風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)研究*

賈旭飛，張　冉，王立貴，?！∮?，孟　超

(1.唐山市國土資源局，河北 唐山 063000；2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000；3.唐山市曹妃甸區(qū)行政審批局,河北 唐山 063000)

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風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)研究*

賈旭飛1，張冉1，王立貴1，常宇2，孟超3

(1.唐山市國土資源局，河北 唐山 063000；2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000；3.唐山市曹妃甸區(qū)行政審批局,河北 唐山 063000)

摘要：風(fēng)暴潮警戒潮位是有關(guān)海洋預(yù)報(bào)部門發(fā)布預(yù)警信息及指導(dǎo)政府部門進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)決策的重要參考，通過設(shè)置風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物是進(jìn)行預(yù)警的有效途徑。風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物是將沿海警戒潮位值按藍(lán)色、黃色、橙色和紅色警戒潮位進(jìn)行直觀化，更便于沿海地區(qū)直接了解風(fēng)暴潮警戒潮位情況。通過對風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，可以節(jié)省建設(shè)成本，提高警戒潮位的辨識度，為沿海的風(fēng)暴潮防災(zāi)減災(zāi)工作提供了更好的技術(shù)支持，減少海洋災(zāi)害對沿海地區(qū)帶來的損失。

關(guān)鍵詞：風(fēng)暴潮；警戒潮位；標(biāo)志物；設(shè)計(jì)

風(fēng)暴潮是在沿海地區(qū)發(fā)生的重要災(zāi)害，而對風(fēng)暴潮進(jìn)行科學(xué)預(yù)警是防止或減少災(zāi)害損失的重要途徑，通過確定風(fēng)暴潮警戒潮位及設(shè)置相應(yīng)的警戒潮位標(biāo)志物是發(fā)布預(yù)警信息的有效途徑[1]。荷蘭、美國等早在20世紀(jì)30年代就開展了風(fēng)暴潮的研究與預(yù)報(bào)，我國在70年代開始進(jìn)行風(fēng)暴潮預(yù)報(bào)，由于風(fēng)暴潮發(fā)生于沿海地區(qū)，而沿海地區(qū)一般是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，美國、日本、英國等國家目前正通過新技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)的自動化，我國對風(fēng)暴潮的研究和預(yù)防工作也取得了長足的進(jìn)步，建立了較完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但是與國外發(fā)達(dá)國家相比，在預(yù)警方式、手段等方面仍存在一定差距。

河北省作為重要的沿海大省，在警戒潮位核定和相關(guān)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)及相關(guān)研究等方面起步較晚，目前，河北省已核定出沿海警戒潮位值，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的不同劃分為相應(yīng)的4個(gè)級別[2]。為積極防御風(fēng)暴潮災(zāi)害，唐山市開展了風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置項(xiàng)目，旨在通過設(shè)置警戒潮位標(biāo)志物，便于沿海部門進(jìn)行觀測預(yù)警，從而及時(shí)制定相關(guān)預(yù)案和采取防風(fēng)暴潮等措施，可以減少災(zāi)害帶來的損失，本研究通過結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目，對風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，為其他省市開展相關(guān)工作提供參考和借鑒。

1　研究背景

1.1研究區(qū)概況

1.1.1地理位置

唐山市位于河北省東北，處于燕山南麓，地理位置為117°31′～119°19′E，38°55′～40°28′N，海岸帶海域、陸域總面積為4 854 km2，是河北省最大的沿海城市。所轄沿海地區(qū)包括豐南區(qū)、樂亭縣、灤南縣、曹妃甸區(qū)和海港開發(fā)區(qū)、唐山灣國際旅游島。

1.1.2氣候水文特點(diǎn)

唐山沿海地區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫大清河以東為10.1～11.0 ℃，大清河以西為11.2～12.3 ℃。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟舷蝻L(fēng)，平均風(fēng)速4.5～5.0 m/s；年平均降水量為554.9 mm，多集中在夏季。沿岸海域波浪以風(fēng)浪為主，平均波高在0.4～0.7 m，出現(xiàn)5級以上大浪的幾率很小。本區(qū)除南堡附近為正規(guī)半日潮區(qū)外，海域大部岸段的潮汐屬于不規(guī)則半日潮區(qū)。

