唐山市風暴潮警戒潮位標志物設置研究

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大隊 唐山 063000)

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唐山市風暴潮警戒潮位標志物設置研究

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大隊 唐山 063000)

警戒潮位是指沿海地帶防護區沿岸可能出現險情或潮災，需進入戒備或救災狀態的潮位既定值，是海岸防汛工作的一個重要技術指標，是海洋預報部門發布風暴潮預報、警報的重要參考，是各級政府防潮減災指揮決策的重要依據。依據河北省已核定出沿海警戒潮位值，將警戒潮位定為4個數值，按藍色警戒潮位、黃色警戒潮位、橙色警戒潮位和紅色警戒潮位進行分級核定，分別以藍、黃、橙、紅4色予以標志，通過將警戒潮位值實體直觀化，更便于沿海地區直接了解風暴潮警戒潮位情況，為唐山市沿海的風暴潮防災減災工作提供更好的技術支持，警戒潮位的細化也有利于沿海部門單位更加有針對性地制訂預案、采取防風暴潮措施，這對海洋災害帶來的損失具有防范作用。

風暴潮；警戒潮位；標志物

1 引言

警戒潮位是指沿海地帶防護區沿岸可能出現險情或潮災，需進入戒備或救災狀態的潮位既定值[1]，是海岸防汛工作的一個重要技術指標，是海洋預報部門發布風暴潮預報、警報的重要參考，是各級政府防潮減災指揮決策的重要依據[2]。

國家海洋局從2012年開始在我國沿海開展重點岸段的警戒潮位核定工作，計劃通過3年左右時間完成沿海約300個主要岸段的警戒潮位核定工作[3]。

河北省已經核定出沿海警戒潮位值，將警戒潮位定為4個數值，按藍色警戒潮位、黃色警戒潮位、橙色警戒潮位和紅色警戒潮位進行分級核定，分別以藍、黃、橙、紅4色予以標志[4]。

為積極防御風暴潮災害，便于有效開展預防災害工作，唐山市計劃在唐山沿海易發生風暴潮災害的河口、旅游景點、工業區、海洋養殖區、人員密集區等易發生風暴潮災害的位置，設置警戒潮位標志物。通過設置警戒潮位標志物方便沿海部門單位與群眾更加有針對性地制定預案采取防風暴潮措施，從而減少海洋災害帶來的損失。

2 研究區概況

2.1 自然地理條件

2.1.1 地理概況

警戒潮位標志物設置區域為唐山市沿海海岸地帶，溝壑較多，標志埋設地點多淤泥，距離已知基準控制點較遠，區內雜草叢生，地面高低不平，交通不便，會對外業測量及警戒潮位標志物設立的施工工作帶來很大困難。

2.1.2 氣候條件

唐山市屬于暖溫帶半濕潤季風型大陸性氣候，具有冬干、夏濕、降水集中、季風顯著、四季分明等特點。冬季，西伯利亞附近廣大地區經常為較強的冷氣團控制，盛吹西北風；夏季，受海洋暖濕氣團影響，盛吹偏南風；春秋兩季是冬季風和夏季風的過渡季節，風向多變。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

區域內主干線公路發達，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、樂港公路、平青公路、唐柏公路、豐堿公路等要道，有簡易公路與主干線公路相通，可達施工地點，道路不平坦。

2.2 風暴潮災害發生情況

唐山市所處渤海灣也是風暴潮災害的多發區，僅新中國成立后至今就有6次災害嚴重的風暴潮，并且近10年來發生頻次呈增多趨勢。

1997年8月20日，9711號臺風移經渤海，受其影響渤海沿岸普遍出現特大臺風風暴潮災害。唐山市樂亭縣損失海擋15 km，蝦池0.11萬hm2，391艘船只受損；灤南縣損失40萬方鹽鹵。唐海縣33 km2蝦池被淹，南堡鹽場部分岸段海擋護坡被毀，儲運碼頭上水，大清河鹽場揚水站進水。

2003年10月11-12日，受北方強冷空氣影響，渤海沿岸發生了近10年以來最強的一次溫帶風暴潮。京唐港最大增水1.03 m。唐山市豐南區333.3 hm2蝦池被沖毀，4 km海擋受損，5個揚水站被淹；樂亭縣40萬籠扇貝全部被沖走；灤南縣漁船受損70艘，網具損失3 000余條；養殖大棚、揚水站機房各損壞1座，海擋大堤損失土方50萬方，鹽業損失慘重，鹽田塑氈損失480萬片，原鹽15萬t，鹵水30萬方。

2012 年8月3-4日，受臺風“達維”北上影響，唐山沿海發生了嚴重的大浪及風暴潮災害。受本次臺風影響，唐山灣國際旅游島游客、工作人員緊急撤離，農田、綠化大面積損毀；樂亭縣損毀蝦池、參池0.43萬hm3、淺海扇貝0.67萬hm2、工廠化養殖設施30萬m2，損壞漁船150艘，漁港碼頭道路損壞95 km，漁業經濟損失達到1.208億元；京唐港護岸堤防損壞，航道回淤。

3 研究內容及技術路線

研究內容如下。

(1)項目選址。根據唐山沿海實際情況，對進行警戒潮位標志物埋設地點進行選址。

(2)警戒潮位值測量。對標志物埋設點進行GPS衛星定位(坐標系統為WGS84坐標系)，按四等水準測量要求布設水準路線，將高程引測至選定位置，高程系為1985國家高程基準。

