2022年崇启大桥桥位区气象灾害分析研究和防御对策.docx

崇启大桥桥位区气象灾难讨论和防备计策黄诚 刘正洪 王炜 沈亚平 樊璇 朱震宇<启东市气象局 226200 ）概 述启东集黄金海岸与黄金水道于一身，与国际都市上海隔江相望；改革开放以来，全市国民经济与社会事业取得了长足的进步，连续多届跻身全国农村综合实力百强县 <市）行列，先后荣获全国首批小康县、全国科技百强县市、中国明星县市、全国卫生城市等称号；随着沪崇苏越江大通道、宁启高速大路，宁启铁路、沿海高速大路等一批大交通工程的相继开工建设，启东将全面跨入上海一小时都市经济圈，成为长江三角洲新的开发开放热点地区；本课题讨论的崇启长江大路大桥桥位接近长江入海口，它的北岸位于江苏省最东部的启东市境内，南岸位于上海市的崇明岛，大桥跨过了长江入海口的北汊河道 <图1） ；图 1 崇启大桥地理位置图为满意大桥建设过程及营运对气象灾难防备的要求，我们准时开展了本课题的讨论；第一在完全明白桥位地区不良天气的气候简况，把握明白桥位地区的气候背景 <如极端气温、雷电、大雾发生频率等）的基础上，通过仔细、深化、细致的分析讨论，得出不同灾害性天气对崇启大桥桥位区施工作业面及通车后对大桥营运的各种影响及程度，然后科学地作出大桥建设、营运所必需的、适合的、有肯定时效的防备计策；同时，为减小施工期25 / 24间可能显现的恶劣天气环境对安全施工的影响，确保桥梁建设安全有序地进行，以及如何分析、识别潜在的灾难风险，有针对性地开展气象灾难防备计策服务，供应有别于常规天气预报的工程区预报预警服务，并准时传输监测、监控及预警信息，使指挥调度及施工单位合理支配工期，保证施工质量，提高工效，合理、有效、规范地做好各种气象、天气灾难大事的防范工作，最大限度地规避风险，而且在灾难大事发生后能够快速、有效地实施应急与救助响应，做好善后处置工作等，是当前桥梁建设中及今后通车营运后气象安全保证所面临的新课题；因此，我们通过课题“崇启大桥桥位区气象灾难讨论和防备计策”， 比较详细地开展大桥施工期灾难性天气危害及防备减灾关键技术的讨论，为保证施工期大桥主体施工现场作业和设施安全，对大桥建设发挥我们安全气象的重要的保证作用；确保人民生命及财产的安全，是本课题预期的目的；1 桥位区气候特点1.1 资料来源与引用崇启长江大路大桥位于长江口北支启东段，接近长江入海口，大桥与所处的长江河道的走向基本垂直，南岸为启东市的启隆乡；桥位区与启东市气象局直线距离不到 10 千 M， 启东气象站积存有近 50 年多年的气象观测资料，对其历史资料系统整编、分析，供应的气候背景资料，基本能反映大桥桥位区的气候特点；启东地处长江三角洲前缘的江海平原上，滨江临海，长江两岸为平原圩区，地势开阔，地势低平；地处中纬地带，属北亚热带潮湿气候区，受地理位置和季风影响，具有海洋性和季风性双重气候特点；受江海水体调剂作用和多种天气系统的影响，天气气候复 杂，灾难性天气频繁，春季的江淮气旋，春夏期间的强对流天气及中小尺度天气相对活 跃，夏秋的台风台风和冬半年的寒潮天气均可形成大风，且风况复杂；1.2 天气气候具有以下 3 个方面的特点〔1> 季风显著，四季分明，暖和潮湿；夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，春秋季雨季，冷暖空气交互争雄，过渡特点明显；由于地处滨江临海，深受江海水体影响，具有海洋性气候特性，年平均气温 15.1 ℃，年均相对湿度 81%，最冷月 <一月）平均气温 3.0 ℃ ,最热月 <7 月）平均气温 27.3 ℃ , 与同纬度的内地相比 , 一月偏高 ,7 月偏低 , 因此一般说来，显得“冬暖夏凉”；〔2> 光照充分、热量丰富、雨热同季；全年日照平均时数为 2048 小时年日照平均百分率 47%；年太阳辐射总量为 113.3 千卡 / 平方厘 M；平均无霜期为 221 天；年均降水量1086.5 毫 M， 6-8 月雨量占年降水量 43%；夏季雨热同期，降水丰富且季节安排更匀称，给 作物的旺盛生长阶段供应充分的水份；气 温 1 月平均7 月平均3.0 ℃27.3 ℃1956～20051956～2005高温日≥ 35℃最多年20 天1971 年1956～2005年最高 <≥ 35℃）平均日4.9 天1956～2005数最多年降水量1574.1mm19771956～2005最少年降水量596.4mm19781956～2005平均年降水量1086.5mm1956～2005降年平均降水日数 <≥ 125 天 1956～2005水<3）灾难性天气频繁；一年四季均有灾难性天气发生，主要灾难性天气有：大风、连阴雨、冰雹、伏旱、台风、龙卷风、寒潮、冰冻、大雾、暴雨、高温、雷暴等；1.3 主要气象要素特点值依据资料引用来源，大桥桥位区的主要气象要素特点，我们用启东市气象站 50 年气候资料整编 [1] ，统计选取，详细见 <表 1.1 ）；项 目极端最高特点值38.3 ℃显现日期1978.7.9 、1992.7.311958.1.16统计年份1956～2005极端最低年平均-10.8 ℃15.1 ℃1956～20051956～2005蒸发量表 1.1 启东市主要气候特点值0.1mm） 日最大降水量195.0mm1997.8.191956～2005降水日数最多年150 天19571956～2005最长连续降水日数16 天1992． 