_梅花_台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究_俞亮亮
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第 31 卷第 3 期 2013 年 5 月 9865 ( 2013 ) 03006307 文章编号:1005-
海 洋 工 程 THE OCEAN ENGINEERING
Vol. 31 No. 3 May 2013
“ 梅花 ” 台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究
1, 2 1, 2 1, 2 俞来自百度文库亮 ,陆培东 ,陈可锋
( 1. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 ,江苏 南京 学研究院 河流海岸研究所,江苏 南京 210024 )
210024 ; 2. 南京水利科
摘
“梅花” ( Muifa) 台风作用下, 要:通过建立的黄海海域天文潮与风暴潮耦合模型 , 分析在 江苏辐射沙洲海域流场变化及增
本模式是建立在荷兰 Delft3D 水动力学计算软件的基础上, 方程建立在正交曲线坐标系 ( ξ, η ) 中, 在垂 [9 ] 直方向上采用 σ 坐标, 数值计算方法采用 ADI 法 。基本方程如下: 沿水深积分的连续方程: ζ + t 1 G ξξ 槡 G ηη 槡 ( d + ζ) U 槡 G ηη] [ + ξ 1 G ξξ 槡 G ηη 槡 ( d + ζ) V 槡 G ξξ] [ = Q η ( 1)
σ =0
G ηη G ξξ 槡 槡 u v v v w v uv u2 + + + - - fu G ηη η d + ζ σ G ξξ ζ G ηη ξ G ξξ 槡 G ηη η G ξξ 槡 槡 槡 槡 槡 1 1 υ Pη + Fη + ν 2 ( d + ζ ) σ v σ G ηη
0518 收稿日期:2012基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 41006048 ) ; 南京水利科学研究院院基金资助项目( Y211004 ) mail: yuliangliang_nju@ 126. com 作者简介:俞亮亮( 1988 - ) , 男, 浙江绍兴人, 硕士生, 主要从事海岸动力地貌及数值模拟研究。E-
G ηη 和 槡 G ξξ 为曲线坐标系至直角坐标系的转换系数 。 式中: Q 代表源和汇, 槡 ξ 和 η 方向的动量方程: G ξξ G ηη 槡 槡 v u w u uv v2 u u + + + - - fv ζ η d + ζ σ η ξ G G G G G G ξξ ηη ξξ ηη ξξ ηη 槡 槡 槡 槡 槡 槡 1 1 u =- Pξ + Fξ + ν ( d + ζ ) 2 σ v σ G ξξ ρ0 槡 u + t
— —如强台风和气压骤变所招致的海面异常升高的现象[1]。 这种水 风暴潮系指由于强烈的大气扰动— 往往引发灾害, 它不仅破坏海岸工程, 吞噬良田, 还给沿海人民的生命财产造成巨大损失。 面异常急剧升高, 我国是世界上风暴潮灾害最为严重的国家之一 , 近 20 年来造成的直接经济损失高达 2 443. 64 亿元, 且呈波 [2 ] 动上升趋势 。 江苏作为沿海经济开发重要省份 , 特大风暴潮灾害一直是主要自然灾害之一 。前人在渤海湾、 珠江口及 [37 ] , 长江口的风暴潮增水研究中已有较多成果 而对于江苏辐射沙洲海域的风暴潮研究 , 由于其复杂的地形 和潮汐环境, 成果较少。因此, 了解和掌握台风作用下, 辐射沙洲海域风暴潮增水的特征和规律 , 对江苏的经 济、 社会发展具有重要意义和必要性 。
64
海
洋
工
程
第 31 卷
60 年来影响江苏的台风记录共有 194 次, 江苏风暴潮灾害频繁, 根据 1949 ~ 2010 年统计结果, 台风类型可 分为 5 种, 如图 1 所示。其中对江苏产生严重影 响的类型为近海活动型、 正面登陆型和登陆北上 [ 8 ] 东 , 三种类型中又属近海活动型居多, 占 24% 。 1109 号 “梅花”( Muifa ) 台风为最近一次影响江 苏的台风, 于 2011 年 8 月 6 日 ~ 8 日途经江苏外 海后在朝鲜半岛登陆。 比较图 1 与图 2 中“梅 “梅花” 花” 台风路径, 可以看到 台风属于典型的 近海活动型。利用 2010 年 9 月布设在辐射沙洲 南翼小庙洪水道大唐电厂码头的临时观测点连 “梅花” 续一年的观测结果和太阳岛站资料, 得到 台风期间测点潮位、 风向风速、 海浪、 泥沙的变化 “梅花” 过程。以 台风期间实测数据为验证资料,
