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来源:CECS抗风减灾与风能利用 公众号
—2024.9.6—
海南台风“摩羯”灾害
风灾调研(合集)
Wind disaster investigation
1.风灾背景
2024年9月6日16时20分,台风“摩羯”在海南省文昌市翁田镇东侧沿海地区登陆,登陆等级为超强台风,中心附近最大风力17级(62米/秒),中心最低气压915百帕。“摩羯”登陆后穿过海口市移入琼州海峡,于6日22时20分前后在广东省徐闻县角尾乡再次登陆(17级,58米/秒),随后移入北部湾海面。7日15时30分前后,“摩羯”在越南广宁省南部沿海第三次登陆(17级,58米/秒),本次登陆后强度迅速减弱,8日05时已减弱为热带风暴级。图1展示了台风“摩羯”移动路径图。
据媒体报道,台风“摩羯”是继2014年“威马逊”之后登陆我国的最强台风,也是新中国成立以来登陆我国大陆地区的最强秋台风。该台风的主要特点是路径稳定、快速加强、超强台风级别维持时间长、结构对称紧凑、破坏力极大。据海南省防御台风“摩羯”应急指挥部统计,截至9月7日15时,台风“摩羯”在海南省共造成19个市县52.61万人受灾,紧急避险转移31.26万,因灾死亡4人,受伤95人。
2.调查安排
本次台风灾害发生后,中国工程建设标准化协会“抗风减灾与风能利用”专业委员会负责风灾调研的工作组迅速响应,第一批调研人员于9月8日上午抵达海南省,开展现场灾后调查工作。调查的主要目的是了解台风作用下工程结构的实际破坏情况,结合风速、风向、台风路径等环境信息,能够更好地理解设备在极端天气下的受力情况和损坏机制,进而揭示相应的风致破坏机理,为我国抗风减灾工作提供真实、准确、可靠的参考信息。
根据公共媒体上关于台风风灾破坏的消息,小组将第一阶段调研的范围锁定在位于海南岛东北端的木兰湾(图2a),以调查该地的风力发电机破坏。调研小组从三亚凤凰国际机场出发,沿海南岛东侧海岸线北上,途径台风登陆点,于9月8日下午抵达木兰湾(图2b)。现场调研方式包括手持设备及无人机拍摄、现场测量、访问目击者等。
3.初步调查结果
3.1 各类建(构)筑物、植被风灾破坏总体情况
调研小组的调查路径为海南岛东侧环岛高速路段,沿途多为树木倒伏、弯折,公路牌、围栏被吹折、吹飞等破坏情况(图3)。在台风路径上的调研点A(图2)发现一输电塔整体脱离原来的基座,塔身结构部分破坏但整体未变形;钢结构厂房屋顶材料被撕裂、吹飞;部分钢柱折断,整体结构变形、坍塌;大片树木呈现交错、不规则倒伏。该点附近还存在大量结构残骸等风驱飞掷物,破坏情况如图4所示。
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3.2 风力发电机风灾破坏
3.2.1 风力发电机背景信息
本次风力发电机(下文简称风机)风灾破坏的调研地点是坐落在木兰湾的文昌风电厂。如图2所示,木兰湾位于海南岛东北角,距台风登陆点直线距离仅约50公里。公开资料显示,文昌风电厂属于华能集团旗下华能海南发电股份有限公司,当前正在开展“以大代小”增容改造项目。该改造项目拟拆除31台1.5MW(兆瓦)风机及1台2MW风机,保留2台2MW风机,新建16台6.25MW抗台型风机。据调研小组现场观察,台风“摩羯”登陆前,文昌风电厂共安装了15台风机,各风机位置如图5所示。其中,WT-13与WT-15风机为2MW型号,其余为6.25MW型号。(注:本文中风机编号WT-1 ~ WT-15由调研小组所设,与风电厂官方风机编号不同)
3.2.2 风力发电机整体破坏情况