1.1.3海域功能定位與布局

唐山市海洋資源開發(fā)呈現(xiàn)利用率高、類型齊全、重點(diǎn)突出、集中布局等特征；海洋產(chǎn)業(yè)體系初步建立，海洋經(jīng)濟(jì)總體水平逐年提高；形成了以海灘、潮灘、淺海和海島等優(yōu)勢資源開發(fā)利用為基礎(chǔ)，以京唐港、曹妃甸港臨港產(chǎn)業(yè)為龍頭，以唐山灣國際旅游島濱海旅游產(chǎn)業(yè)為帶動，以漁業(yè)養(yǎng)殖、海鹽生產(chǎn)等為補(bǔ)充的海洋經(jīng)濟(jì)體系。

1.1.4岸線資源及開發(fā)利用

唐山市大陸岸線長229.7 km，占河北省大陸岸線總長的47.38%，海岸類型包括砂質(zhì)海岸、粉砂質(zhì)海岸、淤泥質(zhì)海岸。根據(jù)“我國近海海洋綜合調(diào)查與評價(jià)專項(xiàng)”調(diào)查結(jié)果，唐山海域大陸岸線開發(fā)利用情況如表1。

表1　唐山市岸線分布及利用情況一覽表

注：“-”為無數(shù)據(jù)

1.1.5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)，僅建國后至今就有6次災(zāi)害嚴(yán)重的風(fēng)暴潮，并且近十年來發(fā)生頻次呈增多趨勢。1997-08-20，9711號臺風(fēng)移經(jīng)渤海，受其影響渤海沿岸普遍出現(xiàn)特大臺風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害，造成唐山市沿海部分海擋沖毀、34 km2蝦池被淹，391艘船只受損。2003-10-11-12，渤海沿岸發(fā)生了近10 a以來最強(qiáng)的一次溫帶風(fēng)暴潮，京唐港船只通航受阻，豐南區(qū)300多ha蝦池被沖毀，樂亭縣40萬籠扇貝全部被沖走，海擋受損，灤南縣漁船受損70艘，鹽田塑氈損失480萬片，原鹽15萬t，鹵水30萬m3。2012-08-03-04，受臺風(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，唐山灣國際旅游島游客、工作人員緊急撤離，農(nóng)田、綠化大面積損毀，樂亭縣損毀蝦池、參池4 300多ha、淺海扇貝6 600多ha、工廠化養(yǎng)殖設(shè)施30萬m2，損壞漁船150艘，漁港碼頭道路損壞95 000 m，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。

1.2研究目的

唐山市作為河北省沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)重點(diǎn)地區(qū)，濱海旅游區(qū)、工業(yè)開發(fā)區(qū)、海水養(yǎng)殖區(qū)域眾多，近些年海洋災(zāi)害尤其是風(fēng)暴潮災(zāi)害對唐山沿海社會、經(jīng)濟(jì)的影響日益擴(kuò)大。為積極防御風(fēng)暴潮災(zāi)害，唐山市開展了風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置項(xiàng)目，旨在通過設(shè)置警戒潮位標(biāo)志物，設(shè)計(jì)研究出一套易識、醒目的警戒潮位標(biāo)識，開發(fā)幾種施工方便、美觀可靠、適應(yīng)性強(qiáng)的警戒潮位標(biāo)志物，便于沿海部門進(jìn)行觀測預(yù)警，從而及時(shí)制定相關(guān)預(yù)案和采取防風(fēng)暴潮等措施，可以減少災(zāi)害帶來的損失，本研究結(jié)合相關(guān)項(xiàng)目，對風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，為其他省市開展相關(guān)工作提供參考和借鑒。

2　警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)研發(fā)

2.1警戒潮位標(biāo)識設(shè)計(jì)方案

2.1.1設(shè)計(jì)原則

標(biāo)識設(shè)計(jì)要盡量做到美觀、易讀，符合《警戒潮位核定規(guī)范》[3]要求。

2.1.2標(biāo)示設(shè)計(jì)

