HYT 195-2015 風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)技術(shù)指南（正式版）

中華人民共和國(guó)海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)技術(shù)指南2016-02-16發(fā)布I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC283)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心、浙江省海洋監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心。Ⅱ風(fēng)暴潮災(zāi)害是我國(guó)最嚴(yán)重的海洋災(zāi)害，風(fēng)暴潮預(yù)警報(bào)發(fā)布為風(fēng)暴潮災(zāi)害防御提供了可靠的依據(jù)，但是隨著防災(zāi)減災(zāi)工作的日益深入，進(jìn)一步拓展風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)內(nèi)容日益重要。針對(duì)不同的岸段，由于地形和重要程度的不同，風(fēng)暴潮和防御能力差異可能會(huì)很大，考慮到風(fēng)暴潮致災(zāi)的關(guān)鍵因素和災(zāi)害防御基礎(chǔ)設(shè)施海堤的密切關(guān)系，以及沿海省、市防災(zāi)減災(zāi)部門的需求，逐步形成并完善了風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)的技術(shù)方法，在部分沿海省開展了風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)，使得風(fēng)暴潮防災(zāi)措施的開展和實(shí)施更具有針對(duì)性。為了規(guī)范并指導(dǎo)沿海各級(jí)海洋預(yù)報(bào)部門順利開展風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)，將風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)工作納入科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、制度化軌道，為當(dāng)?shù)胤莱睖p災(zāi)工作更好地提供決策服務(wù)，特制定本標(biāo)準(zhǔn)。1風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)技術(shù)指南本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)的方法和漫堤預(yù)報(bào)的等級(jí)劃分。本標(biāo)準(zhǔn)適用于我國(guó)各級(jí)海洋預(yù)報(bào)部門的風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB/T12898國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范GB/T15920—2010海洋學(xué)術(shù)語(yǔ)物理海洋學(xué)GB/T18314全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范JTS131水運(yùn)工程測(cè)量規(guī)范SL435—2008海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)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(fēng)暴過(guò)境所伴隨的強(qiáng)風(fēng)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(fēng)暴潮的天氣系統(tǒng)分類，風(fēng)暴潮分為臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮和溫帶風(fēng)暴潮。其中由熱帶氣旋引起的風(fēng)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(fēng)暴潮水和波浪對(duì)防護(hù)區(qū)的危害而修筑的堤防工程。[SL435—2008,定義2.0.1]風(fēng)暴潮漫堤stormsurgeovertoppingofdike沿岸發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)，潮水漫過(guò)海堤的現(xiàn)象。風(fēng)暴潮漫灘stormsurgeinundation沿岸發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)，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(fēng)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(shí)段連續(xù)測(cè)得的波高序列從大到小排列，取排序后前1/3個(gè)波高的平均值。某一時(shí)段連續(xù)測(cè)得的波高中最大的一個(gè)。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(guān)系等海堤資料；b)預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)海堤的歷史演變資料，風(fēng)暴潮災(zāi)害中海堤的損毀資料；c)預(yù)報(bào)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(yīng)能反映實(shí)際現(xiàn)狀。4.2風(fēng)暴潮數(shù)據(jù)資料風(fēng)暴潮數(shù)據(jù)資料要求如下：a)預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)歷史風(fēng)暴潮過(guò)程的逐時(shí)潮位及高低潮資料，包括基面及其換算關(guān)系；b)歷史風(fēng)暴潮災(zāi)害資料，包括史料記載和現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)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(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)歷史海浪過(guò)程的有效波高、最大波高觀測(cè)資料；b)歷史海浪災(zāi)害資料，包括史料記載和現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害調(diào)查的有效波高、最大波高等資料。4.4現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充調(diào)查如收集的海堤、水深等數(shù)據(jù)資料不能滿足風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)需要時(shí)，應(yīng)開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與調(diào)查工作。海堤現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的測(cè)量方法、精度指標(biāo)和技術(shù)要求等應(yīng)按照GB/T18314相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則、精度指標(biāo)和技術(shù)要求等應(yīng)按照GB/T12897、GB/T12898的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；水深現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量應(yīng)按照3JTS131的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。