风暴潮模拟中潮位对风拖曳力系数的影响研究

近年来,应用数值模型模拟台风引起的风暴潮运动越来越普遍,模型中对于风拖曳力系数的确定,一般都从相对风速出发,可引用的公式也较多,但这些公式很少考虑潮位变化对此系数的影响.在强潮河口、海岸海域,潮位变幅大,最高潮位甚至可达风速参考高度(10m)的近一半,如长江口和杭州湾.在数值模拟中不考虑风暴潮和天文潮共同引起的潮位变化,会造成风应力高潮时被低估、低潮时被高估的现象,从而影响风暴潮模拟的精度.为此本文对现有的风拖曳力系数加以改进,提出了考虑潮位影响的风拖曳力系数表达式,并应用于长江口、杭州湾9711号台风风暴潮的模拟中,增水模拟结果得到了明显改善,可进一步推广应用于强潮河口、海岸的风暴潮增水模拟中.     

小型水下自航行器自沉浮装置设计与研究

文中对水下自航行器(Autonomous Underwater Vehicle,简称AUV)的自沉浮装置进行了详细设计与研究。通过对已有的自沉浮装置方案进行对比研究,设计了以高压气体吹除压载水舱的新型自沉浮装置,该装置具有结构简单、可靠性高和可维护性好的特点,并可实现模块化设计。最后,对装置的主要设计参数进行了计算与优化。     

Coupled process-based cyclone surge simulation for the Bay of Bengal

We have developed a wind-wave-surge coupled process-based numerical model for simulating storm surge, consisting of a meso-scale atmospheric model (MM5), a third-generation spectral wave model (WW3) and a coastal ocean model (POM). We introduced an additional sea surface shear stress by wave dissipation into the model to consider the process of energy transfer from winds to currents through whitecap breaking. We demonstrate the importance of this energy transfer path through a hindcast simulation of a cyclone surge in April, 1991 in the Bay of Bengal: it helps generate mean current and has wave effects on wind-induced current fields in extremely shallow water areas.     

东印度洋天气和风暴潮预报系统的初步评估

东印度洋天气和风暴潮实时预报系统（EPMEF_EIO）由区域大气模式和区域风暴潮模型组成,每天实时运行4次.大气初边场来自美国国家环境预报中心（NCEP）的全球预测系统（GFS）,通过区域嵌套得到印度洋-东印度洋-斯里兰卡区域的3 d预报结果.大气模式的10 m预报风场驱动风暴潮模式,得到东印度洋-斯里兰卡区域的潮汐和风暴潮3 d预报结果.通过与中国科学院南海海洋研究所斯里兰卡站气象塔观测数据、最优台风路径数据和科伦坡水位站数据对比,发现模式预报气温和相对湿度的日变化较观测值偏小,气温总体RMSE为1.26℃,相关系数为0.8,相对湿度的总体RMSE为7.0%,相关系数为0.7;模式预报风速以整体偏大为主,总体RMSE为2.3 m/s,相关系数为0.65;模式预报风向能把握主要的变化趋势,RMSE在20°~32°之间,相关系数约0.65;模式24、48和72 h路径预报平均误差分别为110.5、166.4和181.0 km.此外,模式水位预报的RMSE为0.035 m,占最大振幅约5%,与观测的相关系数达到0.996.这说明了模式可以用于预报潮汐和风暴潮过程.     

中国沿海地区雨潮复合灾害联合分布及危险性研究

沿海地区极易受到极端降雨和高潮位引发的复合洪涝灾害影响。研究风暴增水和累积降雨同时发生的概率,设计雨潮联合分布函数,对提升沿海城市防洪除涝应对措施的有效性、减少城市复合洪涝灾害造成的损失具有重要意义。论文以1979—2014年中国沿海逐日最大风暴增水和邻近雨量站日累积降雨数据作为统计样本,采用Copula函数构建雨潮联合概率模型,并利用Kolmogorov-Smirnov检验、赤池信息准则、贝叶斯信息准则评价雨潮联合分布拟合优度,优选中国沿海雨潮联合概率分布函数模型。基于此模型,定量化设计中国沿海雨潮复合灾害情景。结果表明：在空间分布上,中国沿海雨潮复合灾害频次呈现明显的“两头多中间少”格局,其中,广东西部沿海、福建北部、浙江南部、山东及辽宁沿海频次相对较高;在50年一遇联合重现期下,北部湾、海南岛北部、浙江沿海、渤海湾部分沿海表现为极端降雨和较高的风暴增水,雨潮遭遇的复合灾害事件十分值得关注。研究结果在一定程度上揭示了中国沿海地区雨潮复合灾害的时空变化规律,并为复合灾害情景预测提供了定量化评估方案。     

