唐山市風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置研究

賈旭飛，王立貴，趙青，常宇(.唐山市海洋局 唐山 063000； .河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì) 唐山 063000)

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唐山市風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置研究

賈旭飛1，王立貴1，趙青1，常宇2
(1.唐山市海洋局 唐山 063000； 2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì) 唐山 063000)

警戒潮位是指沿海地帶防護(hù)區(qū)沿岸可能出現(xiàn)險(xiǎn)情或潮災(zāi)，需進(jìn)入戒備或救災(zāi)狀態(tài)的潮位既定值，是海岸防汛工作的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是海洋預(yù)報(bào)部門發(fā)布風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)、警報(bào)的重要參考，是各級(jí)政府防潮減災(zāi)指揮決策的重要依據(jù)。依據(jù)河北省已核定出沿海警戒潮位值，將警戒潮位定為4個(gè)數(shù)值，按藍(lán)色警戒潮位、黃色警戒潮位、橙色警戒潮位和紅色警戒潮位進(jìn)行分級(jí)核定，分別以藍(lán)、黃、橙、紅4色予以標(biāo)志，通過(guò)將警戒潮位值實(shí)體直觀化，更便于沿海地區(qū)直接了解風(fēng)暴潮警戒潮位情況，為唐山市沿海的風(fēng)暴潮防災(zāi)減災(zāi)工作提供更好的技術(shù)支持，警戒潮位的細(xì)化也有利于沿海部門單位更加有針對(duì)性地制訂預(yù)案、采取防風(fēng)暴潮措施，這對(duì)海洋災(zāi)害帶來(lái)的損失具有防范作用。

風(fēng)暴潮；警戒潮位；標(biāo)志物

1 引言

警戒潮位是指沿海地帶防護(hù)區(qū)沿岸可能出現(xiàn)險(xiǎn)情或潮災(zāi)，需進(jìn)入戒備或救災(zāi)狀態(tài)的潮位既定值[1]，是海岸防汛工作的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是海洋預(yù)報(bào)部門發(fā)布風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)、警報(bào)的重要參考，是各級(jí)政府防潮減災(zāi)指揮決策的重要依據(jù)[2]。

國(guó)家海洋局從2012年開始在我國(guó)沿海開展重點(diǎn)岸段的警戒潮位核定工作，計(jì)劃通過(guò)3年左右時(shí)間完成沿海約300個(gè)主要岸段的警戒潮位核定工作[3]。

河北省已經(jīng)核定出沿海警戒潮位值，將警戒潮位定為4個(gè)數(shù)值，按藍(lán)色警戒潮位、黃色警戒潮位、橙色警戒潮位和紅色警戒潮位進(jìn)行分級(jí)核定，分別以藍(lán)、黃、橙、紅4色予以標(biāo)志[4]。

為積極防御風(fēng)暴潮災(zāi)害，便于有效開展預(yù)防災(zāi)害工作，唐山市計(jì)劃在唐山沿海易發(fā)生風(fēng)暴潮災(zāi)害的河口、旅游景點(diǎn)、工業(yè)區(qū)、海洋養(yǎng)殖區(qū)、人員密集區(qū)等易發(fā)生風(fēng)暴潮災(zāi)害的位置，設(shè)置警戒潮位標(biāo)志物。通過(guò)設(shè)置警戒潮位標(biāo)志物方便沿海部門單位與群眾更加有針對(duì)性地制定預(yù)案采取防風(fēng)暴潮措施，從而減少海洋災(zāi)害帶來(lái)的損失。

2 研究區(qū)概況

2.1 自然地理?xiàng)l件

2.1.1 地理概況

警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置區(qū)域?yàn)樘粕绞醒睾：０兜貛?，溝壑較多，標(biāo)志埋設(shè)地點(diǎn)多淤泥，距離已知基準(zhǔn)控制點(diǎn)較遠(yuǎn)，區(qū)內(nèi)雜草叢生，地面高低不平，交通不便，會(huì)對(duì)外業(yè)測(cè)量及警戒潮位標(biāo)志物設(shè)立的施工工作帶來(lái)很大困難。