海堤測(cè)量除滿足上述要求外，還應(yīng)滿足如下條件：a)如果海堤平直或海堤高程變化較小，則測(cè)量點(diǎn)間隔點(diǎn)不大于100m;b)如果海堤曲折或高程變化較大，則測(cè)量點(diǎn)間隔要加密，應(yīng)準(zhǔn)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(yīng)保證來(lái)源可靠，內(nèi)容真實(shí)、準(zhǔn)確和完整；當(dāng)獲取的海堤、岸線、水深等數(shù)據(jù)資料不能代表現(xiàn)狀時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與調(diào)查；現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查應(yīng)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(fù)核風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)時(shí)所使用的海堤數(shù)據(jù)應(yīng)每年進(jìn)行復(fù)核或隨著海堤的變化隨時(shí)更新；水深數(shù)據(jù)應(yīng)隨著水深的變化隨時(shí)更新。5漫堤預(yù)報(bào)5.1預(yù)報(bào)點(diǎn)選取選擇的預(yù)報(bào)點(diǎn)應(yīng)具有代表性，能夠代表此點(diǎn)至相鄰預(yù)報(bào)點(diǎn)之間海堤前的風(fēng)暴潮、海浪、潮位的影響程度和變化特征。預(yù)報(bào)點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：a)1條海堤至少選擇1個(gè)預(yù)報(bào)點(diǎn)；如果海堤長(zhǎng)度大于1km,應(yīng)增加預(yù)報(bào)點(diǎn)；如果海堤長(zhǎng)度小于1km,但是海堤高程有變化，則應(yīng)依據(jù)變化情況增加預(yù)報(bào)點(diǎn)；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(yīng)分別在灣頂、灣口或迎海面處增加至少1個(gè)預(yù)報(bào)點(diǎn)。5.2漫堤預(yù)報(bào)方法采用數(shù)值預(yù)報(bào)法開展風(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)。主要步驟如下：a)選擇成熟的天文潮-風(fēng)暴潮-海浪耦合模型；b)對(duì)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的水深、岸線等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；潮位、海堤等數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及分析；c)在開邊界處輸入8個(gè)或以上天文潮主要分潮作為邊界條件；d)建立數(shù)值預(yù)報(bào)模型并按照5.1的要求選取預(yù)報(bào)點(diǎn)；選取風(fēng)暴潮、海浪過(guò)程個(gè)例對(duì)建立的數(shù)值預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)；e)以中尺度風(fēng)場(chǎng)或臺(tái)風(fēng)模型風(fēng)場(chǎng)為數(shù)值預(yù)報(bào)模型輸入條件，開展預(yù)報(bào)點(diǎn)的潮位預(yù)報(bào)；f)按照SL435—2008附錄E計(jì)算預(yù)報(bào)點(diǎn)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(jì)算波浪爬高；g)輸出預(yù)報(bào)點(diǎn)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(yù)報(bào)模型應(yīng)滿足以下條件：a)包含天文潮-風(fēng)暴潮-海浪實(shí)時(shí)耦合機(jī)制，充分考慮波浪輻射應(yīng)力在表面應(yīng)力中的作用以及流速、潮位在波浪計(jì)算中的作用等物理過(guò)程；計(jì)算區(qū)域覆蓋范圍足夠大，其開邊界距預(yù)報(bào)點(diǎn)的距離不小于800km;b)海堤附近網(wǎng)格分辨率應(yīng)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(yīng)具備海堤溢流計(jì)算的能力；c)開展歷史上風(fēng)暴潮、海浪過(guò)程個(gè)例的模擬檢驗(yàn)和天文潮模擬檢驗(yàn)，選擇的個(gè)例應(yīng)有代表性，能4代表預(yù)報(bào)區(qū)域內(nèi)的風(fēng)暴潮、海浪特點(diǎn)，以確保數(shù)值模型的可靠性；d)用于檢驗(yàn)的典型風(fēng)暴潮個(gè)例應(yīng)不少于10個(gè)，海堤附近主要潮位站的最大風(fēng)暴潮計(jì)算值相對(duì)誤差應(yīng)低于10%,風(fēng)暴高潮位計(jì)算值絕對(duì)誤差不大于30cm。如果預(yù)報(bào)區(qū)域既受臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮影響也受溫帶風(fēng)暴潮影響，則風(fēng)暴潮個(gè)例應(yīng)包含上述兩類風(fēng)暴潮；e)用于檢驗(yàn)的典型海浪個(gè)例不少于10個(gè)，應(yīng)包括由臺(tái)風(fēng)、寒潮大風(fēng)、溫帶氣旋等天氣系統(tǒng)誘發(fā)的海浪過(guò)程，海浪有效波高大于2m時(shí)，計(jì)算值相對(duì)誤差應(yīng)低于15%;f)天文潮數(shù)值計(jì)算結(jié)果應(yīng)有不少于一個(gè)月的實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證，潮位計(jì)算平均誤差應(yīng)小于20cm;g)為滿足業(yè)務(wù)化需求，其計(jì)算機(jī)應(yīng)能保證優(yōu)化后的數(shù)值預(yù)報(bào)模型72h預(yù)報(bào)的計(jì)算時(shí)間不大于5.3漫堤預(yù)報(bào)等級(jí)劃分依據(jù)預(yù)報(bào)點(diǎn)的潮水高度和海堤高程的差值(H)劃分漫堤預(yù)報(bào)等級(jí)，分為漫堤風(fēng)險(xiǎn)高、漫堤風(fēng)險(xiǎn)較高、漫堤風(fēng)險(xiǎn)較低和漫堤風(fēng)險(xiǎn)低四個(gè)等級(jí)(見表1和附錄A)。H由式(1)計(jì)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(fēng)暴潮漫堤預(yù)報(bào)等級(jí)劃分漫堤風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)漫堤風(fēng)險(xiǎn)較低漫堤風(fēng)險(xiǎn)低注：HR/Hr≥0.7計(jì)算時(shí)采用的基面為1985國(guó)家高程基5(規(guī)范性附錄)漫堤風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)A.1漫堤風(fēng)險(xiǎn)高在風(fēng)暴潮影響期間，天文潮、風(fēng)暴潮及近岸浪結(jié)合引起潮水漫過(guò)海堤的可能性高。當(dāng)漫堤風(fēng)險(xiǎn)高時(shí)，將對(duì)海堤的安全運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，沿岸可能出現(xiàn)重大海洋災(zāi)害。A.2漫堤風(fēng)險(xiǎn)較高在風(fēng)暴潮影響期間，天文潮、風(fēng)暴潮及近岸浪結(jié)合引起潮水漫過(guò)海堤的