[发明专利]基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法

权利要求书

1.一种基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立精细化风暴潮-天文潮-近岸浪耦合漫堤数值预报模型，并基于精细化风暴潮-天文潮-近岸浪耦合漫堤数值预报模型输出沿海区域的水位和波高；

S2：根据海堤及历史典型台风资料，分析得到不同类别海堤对风暴潮漫堤的影响系数；

S3：根据步骤S1获得的沿海区域的水位和波高以及步骤S2获得的不同类别海堤对风暴潮漫堤的影响系数，得到各海堤的漫堤危险性等级。

2.根据权利要求1所述的基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

11：根据周边地形对沿海海域风场结构影响的地形作用，基于精细化台风风场模型输出修正后的风场；

12：采用外海粗网格、近岸细网格的网格剖分原则对沿岸和近海海域进行三角形网格划分，建立高分辨率非结构网格；

13：将实测潮位资料、海浪资料、气象资料进行数据同化，为精细化风暴潮-天文潮-近岸浪耦合漫堤数值预报模型提供初始场和检验场；

14：精细化风暴潮-天文潮-近岸浪耦合漫堤数值预报模型采用ADCIRC+SWAN耦合模型，根据步骤S11获得的风场、步骤S12建立的高分辨率非结构网格和步骤S13的初始场和检验场输出沿海区域水位场和波高场的分布情况。

3.根据权利要求2所述的基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，所述步骤11具体为：

111：对沿海海域风场观测资料进行处理和分析，分析周边地形对沿海海域风场结构的影响，得到周边地形对沿海海域风场结构影响的地形作用以及对应地形作用的风场变化特征，其中，地形作用包括风向影响地形作用和风速影响地形作用，所述风向影响地形作用与地形的分流和阻挡有关，所述风速影响地形作用与地形的角流区有关；

112：构建精细化台风风场模型：

首先获取圆对称风场模型、移行风场模型所需的各物理参数，并基于圆对称风场模型、移行风场模型得到理想情况下的台风风场分布；

然后在理想情况下的台风风场分布的基础上添加周边地形对沿海海域风场结构影响的地形作用，分别对风速和风向进行修正，得到修正后的风场。

4.根据权利要求2所述的基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，所述步骤12中，外海粗网格、近岸细网格的网格剖分原则具体为：开边界网格分辨率为20千米，近海网格分辨率为100-300米，近海中重点关注的沿海区域的网格分辨率为30-50米。

5.根据权利要求1所述的基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：通过数理统计方法分别计算外海、湾口、湾内、河口四类海堤对风暴潮漫堤的影响系数，满足以下公式：

μ=1nΣi=1nχiγi]]>

式中，μ为影响系数，n为台风场数，χ_i为第i场台风过程海提实测潮位，γ_i为第i场台风过程风暴潮预测总潮位。

6.根据权利要求1所述的基于台风过程风场作用下的风暴潮漫堤风险预警方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

31：根据海提类别选定步骤S2获得的海堤对风暴潮漫堤的影响系数，将选定的海堤对风暴潮漫堤的影响系数与步骤S1获得的沿海区域的水位的乘积作为优化后的潮位；

32：获取漫堤危险性等级的评价参数A，满足一下公式：

A＝H₀-(W_L+H_S*1.7)

式中，H₀为海提高程，W_L为步骤31获得的潮位，H_S为步骤S1获得的沿海区域的波高；

33：根据步骤32获得的评价参数A判别得到各海堤的漫堤危险性等级，判别标准有：

(1)若A<-1.0，漫堤危险性等级为红色预警，表示该海堤风险高；

(2)若A∈[-1.0,-0.5)，漫堤危险性等级为橙色预警，表示该海堤风险较高；

(3)若A∈[-0.5,0)，漫堤危险性等级为黄色预警，表示该海堤风险较低；

(4)若A∈[0,0.5)，漫堤危险性等级为蓝色预警，表示该海堤风险低；

(5)若A≥0.5，漫堤危险性等级为黑色预警，表示该海堤无风险。