(3)警戒標志設計及施工。考慮耐用性、直觀性、可識別性、施工便利性等功能進行標志設計及施工工藝設計。

技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線

4 警戒潮位標志物設計

4.1 風暴潮警戒潮位標志設計

標志設計。標志內容為“風暴潮警戒潮位標志”，字體為宋體，尺寸為18 cm×11 cm，顏色為綠色。

警戒潮位標志設計。警戒潮位標志寬 17 cm，從下到上依次為藍色、黃色、橙色、紅色，2個警戒標志之間設置白色矩形標志，尺寸為10 cm×20 cm，矩形中間標注警戒潮位數值，字體為黑體，大小為8 cm×8 cm。

4.2 風暴潮警戒潮位標志物設計

直觀式警示柱設計技術指標。標志物選擇長4 m，直徑30 cm水泥管，具體設計見圖2。

亮化式警示柱設計技術指標。采用直徑0.3 m、高4 m水泥管，水泥管內部安裝浮力開關4個(根據標高、水位安裝)，外部按標高噴涂藍、黃、橙、紅4種顏色油漆，頂部安裝太陽能風力發電設施及安裝變換藍黃橙紅4種顏色亞克力燈(燈色根據水位變化而變化)(圖3)。

圖2 直觀式警示柱設計

圖3 亮化式警示柱設計

直涂式警戒潮位標志技術設計指標。直接在臨海橋墩、碼頭池壁等部位根據警戒潮位標志值自下而上噴涂條帶狀藍、黃、橙、紅4種顏色油漆，油漆采用耐海水腐蝕及陽光暴曬產品。

4.3 應用范圍

直觀式警戒潮位標志物為主要類型，維護簡單適應性較強，可用于河口、岸灘等交通便利度差的地點。

亮化式警戒潮位標志物是結合耐用與美觀于一體，維護周期較長，可用于河口、工業城鎮區、旅游景區、港口碼頭等大部分地點，但成本較高。

直涂式警戒潮位標志物耐用性和穩定性最高，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。

5 項目選址及現場踏勘

5.1 初步選址

選址原則。根據警戒潮位標志物設置要求，作業人員需實地進行勘查，優選適合設立警戒潮位標志物位置，交通較為方便，有利于附近人員明顯看到標志，警示作用強；基礎穩固，便于長期保存。

選址范圍。主要選擇河口、碼頭、港池、旅游景區、采油平臺、橋梁、河岸、海岸等地點埋設標志物。

選址方法。根據選址原則及不同標志物應用范圍，確定標志物設立地點及類型，并在衛星遙感影像上標出。

5.2 現場勘查

通過現場勘查了解擬選地點地質結構、交通條件、施工及測量條件等，最后篩選出適合設立風暴潮警戒潮位標志物的地點。最終選取了20個地點，其中，12個地點采用直觀式標志，7個地點采用直涂式標志，1個地點采用亮化標志。

6 測量定位

通過利用已有平面控制網成果和高程控制成果開展警戒潮位標志測量，確定警戒潮位在標志物上的位置。

6.1 數學基礎

平面坐標系統采用WGS84坐標系。高程系統采用1985國家高程基準。

6.2 測量使用儀器

平面測量使用儀器動態雙頻GPS接收機，水準測量使用DS3自動安平水準儀，儀器性能應可靠，均需經過檢定合格，精度應滿足設計要求。

6.3 測量方法

平面測量。采用單基站或網絡RTK方法。采用單基站RTK測量一級控制點需至少更換一次基準站進行觀測，每站觀測次數不少于兩次；采用網絡RTK測量各級平面控制點可不受流動站到基準站距離的限制，但應在網絡有效服務范圍內。

高程測量。從三等水準點按四等水準測量方法布設水準路線至警戒潮位標志物設立位置，總共約需布設水準路線60條，每條線路約5 km。

7 埋設施工方案

7.1 直觀式風暴潮警戒潮位標志物

(1)測量人員選擇好地點，將高程引測至預埋設警戒潮位標志物附近。埋設標志點位置確定以后，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(根據地點、高程而定)；

(3)用人工或機械(視現場而定)倒運、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定好位置，自下而上噴涂環狀藍、黃、橙、紅4種顏色油漆。

7.2 亮化式風暴潮警戒潮位標志物

(1)測量人員將高程引測至預埋設警戒潮位標志物附近。具體埋設標志點位置確定以后，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面。根據標高做好1.5 m×1.5 m×0.5 m混凝土墊層，然后將預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，水泥管內部安裝浮力開關4個(根據高程、水位安裝)，外部按警戒潮位值噴涂環狀藍、黃、橙、紅4種顏色油漆，頂部安裝太陽能風力發電設施及安裝變換藍、黃、橙、紅4種顏色亞克力燈(燈色根據水位變化而變化)。

7.3 直涂式風暴潮警戒潮位標志物

測量人員將高程引測至預埋設警戒潮位標志物附近；利用吊籃、吊繩、船只等進行警戒潮位標志噴涂作業。

8 結論

(1)本研究確定了風暴潮警戒潮位標志物選址依據及原則，通過現場勘查確定具體的施工條件。

(2)設計了警戒潮位標志物載體及具體標示，制定了相關的設計規范及安裝施工工藝，為今后全市乃至全省推廣提供了參考。

(3)探討了警戒潮位測量標定的工作內容及方法。

(4)通過風暴潮警戒潮位標志物設置研究，將政府部門公布的警戒潮位值直觀可視，便于沿海社會政府及時了解風暴潮災害發生發展情況，盡量減少災害發生時帶給群眾生命財產損失。

[1] GB/T 17839-2011警戒潮位核定規范[S]．

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

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

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

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1005-9857(2015)07-0090-04