2.1.2 氣候條件

唐山市屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型大陸性氣候，具有冬干、夏濕、降水集中、季風(fēng)顯著、四季分明等特點(diǎn)。冬季，西伯利亞附近廣大地區(qū)經(jīng)常為較強(qiáng)的冷氣團(tuán)控制，盛吹西北風(fēng)；夏季，受海洋暖濕氣團(tuán)影響，盛吹偏南風(fēng)；春秋兩季是冬季風(fēng)和夏季風(fēng)的過(guò)渡季節(jié)，風(fēng)向多變。年平均氣溫在10℃～11.3℃之間。降水量充沛，年平均降水量在620～750 mm之間，降水主要集中在7-8月，兩個(gè)月的降水量占全年總降水量的60%左右。夏季海清浪平，秋季涼爽宜人。春季(3-5月)風(fēng)多而大、伴有沙塵，降水少、氣候干燥，氣溫冷暖多變。冬季氣溫較低。

2.1.3 交通情況

區(qū)域內(nèi)主干線公路發(fā)達(dá)，主要高速公路有唐港高速、唐曹高速、沿海高速，還有沿海公路、遷曹公路、樂(lè)港公路、平青公路、唐柏公路、豐堿公路等要道，有簡(jiǎn)易公路與主干線公路相通，可達(dá)施工地點(diǎn)，道路不平坦。

2.2 風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生情況

唐山市所處渤海灣也是風(fēng)暴潮災(zāi)害的多發(fā)區(qū)，僅新中國(guó)成立后至今就有6次災(zāi)害嚴(yán)重的風(fēng)暴潮，并且近10年來(lái)發(fā)生頻次呈增多趨勢(shì)。

1997年8月20日，9711號(hào)臺(tái)風(fēng)移經(jīng)渤海，受其影響渤海沿岸普遍出現(xiàn)特大臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害。唐山市樂(lè)亭縣損失海擋15 km，蝦池0.11萬(wàn)hm2，391艘船只受損；灤南縣損失40萬(wàn)方鹽鹵。唐?？h33 km2蝦池被淹，南堡鹽場(chǎng)部分岸段海擋護(hù)坡被毀，儲(chǔ)運(yùn)碼頭上水，大清河鹽場(chǎng)揚(yáng)水站進(jìn)水。

2003年10月11-12日，受北方強(qiáng)冷空氣影響，渤海沿岸發(fā)生了近10年以來(lái)最強(qiáng)的一次溫帶風(fēng)暴潮。京唐港最大增水1.03 m。唐山市豐南區(qū)333.3 hm2蝦池被沖毀，4 km海擋受損，5個(gè)揚(yáng)水站被淹；樂(lè)亭縣40萬(wàn)籠扇貝全部被沖走；灤南縣漁船受損70艘，網(wǎng)具損失3 000余條；養(yǎng)殖大棚、揚(yáng)水站機(jī)房各損壞1座，海擋大堤損失土方50萬(wàn)方，鹽業(yè)損失慘重，鹽田塑氈損失480萬(wàn)片，原鹽15萬(wàn)t，鹵水30萬(wàn)方。

2012 年8月3-4日，受臺(tái)風(fēng)“達(dá)維”北上影響，唐山沿海發(fā)生了嚴(yán)重的大浪及風(fēng)暴潮災(zāi)害。受本次臺(tái)風(fēng)影響，唐山灣國(guó)際旅游島游客、工作人員緊急撤離，農(nóng)田、綠化大面積損毀；樂(lè)亭縣損毀蝦池、參池0.43萬(wàn)hm3、淺海扇貝0.67萬(wàn)hm2、工廠化養(yǎng)殖設(shè)施30萬(wàn)m2，損壞漁船150艘，漁港碼頭道路損壞95 km，漁業(yè)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到1.208億元；京唐港護(hù)岸堤防損壞，航道回淤。

3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線

研究?jī)?nèi)容如下。

(1)項(xiàng)目選址。根據(jù)唐山沿海實(shí)際情況，對(duì)進(jìn)行警戒潮位標(biāo)志物埋設(shè)地點(diǎn)進(jìn)行選址。

(2)警戒潮位值測(cè)量。對(duì)標(biāo)志物埋設(shè)點(diǎn)進(jìn)行GPS衛(wèi)星定位(坐標(biāo)系統(tǒng)為WGS84坐標(biāo)系)，按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求布設(shè)水準(zhǔn)路線，將高程引測(cè)至選定位置，高程系為1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

(3)警戒標(biāo)志設(shè)計(jì)及施工?？紤]耐用性、直觀性、可識(shí)別性、施工便利性等功能進(jìn)行標(biāo)志設(shè)計(jì)及施工工藝設(shè)計(jì)。

