HYT 195-2015 風暴潮漫堤預報技術指南（正式版）

中華人民共和國海洋行業(yè)標準風暴潮漫堤預報技術指南2016-02-16發(fā)布I本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由國家海洋環(huán)境預報中心提出。本標準由全國海洋標準化技術委員會(SAC/TC283)歸口。本標準起草單位：國家海洋環(huán)境預報中心、浙江省海洋監(jiān)測預報中心。Ⅱ風暴潮災害是我國最嚴重的海洋災害，風暴潮預警報發(fā)布為風暴潮災害防御提供了可靠的依據(jù)，但是隨著防災減災工作的日益深入，進一步拓展風暴潮預報內(nèi)容日益重要。針對不同的岸段，由于地形和重要程度的不同，風暴潮和防御能力差異可能會很大，考慮到風暴潮致災的關鍵因素和災害防御基礎設施海堤的密切關系，以及沿海省、市防災減災部門的需求，逐步形成并完善了風暴潮漫堤預報的技術方法，在部分沿海省開展了風暴潮漫堤預報，使得風暴潮防災措施的開展和實施更具有針對性。為了規(guī)范并指導沿海各級海洋預報部門順利開展風暴潮漫堤預報，將風暴潮漫堤預報工作納入科學化、標準化、制度化軌道，為當?shù)胤莱睖p災工作更好地提供決策服務，特制定本標準。1風暴潮漫堤預報技術指南本標準規(guī)定了風暴潮漫堤預報的方法和漫堤預報的等級劃分。本標準適用于我國各級海洋預報部門的風暴潮漫堤預報。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12897國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T12898國家三、四等水準測量規(guī)范GB/T15920—2010海洋學術語物理海洋學GB/T18314全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范JTS131水運工程測量規(guī)范SL435—2008海堤工程設計規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。由于熱帶氣旋、溫帶天氣系統(tǒng)、海上胞線等風暴過境所伴隨的強風和氣壓驟變而引起的局部海面振蕩或非周期性異常升高(降低)現(xiàn)象。注1:按照誘發(fā)風暴潮的天氣系統(tǒng)分類，風暴潮分為臺風風暴潮和溫帶風暴潮。其中由熱帶氣旋引起的風暴潮為注3:改寫GB/T15920—2010,定義2.5.59。海堤(海塘，海擋，防潮堤)seadike為防御風暴潮水和波浪對防護區(qū)的危害而修筑的堤防工程。[SL435—2008,定義2.0.1]風暴潮漫堤stormsurgeovertoppingofdike沿岸發(fā)生風暴潮時，潮水漫過海堤的現(xiàn)象。風暴潮漫灘stormsurgeinundation沿岸發(fā)生風暴潮時，潮水淹沒海岸線以上陸地的現(xiàn)象。2水域內(nèi)有島嶼或陸地阻擋、或水域狹窄不規(guī)則，形成封閉或半封閉、或水域波浪以風浪為主的海域。面向大海，以受外海涌浪或混合浪影響為主的海岸。將某一時段連續(xù)測得的波高序列從大到小排列，取排序后前1/3個波高的平均值。某一時段連續(xù)測得的波高中最大的一個。波浪爬高waverun-up從靜水位算起的波浪沿海堤等建筑物爬升的垂直高度。4基本資料4.1海堤及水深岸線數(shù)據(jù)資料海堤及水深岸線數(shù)據(jù)資料的要求如下：關系等海堤資料；b)預報區(qū)域內(nèi)海堤的歷史演變資料，風暴潮災害中海堤的損毀資料；c)預報區(qū)域內(nèi)的大比例尺水深、岸線數(shù)據(jù)。近岸海域水深數(shù)據(jù)比例尺不低于1:10000,岸線數(shù)據(jù)應能反映實際現(xiàn)狀。4.2風暴潮數(shù)據(jù)資料風暴潮數(shù)據(jù)資料要求如下：a)預報區(qū)域內(nèi)歷史風暴潮過程的逐時潮位及高低潮資料，包括基面及其換算關系；b)歷史風暴潮災害資料，包括史料記載和現(xiàn)場災害調(diào)查的漫堤、漫灘及最高潮位等資料。海浪數(shù)據(jù)資料要求如下：a)預報區(qū)域內(nèi)歷史海浪過程的有效波高、最大波高觀測資料；b)歷史海浪災害資料，包括史料記載和現(xiàn)場災害調(diào)查的有效波高、最大波高等資料。4.4現(xiàn)場補充調(diào)查如收集的海堤、水深等數(shù)據(jù)資料不能滿足風暴潮漫堤預報需要時，應開展現(xiàn)場測量與調(diào)查工作。