崇启大桥桥位区气象灾害分析研究和防御对策.docx
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崇启大桥桥位区气象灾害分析研究和防御对策
崇启大桥桥位区气象灾害研究和防御对策
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、宁启高速公路，宁启铁路、沿海高速公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。
本课题研究的崇启长江公路大桥桥位临近长江入海口，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，大桥跨越了长江入海口的北汊河道<图1）。
图1崇启大桥地理位置图
为满足大桥建设过程及营运对气象灾害防御的要求，我们及时开展了本课题的研究。
首先在完全了解桥位地区不良天气的气候简况，掌握了解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，通过认真、深入、细致的分析研究，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、有一定时效的防御对策。
同时，为减小施工期间可能出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、识别潜在的灾害风险，有针对性地开展气象灾害防御对策服务，提供有别于常规天气预报的工程区预报预警服务，并及时传输监测、监控及预警信息，使指挥调度及施工单位合理安排工期，保证施工质量，提高工效，合理、有效、规范地做好各种气象、天气灾害事件的防范工作，最大限度地规避风险，而且在灾害事件发生后能够快速、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障所面临的新课题。
因此，我们通过课题“崇启大桥桥位区气象灾害研究和防御对策”，比较具体地开展大桥施工期灾害性天气危害及防御减灾关键技术的研究，为保障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障作用。
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
崇启长江公路大桥位于长江口北支启东段，临近长江入海口，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，启东气象站积累有近50年多年的气象观测资料，对其历史资料系统整编、分析，提供的气候背景资料，基本能反映大桥桥位区的气候特征。
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，地形开阔，地势低平。
地处中纬地带，属北亚热带湿润气候区，受地理位置和季风影响，具有海洋性和季风性双重气候特征。
受江海水体调节作用和多种天气系统的影响，天气气候复杂，灾害性天气频繁，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，温暖湿润。
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，过渡特征明显。
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>光照充足、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，降水丰富且季节分配更均匀，给作物的旺盛生长阶段提供充足的水份。
<3）灾害性天气频繁。
一年四季均有灾害性天气发生，主要灾害性天气有：
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主要气象要素特征值
根据资料引用来源，大桥桥位区的主要气象要素特征，我们用启东市气象站50年气候资料整编[1]，统计选取，具体见<表1.1）。
表1.1启东市主要气候特征值
项目
特征值
出现日期
统计年份
气温
极端最高
38.3℃
1978.7.9、1992.7.31
1956～2005
极端最低
-10.8℃
1958.1.16
1956～2005
年平均
15.1℃
1956～2005
1月平均
3.0℃
1956～2005
7月平均
27.3℃
1956～2005
高温日≥35℃最多年
20天
1971年
1956～2005
年最高<≥35℃）平均日数
4.9天
1956～2005
降水
最多年降水量
1574.1mm
1977
1956～2005
最少年降水量
596.4mm
1978
1956～2005
平均年降水量
1086.5mm
1956～2005
年平均降水日数<≥0.1mm）
125天
1956～2005
日最大降水量
195.0mm
1997.8.19
1956～2005
降水日数最多年
150天
1957
1956～2005
最长连续降水日数
16天
1992．3.13-3.28
1956～2005
蒸发量
最多年蒸发量
1669.4mm
1994
67-70年缺测
最少年蒸发量
1164.1mm
1980
67-70年缺测
平均年蒸发量
1374.6mm
67-70年缺测
雾日
最多年雾日
58天
1997
1956～2005
最少年雾日
13天
1975
1956～2005
平均年雾日
31.9天
1956～2005
相对湿度
1月平均
78%
1956～2005
7月平均
85%
1956～2005
年平均
81%
1956～2005
雷暴日
最多年雷暴日
51天
1963
1956～2005
最少年雷暴日
17天
1978
1956～2005
年平均
30.6天
1956～2005
最大
积雪深度
11月份
0cm
1956～2005
12月份
3cm
1983.12.29
1956～2005
1月份
13cm
1977.1.30
1956～2005
2月份
8cm
1964.2.18/19
1956～2005
3月份
8cm
1970.3.13
1956～2005
最大冻土深度
7cm
1977.2.17/18
1974～1979
风
历年最大风速
18.0NNWNNE
1977.9.11
1974～2005
历年极大风速
26.0SE
1997.8.19
1995～2005
春季主导风向
SE
13%（频率>
1956～2005
夏季主导风向
SE
15%（频率>
1956～2005
秋季主导风向
NW，NE
10%,10%（频率>
1956～2005
冬季主导风向
NW
15%（频率>
1956～2005
台风影响最早时间
5.27
1961
1956～2005
台风影响最晚时间
11.9
1967
1956～2005
受台风影响月份
5-11月
1956～2005
台风年最多
6
1961,1994
1956～2005
2桥位区主要灾害性天气及危害
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重影响大桥的施工安全。
随着人们对气象灾害的日益重视，抗御能力的不断提高，有些灾害性天气正在逐渐减弱，与此同时，有的灾害如雷暴，大雾等在加剧，应该引起更多的关注和警觉。
由于[2]已对大风灾害作了具体分析，这里就不作实质性研究，只利用其部分研究成果，同时我们还参考了本局以前对启东地区气象灾害所作的研究[3]方法和成果。
2.1暴雨
暴雨是形成洪涝、路基冲刷、城市积水等自然灾害的致灾因子。
2.1.1暴雨气候简况
1956年以来，年内出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%以上的年份都会出现暴雨<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以上的大暴雨日共出现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天内出现三次大暴雨，其次是1958、1960、1986、1991和1997年为2次；大于等于150mm的特大暴雨1956年以来共出现5次，3次出现在8月，2次出现在6月。
启东气象站自建站以来，未出现过日雨量大于200mm的特大暴雨。
2.1.2暴雨影响程度
根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害天气之一，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，相对并不严重。
而真正对启东<桥位区也不例外）造成危害的是大暴雨、特大暴雨和大范围的连续性暴雨，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，经济损失非常惨重。
因此它的灾害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，重的将冲毁掉新注浇的工作面和桥墩。
由于暴雨形成的灾变来得迅猛，如防御措施不恰当，还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。
表2.1启东市降水强度极值
月份
一日最大
一小时最大
十分钟最大
雨量
日期
雨量
日期
雨量
日期
1
44.2
1989.1.19、2001.1.6
2
38.1
1979.2.22
3
47.7
1972.3.19
17.3
1988.3.14
11.9
1999.3.25
4
103.9
1987.4.24
39.6
1987.4.24
23.7
1991.4.12
5
86.0
1970.5.29
25.3
1988.5.19
11.2
1997.5.12
6
172.2
1960.6.10
69.6
1991.6.13
17.9
1990.6.26
7
147.2
1991.7.2
64.1
1983.7.5
18.3
1988.8.24
8
195.0
1997.8.19
108.9
1977.8.10
34.7
1977.8.10
9
139.1
1966.9.8
104.2
1977.9.1
29.5
1977.9.1
10
102.1
1961.10.4
34.1
1978.10.27
13.9
1976.10.8
11
63.4
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