技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

4 警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)

4.1 風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志設(shè)計(jì)

標(biāo)志設(shè)計(jì)。標(biāo)志內(nèi)容為“風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志”，字體為宋體，尺寸為18 cm×11 cm，顏色為綠色。

警戒潮位標(biāo)志設(shè)計(jì)。警戒潮位標(biāo)志寬 17 cm，從下到上依次為藍(lán)色、黃色、橙色、紅色，2個(gè)警戒標(biāo)志之間設(shè)置白色矩形標(biāo)志，尺寸為10 cm×20 cm，矩形中間標(biāo)注警戒潮位數(shù)值，字體為黑體，大小為8 cm×8 cm。

4.2 風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)

直觀式警示柱設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。標(biāo)志物選擇長(zhǎng)4 m，直徑30 cm水泥管，具體設(shè)計(jì)見圖2。

亮化式警示柱設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)。采用直徑0.3 m、高4 m水泥管，水泥管內(nèi)部安裝浮力開關(guān)4個(gè)(根據(jù)標(biāo)高、水位安裝)，外部按標(biāo)高噴涂藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色油漆，頂部安裝太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電設(shè)施及安裝變換藍(lán)黃橙紅4種顏色亞克力燈(燈色根據(jù)水位變化而變化)(圖3)。

圖2 直觀式警示柱設(shè)計(jì)

圖3 亮化式警示柱設(shè)計(jì)

直涂式警戒潮位標(biāo)志技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)。直接在臨海橋墩、碼頭池壁等部位根據(jù)警戒潮位標(biāo)志值自下而上噴涂條帶狀藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色油漆，油漆采用耐海水腐蝕及陽(yáng)光暴曬產(chǎn)品。

4.3 應(yīng)用范圍

直觀式警戒潮位標(biāo)志物為主要類型，維護(hù)簡(jiǎn)單適應(yīng)性較強(qiáng)，可用于河口、岸灘等交通便利度差的地點(diǎn)。

亮化式警戒潮位標(biāo)志物是結(jié)合耐用與美觀于一體，維護(hù)周期較長(zhǎng)，可用于河口、工業(yè)城鎮(zhèn)區(qū)、旅游景區(qū)、港口碼頭等大部分地點(diǎn)，但成本較高。

直涂式警戒潮位標(biāo)志物耐用性和穩(wěn)定性最高，成本低廉，但是適用范圍較小，主要用于橋梁、港池、河岸等有固定建筑的地點(diǎn)。

5 項(xiàng)目選址及現(xiàn)場(chǎng)踏勘

5.1 初步選址

選址原則。根據(jù)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置要求，作業(yè)人員需實(shí)地進(jìn)行勘查，優(yōu)選適合設(shè)立警戒潮位標(biāo)志物位置，交通較為方便，有利于附近人員明顯看到標(biāo)志，警示作用強(qiáng)；基礎(chǔ)穩(wěn)固，便于長(zhǎng)期保存。

選址范圍。主要選擇河口、碼頭、港池、旅游景區(qū)、采油平臺(tái)、橋梁、河岸、海岸等地點(diǎn)埋設(shè)標(biāo)志物。

選址方法。根據(jù)選址原則及不同標(biāo)志物應(yīng)用范圍，確定標(biāo)志物設(shè)立地點(diǎn)及類型，并在衛(wèi)星遙感影像上標(biāo)出。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查了解擬選地點(diǎn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、交通條件、施工及測(cè)量條件等，最后篩選出適合設(shè)立風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物的地點(diǎn)。最終選取了20個(gè)地點(diǎn)，其中，12個(gè)地點(diǎn)采用直觀式標(biāo)志，7個(gè)地點(diǎn)采用直涂式標(biāo)志，1個(gè)地點(diǎn)采用亮化標(biāo)志。

6 測(cè)量定位

通過(guò)利用已有平面控制網(wǎng)成果和高程控制成果開展警戒潮位標(biāo)志測(cè)量，確定警戒潮位在標(biāo)志物上的位置。

6.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用WGS84坐標(biāo)系。高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

6.2 測(cè)量使用儀器

平面測(cè)量使用儀器動(dòng)態(tài)雙頻GPS接收機(jī)，水準(zhǔn)測(cè)量使用DS3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，儀器性能應(yīng)可靠，均需經(jīng)過(guò)檢定合格，精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