警戒潮標(biāo)志物標(biāo)注的文字為“風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志”，字體設(shè)計(jì)為宋體，大小為180 mm×110 mm，字體顏色設(shè)計(jì)為綠色(RGB85 180 30)。

2.1.3警戒潮位標(biāo)志設(shè)計(jì)

原項(xiàng)目標(biāo)志設(shè)計(jì)：警戒潮位標(biāo)志寬依據(jù)河北省沿海警戒潮位差值確定，從下到上依次為藍(lán)色(RGB0 0 255)、黃色(RGB255 255 0)、橙色(RGB255 128 0)、紅色(RGB255 0 0)，兩個(gè)警戒線之間設(shè)計(jì)背景為白色矩形標(biāo)志的尺寸標(biāo)注，矩形尺寸為100 mm×200 mm，矩形中間標(biāo)注警戒潮位數(shù)值，字體為黑體，大小為80 mm×80 mm(圖1)。警戒潮位標(biāo)志制作材料選擇能夠使用沿海氣候的耐海水腐蝕及陽光暴曬的油漆，并直接在警戒潮位標(biāo)志物上進(jìn)行涂裝(圖3)。

改進(jìn)設(shè)計(jì)：1)為體現(xiàn)紅色警戒潮位值以上部分均為紅色警戒，紅色警戒潮位標(biāo)志寬度設(shè)置為原紅色警戒潮位寬度值的2倍(圖2);2)原設(shè)計(jì)是直接在標(biāo)志物上進(jìn)行涂裝，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在油漆易脫落，調(diào)整警戒潮位值時(shí)須將油漆清除后再噴涂等問題。因此，將警戒潮位標(biāo)志制作材料改為防腐鍍鋅板，先將鍍鋅板上噴涂還原底漆，然后再涂裝耐海水腐蝕及陽光暴曬的油漆，最后安裝到警戒潮位標(biāo)志物上(圖4)。改進(jìn)設(shè)計(jì)后，可以在車間完成警戒潮位標(biāo)志制作，不用再去現(xiàn)場噴涂，而且警戒潮位值制作更精確，也便于調(diào)整。

圖1　改進(jìn)前的警戒潮位標(biāo)識設(shè)計(jì)圖Fig.1　Design drawing of the warning tidal level markers(before improvement)

圖2　改進(jìn)后的警戒潮位標(biāo)識設(shè)計(jì)圖Fig.2　Design drawing of the warning tidal level markers(after improvement)

圖3　改進(jìn)前的警戒潮位標(biāo)識設(shè)計(jì)Fig.3　Design of the warning tidal level markers (before improvement)

圖4　改進(jìn)后的警戒潮位標(biāo)識設(shè)計(jì)Fig.4　Design of the warning tidal level markers (after improvement)

2.2警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)方案

2.2.1設(shè)計(jì)原則

警戒潮位標(biāo)志物是警戒潮位標(biāo)識的載體，通過在警戒潮位標(biāo)志物上設(shè)置警戒潮位標(biāo)識達(dá)到直觀、可視效果。警戒潮位標(biāo)志物材質(zhì)選擇主要考慮沿海氣候條件、美觀、耐用、防盜等因素，形狀多采用柱狀，以達(dá)到多角度觀察目的，或利用現(xiàn)有設(shè)施直接進(jìn)行標(biāo)識安裝，結(jié)合設(shè)計(jì)原則初步設(shè)計(jì)直涂式、直觀式(按材質(zhì)不同分為玻璃柱、不銹鋼、水泥管)、亮化式三種類型警戒潮位標(biāo)志物。

2.2.2直涂式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)方案

直涂式警戒潮位標(biāo)志物是指利用現(xiàn)有橋梁、碼頭、浮橋等設(shè)施，將警戒潮位標(biāo)識進(jìn)行涂裝、安裝的一類標(biāo)志物。直涂式警戒潮位標(biāo)志物沒有既定的設(shè)計(jì)指標(biāo)，其設(shè)置的難點(diǎn)在于選擇警戒潮位標(biāo)識設(shè)置的位置，一般選擇在潮位能夠到達(dá)便于人員觀察的橋墩、港池壁、防波堤壁上，安裝平面盡量平整、光滑。