西藏东南雅鲁藏布大峡谷入口处 第四纪多次冰川阻江事件*

在第四纪的末次冰期、新冰期和小冰期期间,位于大峡谷入口处的则隆弄跃动冰川发生多次的快速前进,多次发生阻塞雅鲁藏布江事件,在大峡谷以上河段形成4期(Ⅳ~Ⅰ)的林芝古堰塞湖。¹⁴ C测年结果指示第2次、第3次和第4次堰塞湖分别发生在9760~11300aB.P.,1220±40~1660±40aB.P.和287±93~394±83aB.P.。估计Ⅳ~Ⅱ期堰塞湖库容量约2150km³,835km³和81km³。冰川阻塞湖坝的溃决释放突发性洪水,对下游的雅鲁藏布大峡谷河段及下游地区的环境产生巨大的影响。     

风暴潮贝壳堤的沉积特征及发育模式

南海北部长湾贝壳堤是一典型的风暴潮成因贝壳堤。该贝壳堤的横向、纵向露头和钻孔所显示的地层结构、层理特征、粒度特征、14C测年、物质组成、贝屑种属生境及当地风暴增水高度和地壳升降幅度表明：（1）贝壳堤由风暴沉积组成,是风暴潮增水期间海岸沉积物堆积的结果,由于堆积在平均高潮面之上,增水退却后不受正常天气下波浪的影响得以保存;（2）理想剖面由下而上分4个部分：1）潮滩堆积;2）激浪带堆积;3）增水面下波浪堆积;4）增水面上波浪爬高堆积。各个部分具有不同的沉积特征,分别代表贝壳堤向上增长的各个阶段的沉积环境和风暴作用方式;（3）风暴潮贝壳堤与非风暴潮贝壳堤不仅在发育过程,而且在沉积结构、粒度特征、贝屑种属、堆积部位、堆积高度及环境意义等方面都有所不同。     

REFINED RISK ASSESSMENT OF STORM SURGE DISASTER IN COASTAL PLAIN: A CASE STUDY OF PINGYANG COUNTY

As the risk of storm surge on coastal plains increases, the research on disaster risk assessment is fundamental for disaster management. Disaster risk assessment tends to develop towards the direction of refinement and it gradually plays a more important role. As regards the characteristics of storm tide disaster in coastal plain, the paper uses refined floodplain numerical model which combines typhoon, flood, astronomical tide and waves. The model also considers influencing factors of dike-breaking, micro-topography and buildings. Precise calculation is executed for the range and the submerged depth caused by floodplain flow in coastal plain. Based on 3S technology, disaster-bearing bodies are subdivided into the smallest unit of the ground object, and the vulnerability of these units is evaluated. Refined risk assessment of storm surge disaster for the coastal plain is obtained, and the detailed distribution of risk areas at different risk levels is achieved. These results can be widely applied in many fields, such as disaster prevention and mitigation, urban planning, industrial arrangement, disaster insurance and so on.     

新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

准页2井是新疆国土资源系统首批施工的页岩气调查井之一。该井设计井深1700 m,实际完钻井深1617.18 m,取心井段岩心采取率达到100%,工程质量完全满足地质要求。该井出气情况良好,钻井施工技术较为成功。从钻井设备的选择依据,井身结构,取心钻具、钻头的选择使用情况,钻进技术参数,钻井液的使用情况等方面详细介绍了准页2井的钻井施工技术。同时,对施工中存在的技术和安全施工的问题进行了必要的分析探讨。     

基于风暴水流能量分布对海南岛小东海珊瑚巨砾成因的分析

波致水流的能量差异有助于风暴和海啸巨砾的区分。本文基于这一思路, 进行风暴波浪和波致水流的能量分析, 给出海岸珊瑚巨砾在风暴潮期间以推移质方式输运的动力学过程表达, 推算出风暴巨砾的理论输运距离。结合海南岛极端事件历史记录, 得出海南岛小东海风暴巨砾在礁坪的分布格局, 并与该海区的巨砾实际分布进行对比。结果表明, 小东海风暴巨砾分布与巨砾的质量、形状及风暴潮能量密切相关。研究区现场观测的大部分巨砾沉积分布符合风暴巨砾的理论空间分布格局, 因而判断其为风暴潮成因堆积。未来经过模拟假设条件的完善, 并构建相应海啸水流输运模式, 可形成用以区分风暴、海啸巨砾的完整判据。