6.3 測(cè)量方法

平面測(cè)量。采用單基站或網(wǎng)絡(luò)RTK方法。采用單基站RTK測(cè)量一級(jí)控制點(diǎn)需至少更換一次基準(zhǔn)站進(jìn)行觀測(cè)，每站觀測(cè)次數(shù)不少于兩次；采用網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量各級(jí)平面控制點(diǎn)可不受流動(dòng)站到基準(zhǔn)站距離的限制，但應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)有效服務(wù)范圍內(nèi)。

高程測(cè)量。從三等水準(zhǔn)點(diǎn)按四等水準(zhǔn)測(cè)量方法布設(shè)水準(zhǔn)路線至警戒潮位標(biāo)志物設(shè)立位置，總共約需布設(shè)水準(zhǔn)路線60條，每條線路約5 km。

7 埋設(shè)施工方案

7.1 直觀式風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物

(1)測(cè)量人員選擇好地點(diǎn)，將高程引測(cè)至預(yù)埋設(shè)警戒潮位標(biāo)志物附近。埋設(shè)標(biāo)志點(diǎn)位置確定以后，用編織袋裝土圍成直徑3 m、高0.8 m的圍擋，防止海水灌入；

(2)人工開挖直徑1.5 m，深1.5 m柱子坑，用C30混凝土做0.5 m左右墊層(根據(jù)地點(diǎn)、高程而定)；

(3)用人工或機(jī)械(視現(xiàn)場(chǎng)而定)倒運(yùn)、直立直徑0.3 m、高4 m水泥管，周邊用C30混凝土澆筑；

(4)按不同海洋警戒潮位值標(biāo)定好位置，自下而上噴涂環(huán)狀藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色油漆。

7.2 亮化式風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物

(1)測(cè)量人員將高程引測(cè)至預(yù)埋設(shè)警戒潮位標(biāo)志物附近。具體埋設(shè)標(biāo)志點(diǎn)位置確定以后，用編織袋裝土圍成直徑3 m左右、高0.8 m的圍擋，防止海水灌入。

(2)預(yù)制1.2 m×1.2 m×1.5 m混凝土底座，上配方0.15 m×0.1 m預(yù)埋鐵4塊、間距0.6 m，混凝土底座中心部位澆筑直徑0.2 m、長(zhǎng)0.3 m PVC下水管，上方高出底座平面0.1 m、下方安裝45°彎頭接管伸出底座側(cè)面。根據(jù)標(biāo)高做好1.5 m×1.5 m×0.5 m混凝土墊層，然后將預(yù)制好的底座吊放到位。

(3)將直徑0.3 m、高4 m水泥管固定到底座上，水泥管內(nèi)部安裝浮力開關(guān)4個(gè)(根據(jù)高程、水位安裝)，外部按警戒潮位值噴涂環(huán)狀藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色油漆，頂部安裝太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電設(shè)施及安裝變換藍(lán)、黃、橙、紅4種顏色亞克力燈(燈色根據(jù)水位變化而變化)。

7.3 直涂式風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物

測(cè)量人員將高程引測(cè)至預(yù)埋設(shè)警戒潮位標(biāo)志物附近；利用吊籃、吊繩、船只等進(jìn)行警戒潮位標(biāo)志噴涂作業(yè)。

8 結(jié)論

(1)本研究確定了風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物選址依據(jù)及原則，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查確定具體的施工條件。

(2)設(shè)計(jì)了警戒潮位標(biāo)志物載體及具體標(biāo)示，制定了相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范及安裝施工工藝，為今后全市乃至全省推廣提供了參考。

(3)探討了警戒潮位測(cè)量標(biāo)定的工作內(nèi)容及方法。

(4)通過(guò)風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置研究，將政府部門公布的警戒潮位值直觀可視，便于沿海社會(huì)政府及時(shí)了解風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生發(fā)展情況，盡量減少災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶給群眾生命財(cái)產(chǎn)損失。

[1] GB/T 17839-2011警戒潮位核定規(guī)范[S]．

[2] 林少奕.深圳市防風(fēng)暴潮警戒潮位核定研究[J].中國(guó)科技信息，2005，20：70-74．

[3] 康明樂(lè). 沿海近300個(gè)警戒潮位核定工作明年完成[N].中國(guó)海洋報(bào)，2013-01-18(1).

[4] 張清華. 河北省發(fā)布沿海11個(gè)縣四色警戒潮位值[N].燕趙都市報(bào)，2013-10-21(1).

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1005-9857(2015)07-0090-04