2.2.3直觀式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)方案

直觀式警戒潮位標(biāo)志物按照材質(zhì)不同分為玻璃管、不銹鋼筒、水泥管三種。

1)直觀式(玻璃管)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)

(1)玻璃管設(shè)計(jì)：為便于多角度觀察警戒潮位，直觀式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)在外觀上采用柱狀設(shè)計(jì)。采用內(nèi)徑0.32 m,高4 m,厚1 cm玻璃管，四周用間距0.6 m鋼管固定玻璃管(圖5，圖6)。玻璃管內(nèi)部安裝紅色浮漂，外方涂裝警戒潮位標(biāo)識。

圖5　直觀式(玻璃管)警戒潮位標(biāo)志物Fig.5　The direct-view (glass tube) warning water level markers

圖6　直觀式(玻璃管)警戒潮位標(biāo)志物的框架Fig.6　The direct-view (glass tube) warning water level markers (frame)

(2)底座設(shè)計(jì)：底座材質(zhì)為預(yù)制混凝土，規(guī)格大小為1 000 mm×1 000 mm×1 020 mm，其上面布置4塊預(yù)埋鐵件，用于固定玻璃管，預(yù)埋鐵件的規(guī)格為150 mm×100 mm，每個(gè)鐵件的間距為400 mm，在混凝土底座中心部位設(shè)計(jì)有PVC管道，其直徑為410 mm，PVC管道高出底座平面上方100 mm，底座側(cè)面下方安裝45°彎頭接管，如圖7，圖8所示。

圖7　直觀式(玻璃管)標(biāo)志物底座設(shè)計(jì)圖(mm)Fig.7　Design drawing of the base of the direct-view (glass tube) markers (mm)

圖8　直觀式(玻璃管)標(biāo)志物底座Fig.8　The base of the direct-view (glass tube) markers

2)直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)

(1)水泥管設(shè)計(jì)：為便于多角度觀察警戒潮位，直觀式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)在外觀上基本沿用柱狀設(shè)計(jì)。為解決警戒潮位標(biāo)志物較易損壞、維護(hù)周期短的問題，標(biāo)志物選用長4.25 m，外徑為400 mm，內(nèi)徑為300 mm的水泥管，在水泥管距上部20 cm處標(biāo)注警戒潮位標(biāo)識，在中部安裝警戒潮位標(biāo)志(圖9)。

圖9　直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)圖Fig.9　Design drawing of the direct-view (cement tube) warning tidal level markers

2)底座設(shè)計(jì)：底座材質(zhì)為預(yù)制混凝土，規(guī)格大小為1 200 mm×1 200 mm×1 200 mm，其上面布置4塊預(yù)埋鐵件，預(yù)埋鐵件的規(guī)格為150 mm×100 mm，每個(gè)鐵件的間距為600 mm，在混凝土水泥底座中心部位預(yù)留直徑700 mm、高1 200 mm的孔洞，如圖10，圖11所示。

圖10　直觀式(水泥管)標(biāo)志物水泥底座設(shè)計(jì)圖(mm)Fig.10　Design drawing of the base of the direct-view (cement tube) markers (mm)

圖11　直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物底座Fig.11　The base of the direct-view (cement tube) warning tidal level markers

(3)底座改進(jìn)設(shè)計(jì)：經(jīng)過前期現(xiàn)場施工試驗(yàn)，原設(shè)計(jì)雖然比較美觀，但自重較重，由于施工現(xiàn)場重型吊裝車輛無法進(jìn)入施工地點(diǎn)，人工無法搬運(yùn)底座。底座設(shè)計(jì)改為根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，新安裝若干個(gè)直徑為1 m水泥圓環(huán)組成深度不同的樁洞，再進(jìn)行現(xiàn)場澆注，具體施工方法見施工工藝(圖12，圖13)。

圖12　改進(jìn)后的直觀式(水泥管)標(biāo)志物底座設(shè)計(jì)圖(mm)Fig.12　Design drawing of the base of the direct-view (cement tube) markers(improved) (mm)

圖13　改進(jìn)后的直觀式(水泥管)標(biāo)志物底座Fig.13　The base of the direct-view (cement tube) markers(improved)