海堤現(xiàn)場測量的測量方法、精度指標和技術要求等應按照GB/T18314相關規(guī)定執(zhí)行；水準網(wǎng)的布設原則、精度指標和技術要求等應按照GB/T12897、GB/T12898的相關規(guī)定執(zhí)行；水深現(xiàn)場測量應按照3JTS131的相關規(guī)定執(zhí)行。海堤測量除滿足上述要求外，還應滿足如下條件：a)如果海堤平直或海堤高程變化較小，則測量點間隔點不大于100m;b)如果海堤曲折或高程變化較大，則測量點間隔要加密，應準確反映海堤位置和高程的變化。4.5資料要求收集的資料應保證來源可靠，內(nèi)容真實、準確和完整；當獲取的海堤、岸線、水深等數(shù)據(jù)資料不能代表現(xiàn)狀時，應重新進行現(xiàn)場測量與調(diào)查；現(xiàn)場調(diào)查應記錄被訪者所在地、所在單位、聯(lián)系方式等方面的內(nèi)容。4.6定期復核風暴潮漫堤預報時所使用的海堤數(shù)據(jù)應每年進行復核或隨著海堤的變化隨時更新；水深數(shù)據(jù)應隨著水深的變化隨時更新。5漫堤預報5.1預報點選取選擇的預報點應具有代表性，能夠代表此點至相鄰預報點之間海堤前的風暴潮、海浪、潮位的影響程度和變化特征。預報點的選擇應遵循以下原則：a)1條海堤至少選擇1個預報點；如果海堤長度大于1km,應增加預報點；如果海堤長度小于1km,但是海堤高程有變化，則應依據(jù)變化情況增加預報點；b)同一條海堤分別處于海灣的灣頂、灣口或開敞式海岸等不同位置處，則應分別在灣頂、灣口或迎海面處增加至少1個預報點。5.2漫堤預報方法采用數(shù)值預報法開展風暴潮漫堤預報。主要步驟如下：a)選擇成熟的天文潮-風暴潮-海浪耦合模型；b)對計算區(qū)域內(nèi)的水深、岸線等數(shù)據(jù)進行處理；潮位、海堤等數(shù)據(jù)進行整理及分析；c)在開邊界處輸入8個或以上天文潮主要分潮作為邊界條件；d)建立數(shù)值預報模型并按照5.1的要求選取預報點；選取風暴潮、海浪過程個例對建立的數(shù)值預報模型進行檢驗；e)以中尺度風場或臺風模型風場為數(shù)值預報模型輸入條件，開展預報點的潮位預報；f)按照SL435—2008附錄E計算預報點的波浪爬高(Hg),也可依據(jù)由堤前水深、波浪要素、海堤坡度等建立的參數(shù)化方程計算波浪爬高；g)輸出預報點處的潮水高度(潮位與波浪爬高之和)或者潮水高度與堤頂高程(Hw)的差值數(shù)值預報模型應滿足以下條件：a)包含天文潮-風暴潮-海浪實時耦合機制，充分考慮波浪輻射應力在表面應力中的作用以及流速、潮位在波浪計算中的作用等物理過程；計算區(qū)域覆蓋范圍足夠大，其開邊界距預報點的距離不小于800km;b)海堤附近網(wǎng)格分辨率應不低于100m,能反映出沿海地形變化、海堤的位置、海堤高程等重要特征；模型應具備海堤溢流計算的能力；c)開展歷史上風暴潮、海浪過程個例的模擬檢驗和天文潮模擬檢驗，選擇的個例應有代表性，能4代表預報區(qū)域內(nèi)的風暴潮、海浪特點，以確保數(shù)值模型的可靠性；d)用于檢驗的典型風暴潮個例應不少于10個，海堤附近主要潮位站的最大風暴潮計算值相對誤差應低于10%,風暴高潮位計算值絕對誤差不大于30cm。如果預報區(qū)域既受臺風風暴潮影響也受溫帶風暴潮影響，則風暴潮個例應包含上述兩類風暴潮；e)用于檢驗的典型海浪個例不少于10個，應包括由臺風、寒潮大風、溫帶氣旋等天氣系統(tǒng)誘發(fā)的海浪過程，海浪有效波高大于2m時，計算值相對誤差應低于15%;f)天文潮數(shù)值計算結果應有不少于一個月的實測資料驗證，潮位計算平均誤差應小于20cm;g)為滿足業(yè)務化需求，其計算機應能保證優(yōu)化后的數(shù)值預報模型72h預報的計算時間不大于5.3漫堤預報等級劃分依據(jù)預報點的潮水高度和海堤高程的差值(H)劃分漫堤預報等級，分為漫堤風險高、漫堤風險較高、漫堤風險較低和漫堤風險低四個等級(見表1和附錄A)。H由式(1)計算： (1)式中：H——潮水高度與海堤高程的差值，單位為厘米(cm);Hr——潮水高度，單位為厘米(cm);Hw——海堤高程，單位為厘米(cm)。表1風暴潮漫堤預報等級劃分漫堤風險等級漫堤風險較低漫堤風險低注：HR/Hr≥0.7計算時采用的基面為1985國家高程基5(規(guī)范性附錄)漫堤風險等級A.1漫堤風險高在風暴潮影響期間，天文潮、風暴潮及近岸浪結合引起潮水漫過海堤的可能性高。當漫堤風險高時，將對海堤的安全運行產(chǎn)生嚴重威脅，沿岸可能出現(xiàn)重大海洋災害。A.2漫堤風險較高在風暴潮影響期間，天文潮、風暴潮及近岸浪結合引起潮水漫過海堤的