casting model) 。WRF 模式为完全可压缩非静力模式, 水平方向采用 Arakawa C 网格, 垂直方向则采用地形 Kutta 算法。本次对“梅花 ” 时间积分采用三阶或者四阶的 Runge台风的模拟中, 采用双重嵌 跟随质量坐标, 套网格( 粗网格 D1 和细网格 D2 ) , 时间积分从 2011 年 8 月 3 日 0 : 00 到 8 月 9 日 0 : 00 ( UTC ) 共 145 h, 采用 球面坐标系, 气象资料为 NECP 和 NCAR 提供的每隔 6 h, 分辨率为 1° × 1° 的 FNL 全球分析资料( final operational global analysis) , 垂直分层 28 个不等间距层, 长波辐射采用 RRTM ( rapid radiative transfer model ) 方案, 短波辐射采用 Dudhia 方案, 微物理过程选用 Purdue Lin 方案, 边界层采用 YSU ( yonsei university ) 方案, 陆面 Obukhov 方案。粗网格 D1 范围为 115° ~ 135°E , 22° 过程参数化采用热量扩散方案, 近地面过程采用 Monin~ 42°N, 32° N, Fritsch 方案, 网格中心 125° E , 格点数为 100 × 100 , 格距 6' , 积云对流采用 Kain时间步长为 60 s; 细网格 D2 范围为 118° ~ 128°E , 28° ~ 38°N, 32°N, 网格中心 123°E , 格点数为 150 × 150 , 格距 2' , 不采 用积云方案, 时间步长为 20 s。图 2 为模拟台风路径与通过卫星云图定位的逐时台风中心位置的比较 , 两者 走势基本一致, 最大误差出现在登陆前, 这主要是受陆域地形、 建筑等复杂因素的影响, 但误差均在 90 km 以 “梅花” 内, 其中江苏段最大误差不超过 40 km。图 3 为 台风期间大唐电厂站和太阳岛站实测风速与模拟结 果的比较。从以上结果可以看出, 大唐电厂站风暴潮区段误差基本在 3 m / s 以内, 最大为 3. 43 m / s; 太阳岛 4. 83 m / s ; , 站最大误差为 整个过程计算风速与实测风速走势一致 此模式较为准确地模拟了“梅花 ” 台风过 程, 能为风暴潮模型提供可靠的风场和气压场 。 1. 4 参数设置 n k ( h ) 是受水深调节部 风暴潮数学模型计算时糙率计算式为 : n = n0 + n k ( h ) , 其中 n0 = 0 . 012 ~ 0 . 016 ,
水空间分布特征。结果表明, 当台风中心位于辐射沙洲中部外海时 , 南部外海流场不再向弶港辐聚 , 而向南流; 当台风中心到 辐聚点南移至遥望港附近 。在辐聚辐散的流场作用下, 最大增水和高潮位最大涨幅均出现在两大潮波汇 达废黄河口以北时, 聚的弶港附近, 分别为 2. 72 m 和 0. 95 m。 ; “梅花” 关键词:辐射沙洲 台风; 流场; 风暴潮增水; 数值模拟 中图分类号:P732 文献标识码: A
[
]
η, σ' ) dσ' ∫ ρ( ξ,
σ
0
( 4) =
σ =0
ν H v 1 | τ | cosθ , · H σ ρ0 s
1 | τ | sinθ ρ0 s
( 5)
| τ s | = ρ0 C d U2 U10 式中: θ 是风拖拽力和 η 的夹角; V H 是水平粘滞系数; τ s 为风应力, 其中, ρ0 是空气密度, 10 ,
[
]
( 2)
v + t =-
( 3) ρ0 槡 f = 2 Ωsin, P ξ 和 P η 是压强梯度, F ξ 和 F η 是水平雷诺应力不平衡性, 式中: f 为柯式力, ν v 为垂直涡粘性 系数。 在计算域内和深水的开边界处, 既要考虑天文潮的作用, 又要考虑台风的作用, 天文潮的作用是通过在 边界上给定主要分潮作为驱动力以实现 , 而台风作用主要是气压和风, 是通过静压假设和自由表面条件来实 现的。 根据静压假设: 根据自由表面条件: P = P atm + gH ν H u · H σ =
第3 期
: “梅花” 俞亮亮, 等 台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究
65