(4)底座二次改進(jìn)設(shè)計(jì)：在底座改進(jìn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，用直徑1 m的塑料管代替水泥圓環(huán)，可以根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場截取不同的長度，直立式埋入挖好的基坑中，現(xiàn)場澆筑。

3)直觀式(不銹鋼筒)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)

不銹鋼筒和底座設(shè)計(jì)均參照水泥管材質(zhì)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2.4亮化式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)技術(shù)方案

亮化式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)是在直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，柱體及底座采用直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)指標(biāo)，并在水泥管背水一側(cè)底部開直徑10 cm的圓孔，圓孔位置高于平均大潮高潮線。為防止海浪直接沖擊水泥管引起管內(nèi)潮位不穩(wěn)，并考慮冬季防凍、防止雜物進(jìn)入等情況，在圓孔內(nèi)部放入棕絲并在圓孔外安裝攔污網(wǎng)。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)，頂部安裝相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電設(shè)施，并根據(jù)不同的警戒顏色配置相應(yīng)顏色的指示燈，電路圖如圖14所示。指示燈材質(zhì)選用亞克力材質(zhì)，燈光的顏色可以根據(jù)水位的變化情況而改變，從而在夜間可以更清晰地了解水位的變化情況(圖15)。

圖14　亮化式警戒潮位標(biāo)志物電路圖Fig.14　Circuit diagram of the lighting type warning tidal level markers

圖15　亮化式警戒潮位標(biāo)志物柱體設(shè)計(jì)圖Fig.15　Design of the cylinder of the lighting type warning tidal level markers

2.3警戒潮位標(biāo)志物施工工藝設(shè)計(jì)

2.3.1直涂式警戒潮位標(biāo)志物施工工藝

原設(shè)計(jì)：利用吊籃、吊繩、船只等到達(dá)施工地點(diǎn)，然后按照標(biāo)識設(shè)計(jì)指標(biāo)在橋梁、碼頭、港池壁等地點(diǎn)進(jìn)行用耐海水腐蝕及耐陽光暴曬油漆進(jìn)行涂刷作業(yè)。

改進(jìn)設(shè)計(jì)：利用吊籃、吊繩、船只等到達(dá)施工地點(diǎn)，將提前噴涂好的警戒潮位標(biāo)識鍍鋅板安裝到指定區(qū)域。設(shè)計(jì)改進(jìn)后不僅提高了施工效率也提高了施工質(zhì)量。

2.3.2直觀式警戒潮位標(biāo)志物施工工藝

1)具體安裝地點(diǎn)確定之后，用裝土的編制袋在安裝地點(diǎn)周圍圍成直徑3～4 m，高0.8～1.0 m的圍擋，避免周圍海水的灌入。

2)根據(jù)實(shí)際，人工挖取直徑為1.5～2.0 m，深度為1.5 m左右的基坑。

3)將預(yù)先制作好的水泥圓環(huán)放入基坑，并保證水泥圓環(huán)垂直放置，在圓環(huán)周邊用C30早強(qiáng)混凝土進(jìn)行澆筑。

4)將長4.25 m，外徑0.4 m、內(nèi)徑0.3 m的水泥管直立到水泥圓環(huán)中，然后澆筑C30混凝土進(jìn)行固定。

5)根據(jù)警戒潮位值標(biāo)定的位置，安裝已制作好的警戒潮位標(biāo)志。

2.3.3亮化式警戒潮位標(biāo)志物施工工藝

1)具體安裝地點(diǎn)確定之后，用裝土的編制袋在安裝地點(diǎn)周圍圍成直徑3～4 m，高0.8～1.0 m的圍擋，避免周圍海水的灌入。

2)根據(jù)實(shí)際，人工挖取直徑為1.5～2.0 m，深度為1.5 m左右的基坑。

3)將預(yù)先制作好的水泥圓環(huán)放入基坑，并保證水泥圓環(huán)垂直放置，在圓環(huán)周邊用C30早強(qiáng)混凝土進(jìn)行澆筑。

