高相對較大，因該海堤向東面朝開敞海區(qū)，無島嶼或岸線掩護(hù)，其有效波高在915 hPa臺風(fēng)時達(dá)到3.6 m；上箬堤因其朝向南，且堤線內(nèi)凹波浪不易傳入，其最大有效波高小于1.7 m；其他海堤的波高介于兩者之間。

6.4 風(fēng)暴潮淹沒計算結(jié)果

針對6檔臺風(fēng)強(qiáng)度及各區(qū)域的不利路徑進(jìn)行風(fēng)暴潮淹沒計算，其中受向岸浪作用的海堤按潰堤考慮，非向岸浪作用的海堤或無堤防的岸段以及經(jīng)計算不潰的海堤均按漫堤考慮。潰堤計算時，將網(wǎng)格地形設(shè)為鎮(zhèn)壓層或堤內(nèi)地面高程，通過設(shè)定“門”在某一時刻開啟來模擬潰堤現(xiàn)象。漫堤計算時，將網(wǎng)格地形設(shè)為海堤堤頂高程作為防潮高程，不考慮擋浪墻的防潮功能，即假設(shè)擋浪墻在風(fēng)暴潮來時已經(jīng)

損毀，當(dāng)外海水位高于堤頂時自然漫溢。其中潰堤判斷則根據(jù)之前所述按越浪量0.05 m3/（m·s）的閥值判斷，如根據(jù)前面越浪量計算公式計算，如果堤前波浪較小，根據(jù)計算越浪量沒達(dá)到0.05 m3/（m·s）或者為離岸浪，則不潰堤。在915 hPa超強(qiáng)臺風(fēng)作用下，除了受島嶼或岸線掩護(hù)較好的神址、上箬海堤，以及堤防標(biāo)準(zhǔn)較高的黃礁門海堤外，其余海堤均全潰或大部潰決；隨臺風(fēng)強(qiáng)度降低潰堤岸段逐漸減少，955 hPa臺風(fēng)時已不存在全潰海堤，不潰岸段的比例遠(yuǎn)高于潰堤岸段；965 hPa臺風(fēng)時所有海堤均不潰，潰堤判斷結(jié)果見表5。

表2 各檔臺風(fēng)最不利路徑（單位：km）及其最大增水（單位：m）

表3 各級臺風(fēng)各不利路徑時的最大風(fēng)暴潮位（單位：m）

表4 各級臺風(fēng)不利路徑時海堤前沿的最大有效波高（單位：m）

表5 各海堤潰堤判斷結(jié)果

圖8 不同氣壓下臺風(fēng)淹沒范圍圖

將各路徑的淹沒計算結(jié)果取最大包絡(luò)，6檔臺風(fēng)的風(fēng)暴潮淹沒范圍分別見圖8。由圖可見，在最高等級的915 hPa時，由于沿海堤防幾乎全潰，因此處于沿海平原區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本受淹，其中東海塘圍區(qū)、東浦鎮(zhèn)、觀岙、擔(dān)嶼圍區(qū)、樂清灣沿岸受淹嚴(yán)重，橫河、濱海、箬橫、新街、松門由于東海塘后的二線塘保護(hù)受淹相對較輕。隨臺風(fēng)強(qiáng)度降低淹沒水深及范圍逐漸減小，最低等級的965 hPa時無淹沒，其他等級風(fēng)暴潮淹沒介于兩者之間。

7 結(jié)論與不足

7.1 結(jié)論

（1）本文以遭受風(fēng)暴潮災(zāi)嚴(yán)重的臺州溫嶺市為例，以9711號臺風(fēng)路徑為基礎(chǔ)，利用MIKE21FM模塊進(jìn)行風(fēng)暴潮計算，通過平移路徑計算不同堤段的最大增水，構(gòu)造出對臺州溫嶺市各堤段最不利的不同強(qiáng)度等級臺風(fēng)路徑，在方案計算中，利用SWAN模式構(gòu)建臺風(fēng)浪模型計算不同強(qiáng)度不同路徑下堤前波要素，以越浪量因子作為潰堤判斷依據(jù)，最后計算分析了不同強(qiáng)度臺風(fēng)下臺州溫嶺市的最大淹沒范圍，對當(dāng)?shù)氐暮Ｑ蠓罏?zāi)以及產(chǎn)業(yè)布局有著重要的指導(dǎo)意義。其中利用臺風(fēng)浪模型和風(fēng)暴潮模型，綜合計算越浪量，來進(jìn)行潰堤判斷，并以設(shè)定“門”在某一時刻開啟來模擬潰堤現(xiàn)象為本文的創(chuàng)新之處；

（2）通過眾多方案的風(fēng)暴潮和臺風(fēng)浪計算，可知在最高等級的915 hPa時，由于沿海堤防幾乎全潰，因此處于沿海平原區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本受淹，其中東海塘圍區(qū)、東浦鎮(zhèn)、觀岙、擔(dān)嶼圍區(qū)、樂清灣沿岸受淹嚴(yán)重，橫河、濱海、箬橫、新街、松門由于東海塘后的二線塘保護(hù)受淹相對較輕。隨臺風(fēng)強(qiáng)度降低淹沒水深及范圍逐漸減小，最低等級的965 hPa時無淹沒，其他等級風(fēng)暴潮淹沒介于兩者之間。

7.2 不足

（1）本文構(gòu)造的臺風(fēng)路徑偏不利且增水是疊加至當(dāng)?shù)靥煳母叱?，為“不利”加“不利”雙重疊加，結(jié)果可能會偏保守；

（2）越浪量的計算采用規(guī)范所列的經(jīng)驗(yàn)公式計算，而實(shí)際中影響越浪量的因素較多，公式計算存在誤差，且目前潰堤過程概化較為簡略，這些不足將在今后研究中逐步改善。

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Inundation risk assessment of typhoon storm surge along Taizhou Wenling City

ZHENG Guo-dan1,2,3，XIE Ya-li1,2,3，HU Jin-chun1,2,3，CHEN Tao-xiao1,2,3
（1.Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary,Hangzhou 310020 China; 2.Zhejiang Institute of Marine Planning and Design,Hangzhou 310020 China; 3.Zhejiang Provincial Key Laboratory of Estuary and Coast,Hangzhou 310020 China）

The typhoon storm surge is the main type of natural disasters in Wenling city.So it has a very important significance to analyze the storm surge inundation risk.In this paper,the MIKE21FM module was used to establish a high-resolution storm surge floodplain numerical model which was applicable to Wenling City. Based on the Typhoon“9711”,the value 5 km as the intervals on both sides of pan was used to construct various design typhoon path,in order to find the most unfavorable landing position to calculate the storm surge,and then the SWAN model was used to calculate the wave elements of the most unfavorable landing position.The empirical formula was used to calculate overtopping discharge to judge dike break.Finally,the largest envelope value from the calculated result was used and drew the storm surge submerged area map under six-speed typhoon.At the highest level 915 hPa,dike of coastal was almost broken,and the rural communities along the coastal were basically flooded,while there was no flooding at the lowest level 965 hPa,and the flooding extent at other grades of the storm surge were in between.The typhoon intensity was decreased with depth and scope of the drowned gradually.

storm surge;storm waves;flooding;overtopping;dike break

P731.23

：A

：1003-0239（2016）06-0040-11

10.11737/j.issn.1003-0239.2016.06.005

2016-05-26

水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201401010）；浙江省科技計劃項(xiàng)目（2014C33057）。

鄭國誕（1986-），男，工程師，碩士，主要從事河口海岸水動力學(xué)及海洋災(zāi)害防洪等研究。E-mail:12971414@qq.com