C d 是风拖拽力系数, 是海平面以上 10 m 处的风速, 与 U10 相关。 1 . 2 模型范围及边界条件 — —东中国海模型和黄海模型( 图 2 ) 。东中国海 由于研究范围大, 为达到精度要求, 建立了两个数学模型— 24° ~ 41°N, 模型范围为 117° ~ 131°E, 包括了台湾海峡、 东海、 黄海和渤海, 大洋潮波开边界取在琉球群岛和台 湾海峡, 模型网格尺度 2' × 2' , 网格数 324 × 480。 黄海 模 型 范 围 为 119. 2° ~ 127. 1° E,28. 2° ~ 38. 2°N, 北至山东靖海角, 南到钱塘江湾以南, 网 格尺度 200 ~ 2 000 m, 网格数 889 × 786。 陆边界取法向流量为零, 开边界东中国海 模型采用复合潮波过程线控制, 给定八个主要 ( M 、 S 、 N 、 K 、 K 、 O 、 Q 、 分潮 2 2 2 2 1 1 2 P1 ) 的 调 和 常 《英国潮汐表 》 , 数, 根据 选取本区域内 91 个验 S2 、 K1 、 O1 4 个分潮的调和常数作为 潮站的 M2 、 验证资料。验证结果显示四个主要分潮的振幅 2. 5 cm、 3. 6 cm 和 绝对值误差分别为 9. 4 cm、 4. 0 cm, 迟 角 绝 对 值 平 均 误 差 分 别 为 7. 50° 、 6. 52° 、 4. 86° 和 9. 4° , 潮流的相位与验证资料基 10 ] 。 黄海模 本一致, 验证的详细结果见文献[ 型开边界采用潮位控制, 由东中国海模型提供。 1. 3 风场及气压场的计算 Delft3D 本身并未提供台风的计算模块, 风
图1 Fig. 1 影响江苏的台风类型及比例
通过建立黄海天文潮与风暴潮耦合数学模型, 分 析近海活动型台风作用下, 辐射沙洲流场变化及 风暴潮增水空间分布特征。
The types and percentage of typhoon affecting Jiangsu
1
1. 1
风暴潮数值模型
基本方程与计算方法
场及 气 压 场 的 计 算 采 用 美 国 环 境 预 测 中 心 ( NECP) 和美国国家大气研究中心 ( NCAR ) 等 诸多科研机构于 2000 年共同开发的一种中尺 度天气预报模式 WRF( weather research and foreFig. 2
图2
模型范围及验证结果
Computed domain and track calibration of “Muifa”
Abstract: By establishing a coupled astronomic tide and storm surge model for Yellow Sea,analysis is made on the changes of tidal current fields and the spatial distribution features of water level fluctuations in radial sand ridegs off Jiangsu coast caused by typhoon “Muifa” . It is learnt from the results that when the center of “Muifa”moved to the middle of the radial sand ridegs,the current fields in the south of the radial sand ridegs no longer gattered to Jianggang,but flowed southward instead; when the center of “Muifa” moved to the north of the old Yellow River,the aggregate point moved south to Yaowanggang. During the “Muifa” ,with the effects of ridial tidal current fields,the maximum water level setup and high tide level increase reached 2. 73 m and 0. 95 m respectively,both occuring near Jianggang,which is the aggregate point of two tidal waves. Key words: radial sand ridegs; tyhpoon “Muifa” ; current fields; storm surge; numerical simulation
Research on storm surge during typhoon “ Muifa ”in radial sand ridegs off Jiangsu coast
2 2 2 YU Liangliang1, ,LU Peidong1, ,CHEN Kefeng1,
( 1. State Key Laboratory of HydrologyWater Resources and Hydraulic Engineering,Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210024 ,China; 2. River and Harbor Engineering Department,Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210024 ,China)