4)將長4.25 m，外徑0.4 m、內(nèi)徑0.3 m的水泥管直立到水泥圓環(huán)中，然后澆筑C30混凝土進(jìn)行固定，并在水泥管中根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高和水位情況安裝相應(yīng)的浮力開關(guān)，在水泥管頂部安裝風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電裝置，在水泥管上部安裝警戒潮位指示燈，水泥管下部根據(jù)警戒潮位值標(biāo)定的位置，安裝已制作好的警戒潮位標(biāo)志。

2.4警戒潮位標(biāo)志物優(yōu)缺點(diǎn)分析及適用范圍

2.4.1直涂式警戒潮位標(biāo)志物

優(yōu)點(diǎn)：直涂式警戒潮位標(biāo)志物能夠節(jié)省成本、安裝簡便。另外直涂式警戒潮位標(biāo)志物多設(shè)置在現(xiàn)有設(shè)施上，后期沉降基本可以忽略，節(jié)省了后期沉降監(jiān)測的費(fèi)用。

缺點(diǎn)：因?yàn)橹蓖渴绞┕さ攸c(diǎn)、位置的限制，在后期維護(hù)上需要專業(yè)的施工人員進(jìn)行操作。

適用范圍：直涂式警戒潮位標(biāo)志物的應(yīng)用比較常見，但其適用的范圍較窄，主要直涂于岸墻、橋梁等地點(diǎn)(圖16～圖19)。

圖16　橋墩的直涂式警戒潮位標(biāo)志物Fig.16　The directly painting warning tidal level markers(piers)

圖17　浮橋柱樁的直涂式警戒潮位標(biāo)志物Fig.17　The directly painting warning tidal level markers(floating bridge piles)

圖18　港池壁的直涂式警戒潮位標(biāo)志物Fig.18　The directly painting warning tidal level markers(harbor wall)

圖19　碼頭的直涂式警戒潮位標(biāo)志物Fig.19　The directly painting warning tidal level markers(wharfs)

2.4.2直觀式警戒潮位標(biāo)志物

1)玻璃管材質(zhì)

優(yōu)點(diǎn)：玻璃管材質(zhì)的警戒潮位標(biāo)志物比較美觀，可以隨時(shí)觀察潮位變化情況。

缺點(diǎn)：經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)，玻璃管被海水浸泡后易變色，警戒標(biāo)志不易觀察，唐山市沿海地區(qū)冬天氣溫較低，最高風(fēng)力可達(dá)8級，岸邊海水易結(jié)冰，玻璃管易被風(fēng)吹碎，使用性較差，所以維護(hù)周期較短，施工成本較高。

適用范圍：可用于旅游景區(qū)、工業(yè)城鎮(zhèn)區(qū)等交通便利的地點(diǎn)，但不作為主要類型實(shí)施。

2)水泥管材質(zhì)

優(yōu)點(diǎn)：水泥管材質(zhì)的警戒潮位標(biāo)志物結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)簡便、成本適中、耐用防盜、適應(yīng)性較強(qiáng)，管狀設(shè)計(jì)可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)亮化式警戒潮位標(biāo)志物或加裝其他潮位傳感系統(tǒng)等。

缺點(diǎn)：警戒潮位標(biāo)志物在夜間無法實(shí)現(xiàn)潮位觀測，另外由于標(biāo)志物重量較重，對施工地點(diǎn)交通情況要求較高。

應(yīng)用范圍：可作為直觀式警戒潮位標(biāo)志物主選類型。主要用于海水養(yǎng)殖區(qū)、人口聚集區(qū)、河口、海岸等區(qū)域(圖20～圖23)。

圖20　河口的直觀式警戒潮位標(biāo)志物Fig.20　The direct-view warning tidal level markers(estuaries)

圖21　旅游區(qū)的直觀式警戒潮位標(biāo)志物Fig.21　The direct-view warning tidal level markers(tourist areas)

圖22　漁港的直觀式警戒潮位標(biāo)志物Fig.22　The direct-view warning tidal level markers(fishing ports)

圖23　工業(yè)區(qū)的直觀式警戒潮位標(biāo)志物Fig.23　The direct-view warning tidal level markers(industrial areas)

