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重大工程气候可行性论证能做些什么(20110414)

发布者:   来源:   发布时间:2011/12/31 10:10:01   标签:   浏览次数:5417


    ■获得各类重大工程关注的热带气旋、飑线、龙卷、寒潮和覆冰等强天气个例的特种观测数据,建立了各类重大工程适用的气象灾害事件共享数据库。
    ■收集整理了登陆我国沿海或海岛气象塔观测到的34个台风的梯度观测数据和追踪观测获取的三维高频采样数据。
    ■优化开发的“重大工程抗风参数计算软件”“导线覆冰风险评估计算软件”“设计基准龙卷风评估计算软件”已在业务中发挥作用,并产生了良好效益。
    贯穿广东省南北交通的大动脉京珠高速公路粤北段,2003年道路建成后,每年春运高峰期,常因不利天气出现交通堵塞事件。在2008年年初低温雨雪冰冻灾害期间,京珠高速粤北段出现了数万人被困的严重交通堵塞事件。广东省政协专题调研组指出,这从一个侧面说明了气候可行性论证的重要性。
——题记
    近年来,广东省组织开展了核电站、港珠澳大桥、电视塔、风电场、输变电工程导线抗冰等多种类型共40多个大型项目的气候可行性论证工作,有效避免和缓解了气候变化对重要设施和工程项目的影响。
    对重大工程要进行哪些方面的气候可行性论证?如何更好地为重大工程气候可行性论证工作提供科技支撑?记者带着这个问题采访了广东省气象局首席专家宋丽莉。近年来,她带领科研团队承担了2008年度公益性行业 (气象)科研专项项目“气象灾害对重大工程影响评估的关键技术研究”。
    重大工程对气象灾害事件更为敏感
    随着经济的快速发展,我国大型工程项目建设呈现更高长(超高建筑、大跨桥梁和体育场馆)、更宏大 (核电站、风电场、LNG项目)、更密集(高速交通网和输电、通信网)发展特征。
    “重大工程对环境特别是气象灾害事件更为敏感”,宋丽莉说,灾害性气象因子已成为影响工程的安全性设计、投资成本和运营效益的关键因子,灾害强度和概率风险已成为制约重大工程建设的重要因素之一。
    重大工程因其设计理念、工程特点和功能的不同而对气象灾害因子的敏感程度和方式也不相同。宋丽莉说,就核电站选址、建设和运行管理而言,龙卷、热带气旋等极端事件的概率风险需要给予高度重视,据此设计相应的基准参数;就超高层建筑、超大跨度桥梁、大型屋盖和薄膜(体育场馆等)结构以及细长柔性结构的设计而言,需要十分关注台风、飑线、寒潮等强风事件的近地层风况 (平均风场和湍流)特征,这些气象因子决定着工程结构的平均和脉动风荷载、振动和抖动特性以及结构的气动稳定性;就大型(核、火、风)电厂和供电、通信网而言,需要重点关注雷击事件的频率、电流强度和落雷密度分布等因素;覆冰事件可能导致悬空的供电、通信网导线因载荷过重而倒断或接地(物)电击等等。
夯实基础建成气象灾害事件共享数据库
    “莲花”、 “莫拉菲”、 “巨爵” 、 “灿都” 、 “狮子山” 、“凡亚比”——这一串热带气旋的名字都是宋丽莉和她的科研团队追踪的重要目标。在 2009年至 2010年间,他们以定点和移动追踪观测结合的方式,较完整地捕捉并获取了上述6个热带气旋资料。
    宋丽莉说,获取足够适用的基础资料是做好气候可行性论证的基础,也是研究的难点,主要是由于目前常规观测网较难捕捉到研究需要的中小尺度灾害性气象事件,即使捕捉到的部分灾害性天气过程,常规的气象观测方式和仪器也无法测量到工程需要的关键要素和精度。
    “我们现在已经获得各类重大工程关注的热带气旋、飑线、龙卷、寒潮和覆冰等强天气个例的特种观测数据,建立了各类重大工程适用的气象灾害事件共享数据库。”宋丽莉说。该数据库收集了2009年至2010年间上百个特种观测站的飑线、寒潮、龙卷等强天气过程资料以及我国西北地区2个观冰主站、 6个观冰点获取的覆冰天气过程188次,重大覆冰过程7次,覆冰观测数据近7000组,整理了登陆我国沿海或海岛气象塔观测到的34个台风的梯度观测数据或追踪观测获取的三维高频采样数据。
    优化数据
    不同于传统的资料审核
    数据库建立后,还要针对重大工程气象风险评估进行数据筛选,宋丽莉说,这是一项技术含量很高的工作,绝不同于传统的资料审核。
    “我们确定了重大工程专用基础气象数据筛选指标”,宋丽莉说,为了使重大工程气象风险评估的基础数据更具有工程针对性、代表性和可操作性,他们根据各类重大工程的抗风特性、核电工程设计基准龙卷和设计基准热带气旋、输电线路覆冰设计标准冰厚以及不同天气系统边界层特征和不同下垫面特征、测量数据的仪器性能和数据采集方式等方面,从多个层面和角度确定重大工程专用基础气象数据的筛选指标。
    参数评估
    转化成果发挥效益
    “我们已经完成了台风、龙卷、覆冰等重大工程气象灾害参数评估的分析方法”,宋丽莉说, 针对涵盖范围较大的重大工程项目,他们研究定义了描述强风条件下风速和风向的空间和时间切变概念和参数化描述方法,这具有很好的工程应用前瞻性、可行性和技术创新性。
    对重大工程气象灾害参数的分析方案和计算方法,他们采用了优化统计分析等多种推荐的分析方法和数值模拟分析方法。宋丽莉说,与现有相关规范推荐的方法相比,他们研究给出的分析评估方法更先进、客观、科学,依据更为充分可靠,可以逐步弥补现有规范分析方法陈旧、涵盖范围窄,只有“点参数”评估,缺乏“面参数”评估方法的缺陷。
    宋丽莉说,他们优化开发的“重大工程抗风参数计算软件”“导线覆冰风险评估计算软件”“设计基准龙卷风评估计算软件”已在业务中发挥作用,并产生了良好效益。

                                    气象报记者董永春
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