3.13-3.281956～2005最多年蒸发量1669.4mm199467-70 年缺最少年蒸发量1164.1mm1980测67-70 年缺测平均年蒸发量1374.6mm67-70 年缺测最多年雾日58 天19971956～2005雾 日最少年雾日13 天19751956～2005平均年雾日31.9 天1956～20051 月平均78%1956～2005相对湿度7 月平均85%1956～2005年平均最多年雷暴日81%51 天19631956～20051956～2005雷暴日最少年雷暴日17 天19781956～2005年平均30.6 天1956～2005最大积雪深度11 月份12 月份0cm3cm1983.12.291956～20051956～20051 月份13cm1977.1.301956～20052 月份8cm1964.2.18/191956～20053 月份8cm1970.3.131956～2005最大冻土深度7cm1977.2.17/181974～1979历年最大风速18.0 NNW NNE1977.9.111974～2005历年极大风速26.0 SE1997.8.191995～2005春季主导风向SE13%〔频率 >1956～2005夏季主导风向SE15%〔频率 >1956～2005秋季主导风向NW， NE10%,10%〔频率 >1956～2005冬季主导风向NW15%〔频率 >1956～2005台风影响最早时间5.2719611956～2005台风影响最晚时间11. 919671956～2005受台风影响月份台风年最多5-11 月61961,19941956～20051956～2005风2 桥位区主要灾难性天气及危害启东地区春季的江淮气旋，春夏期间的强对流天气及中小尺度天气相对活跃，夏秋的台风和冬半年的寒潮天气均可形成大风，江面大风及由此形成的大浪将严峻影响大桥的施工安全；随着人们对气象灾难的日益重视，抗御才能的不断提高，有些灾难性天气正在逐渐减弱，与此同时，有的灾难如雷暴，大雾等在加剧，应当引起更多的关注和警觉；由于[2]已对大风灾难作了详细分析，这里就不作实质性讨论，只利用其部分讨论成果，同时我们[3]仍参考了本局以前对启东地区气象灾难所作的讨论 方法和成果；2.1 暴 雨暴雨是形成洪涝、路基冲刷、城市积水等自然灾难的致灾因子；2.1.1 暴雨气候简况1956 年以来，年内显现暴雨最早的日期是 4 月 1 日<1979 年），最晚日期是 11 月 15日<1961 年）；最大日降水量为 195.0 毫 M<1997 年 8 月 19 日），最大 1 小时降水量为108.9 毫 M<1977 年 8 月 10 日），最大 10 分钟降水量为 34.7 毫 M<1977 年 8 月 10 日）；启东的平均年暴雨日 3.0 天， 98%以上的年份都会显现暴雨 <1961～ 2002 年 47 年间仅 1968 年没有暴雨）；最多的年份是 7 天<1987 年和 2002 年）；雨量在 50～100 毫 M之间的暴雨比率为 81.1%；大于等于 100 毫 M以上的大暴雨日共显现 27 天，年均 0.57 天，年最多的是 3 天<1977 和 2001 年），其中 1977 年 8 月 11 日至 9 月 1 日， 22 天内显现三次大暴雨， 其次是 1958、1960 、1986、1991 和 1997 年为 2 次；大于等于 150mm的特大暴雨 1956 年以来共显现 5 次， 3 次显现在 8 月， 2 次显现在 6 月；启东气象站自建站以来，未显现过日雨量大于 200mm的特大暴雨；2.1.2 暴雨影响程度依据中国气象局的有关规定，我们按雨量对暴雨的等级作如下划分：日降雨量 <20时～ 20 时）达到 50.0-99.9 毫 M称为暴雨， 100.0-149.9 毫 M为大暴雨，≥ 150.0 毫 M为特大暴雨；暴雨在启东市虽是重要灾难天气之一，但由于启东滨江临海，解放后水利条件较好，因此，暴雨对农业的致灾程度，相对并不严峻；而真正对启东 <桥位区也不例外）造成危害的是大暴雨、特大暴雨和大范畴的连续性暴雨，一般主要集中在梅雨期内，例如1960 年 6 月 8～ 10 日、 2001 年 6 月 23～ 24 日，全市普降暴雨～大暴雨，造成全市农田大面积积水，农作物受涝渍影响而减产，经济缺失特别惨重；因此它的灾难就是短时的强降水和因大面积积水长时间不退，致使大桥施工受损 , 轻一点的只影响工期，中等的损毁机械设备，重的将冲垮掉新注浇的工作面和桥墩；由于暴雨形成的灾变来得迅猛，如防备措施不恰当，仍会增加排涝救灾成本；形成启东地区暴雨的天气系统主要有锋面、切变线、气旋和台风；2.1.3 暴雨年内强度与分布启东市各月降水强度极值见表 2.1 ；月份一日最大一小时最大特别钟最大10102.11961.10.434.11978.10.2713.91976.10.8表 2.1 启东市降水强度极值雨量日期雨量日期雨量日期14。