如图6所示,台风“摩羯”共造成了文昌风电厂内8台6.25MW风机倒塌(WT-4,5,7,8,10,11,12,14),其余7台风机无明显结构破坏。风机的主要破坏形式为风机塔筒屈曲失稳,而未见叶片断裂脱落、基础松动等现象。图7和图8分别展示了WT-12和WT-14风机的破坏细节。
截至本文发稿,调研小组仍在对风机破坏情况开展详细测量,具体测量结果将在后续文章中进行报道。值得注意的是,本次倒塌的风机均为6.25MW的抗台型风机,而2台2MW风机未遭受显著破坏。
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1. 调查路线
结合现场走访和中央台风气象网获得的不同时段风场特征和移动路径(如图1所示),此次灾调共开展了29调查点(图2),与大型屋盖结构相关的调查点3个,图2中红色标注位置。现场调研方式包括手持设备及无人机拍摄、现场测量、访问目击者等。
2. 风灾破坏调查情况
2.1
灾情点2破坏情况
2-1五源河体育场
2.2
灾情点3破坏情况
2-2五源河文体中心
2.3
灾情点12破坏情况
观澜湖免税城
2.4
灾情点17破坏情况
奥飞恒温羽毛球馆
结
语
1. 调查路线
2. 风灾破坏调查情况
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破坏特征
失效特征与分析
次生灾害
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图12 玻璃屋面破裂
3. 灾调小结
本次灾调受以下科研项目资助:
①国家自然科学基金创新研究群体项目,52221002,高性能钢结构体系与抗风减灾,2023.01-2027.12;
②国家自然科学基金委员会,优秀青年科学基金项目(海外),HW2023009,高柔结构抗风减灾,2024.01-2026.12;
③国家自然科学基金委员会,面上项目,52178457,低矮建筑风洞试验相似律不完备的影响及其补偿,2022-01-2025-12;
④国家重点研发计划,2023YFC3008500,台风、洪涝巨灾链主要承灾体保险关键技术与标准研究及应用示范(课题-台风、洪涝巨灾主要承灾体脆弱性研究),2023.11-2026.10
专委会简介
中国工程建设标准化协会“抗风减灾与风能利用”专业委员会,是经中国工程建设标准化协会批准成立的专业性分支机构,依托单位为重庆大学,秘书组设于重庆大学土木工程学院。专委会由122名来自全国不同地区的专家组成,重庆大学周绪红院士任主任委员;17位院士、专家任副主任委员;重庆大学杨庆山教授任副主任委员并兼任秘书长。
“抗风减灾与风能利用”专业委员会的成立是我国防灾减灾救灾及风资源评估和高效利用的双重需要:在抗风减灾方面,围绕结合国家重大需求,开展前瞻性的结构抗风理论研究,并制定相关标准规范用于指导工程实践,为提高防灾减灾救灾提供决策支持,推动构建防灾减灾现代化体系;在风能利用方面,围绕高性能风电基础设施及其高效利用的科学问题和技术难题,在风资源评估与开发、风电工程结构安全保障、风电场智能化运维、深远海开发利用等方面开展调研咨询工作,组织创新理论研究和关键技术攻关,进一步完善标准体系,助推风能利用方面的核心技术发展。通过开展工程建设抗风减灾与风能利用领域的标准编制、学术研究、宣贯培训等相关标准化活动共同推动工程建设抗风减灾与风能利用团体标准的发展,积极为主管部门提供工程建设标准化信息和政策建议,为委员单位及标准化工作者提供标准化咨询服务。
风灾调研工作组简介
中国工程建设标准化协会“抗风减灾与风能利用”专业委员会下设风灾调研工作组。工作组旨在联合协调全国各地的专家学者,开展专业化、组织化、高效化的风灾调研工作,在风灾发生后的第一时间赶赴现场,收集宝贵的第一手资料,为我国抗风减灾理论发展提供关键数据支撑。秘书处挂靠单位重庆大学成立常设工作组。
风灾调研常设工作组