3)不銹鋼筒材質(zhì)

優(yōu)點(diǎn)：不銹鋼筒警戒潮位標(biāo)志物具有美觀、易加工、易運(yùn)輸、不易損壞的優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)：不銹鋼易受海水腐蝕，而且成本較高，易丟失。

適用范圍：不宜作為直觀式警戒潮位標(biāo)志物的主要選擇類型來使用。

2.4.3亮化式警戒潮位標(biāo)志物

優(yōu)點(diǎn)：亮化式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)結(jié)合了及玻璃柱式和直觀式警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，既美觀、耐用、防凍、防盜又能夠在風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)在夜間進(jìn)行遠(yuǎn)距離觀察。

缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)是建設(shè)成本較高，易丟失。

圖24　亮化式警戒潮位標(biāo)志物Fig.24　The lighting type warning tidal level markers(ports)

適用范圍：亮化式警戒潮位標(biāo)志物的設(shè)計(jì)融合了耐用與美觀的設(shè)計(jì)理念，其維護(hù)簡單、維護(hù)成本低、維護(hù)周期長，可以應(yīng)用于港口碼頭、旅游景區(qū)等地方(圖24)。

2.4.4警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)比選

通過對警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析，比較施工難易程度等情況，結(jié)合耐用、美觀、防凍、防盜、維護(hù)簡便等設(shè)計(jì)原則，確定直涂式警戒潮位標(biāo)志物、直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物和亮化式警戒潮位標(biāo)志物作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。具體比選結(jié)果見表2。

表2　警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)比選對比表

3　結(jié)　論

1)本研究設(shè)計(jì)了警戒潮位標(biāo)示及直涂式、直觀式、亮化式幾種警戒潮位標(biāo)志物，制定了相關(guān)的施工工藝，分析了設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，通過比選確定了直涂式警戒潮位標(biāo)志物、直觀式(水泥管)警戒潮位標(biāo)志物和亮化式警戒潮位標(biāo)志物作為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；

2)通過風(fēng)暴潮警戒潮位標(biāo)志物設(shè)計(jì)研究，使得風(fēng)暴潮位的變化監(jiān)測更加直觀化和科學(xué)化，為唐山沿海地區(qū)風(fēng)暴潮預(yù)警及減災(zāi)防災(zāi)提供了技術(shù)支撐；

3)通過本研究為其他省市開展風(fēng)暴潮災(zāi)害預(yù)警及防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)：

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

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[3]警戒潮位核定規(guī)范：GB/T 17839-2011[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

文章編號：1002-3682(2016)02-0066-13

*收稿日期：2015-12-15

作者簡介：賈旭飛(1980-)，男，碩士，主要從事國土、海洋管理方面工作.E-mail:feifei801203@163.com

中圖分類號：P731.23

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1002-3682.2016.02.009

Research on the Design of Storm Warning Tidal Level Marker

JIA Xu-fei1,ZHANG Ran1,WANG Li-gui1,CHANG Yu2,MENG Chao3

(1.TangshanMunicipalBureauofLandandResources, Tangshan 063000, China;2.TheFifthGeologicalTeamofBureauofGeologyandMiningofHebeiProvince,Tangshan 063000,China; 3.TangshanCaofeidianDistrictBureauofAdministrativeApproval, Tangshan 063000, China)

Abstract:The storm warning tidal level is one of the important references both for marine forecast departments to release early warning information and for government departments to make decisions for disaster prevention and mitigation. For the purpose of early warning, one of the effective ways is to set up a marker of storm warning tidal level, which is to make the values of coastal warning tidal level visualized, that is, in the order of blue, yellow, orange and red, so that the situations of the storm warning tidal level in the coastal regions can be identified directly. By carrying out scientific and rational design to the storm warning tidal level marker the construction coast can be saved, the identification degree of the warning tidal level can be improved and a better technical support can be provided for the storm disaster prevention and mitigation, thus reducing the losses from the marine disasters in the coastal areas.

Key words:storm; warning tidal level; marker; design

資助項(xiàng)目：河北省海洋局項(xiàng)目——河北省警戒潮位標(biāo)志物設(shè)置

(王佳實(shí)編輯)