海 洋 工 程 THE OCEAN ENGINEERING
Vol. 31 No. 3 May 2013
“ 梅花 ” 台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究
1, 2 1, 2 1, 2 俞来自百度文库亮 ,陆培东 ,陈可锋
( 1. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 ,江苏 南京 学研究院 河流海岸研究所,江苏 南京 210024 )
210024 ; 2. 南京水利科
摘
“梅花” ( Muifa) 台风作用下, 要:通过建立的黄海海域天文潮与风暴潮耦合模型 , 分析在 江苏辐射沙洲海域流场变化及增
本模式是建立在荷兰 Delft3D 水动力学计算软件的基础上, 方程建立在正交曲线坐标系 ( ξ, η ) 中, 在垂 [9 ] 直方向上采用 σ 坐标, 数值计算方法采用 ADI 法 。基本方程如下: 沿水深积分的连续方程: ζ + t 1 G ξξ 槡 G ηη 槡 ( d + ζ) U 槡 G ηη] [ + ξ 1 G ξξ 槡 G ηη 槡 ( d + ζ) V 槡 G ξξ] [ = Q η ( 1)
σ =0
G ηη G ξξ 槡 槡 u v v v w v uv u2 + + + - - fu G ηη η d + ζ σ G ξξ ζ G ηη ξ G ξξ 槡 G ηη η G ξξ 槡 槡 槡 槡 槡 1 1 υ Pη + Fη + ν 2 ( d + ζ ) σ v σ G ηη
0518 收稿日期:2012基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 41006048 ) ; 南京水利科学研究院院基金资助项目( Y211004 ) mail: yuliangliang_nju@ 126. com 作者简介:俞亮亮( 1988 - ) , 男, 浙江绍兴人, 硕士生, 主要从事海岸动力地貌及数值模拟研究。E-
G ηη 和 槡 G ξξ 为曲线坐标系至直角坐标系的转换系数 。 式中: Q 代表源和汇, 槡 ξ 和 η 方向的动量方程: G ξξ G ηη 槡 槡 v u w u uv v2 u u + + + - - fv ζ η d + ζ σ η ξ G G G G G G ξξ ηη ξξ ηη ξξ ηη 槡 槡 槡 槡 槡 槡 1 1 u =- Pξ + Fξ + ν ( d + ζ ) 2 σ v σ G ξξ ρ0 槡 u + t
— —如强台风和气压骤变所招致的海面异常升高的现象[1]。 这种水 风暴潮系指由于强烈的大气扰动— 往往引发灾害, 它不仅破坏海岸工程, 吞噬良田, 还给沿海人民的生命财产造成巨大损失。 面异常急剧升高, 我国是世界上风暴潮灾害最为严重的国家之一 , 近 20 年来造成的直接经济损失高达 2 443. 64 亿元, 且呈波 [2 ] 动上升趋势 。 江苏作为沿海经济开发重要省份 , 特大风暴潮灾害一直是主要自然灾害之一 。前人在渤海湾、 珠江口及 [37 ] , 长江口的风暴潮增水研究中已有较多成果 而对于江苏辐射沙洲海域的风暴潮研究 , 由于其复杂的地形 和潮汐环境, 成果较少。因此, 了解和掌握台风作用下, 辐射沙洲海域风暴潮增水的特征和规律 , 对江苏的经 济、 社会发展具有重要意义和必要性 。
64
海
洋
工
程
第 31 卷
60 年来影响江苏的台风记录共有 194 次, 江苏风暴潮灾害频繁, 根据 1949 ~ 2010 年统计结果, 台风类型可 分为 5 种, 如图 1 所示。其中对江苏产生严重影 响的类型为近海活动型、 正面登陆型和登陆北上 [ 8 ] 东 , 三种类型中又属近海活动型居多, 占 24% 。 1109 号 “梅花”( Muifa ) 台风为最近一次影响江 苏的台风, 于 2011 年 8 月 6 日 ~ 8 日途经江苏外 海后在朝鲜半岛登陆。 比较图 1 与图 2 中“梅 “梅花” 花” 台风路径, 可以看到 台风属于典型的 近海活动型。利用 2010 年 9 月布设在辐射沙洲 南翼小庙洪水道大唐电厂码头的临时观测点连 “梅花” 续一年的观测结果和太阳岛站资料, 得到 台风期间测点潮位、 风向风速、 海浪、 泥沙的变化 “梅花” 过程。以 台风期间实测数据为验证资料,
casting model) 。WRF 模式为完全可压缩非静力模式, 水平方向采用 Arakawa C 网格, 垂直方向则采用地形 Kutta 算法。本次对“梅花 ” 时间积分采用三阶或者四阶的 Runge台风的模拟中, 采用双重嵌 跟随质量坐标, 套网格( 粗网格 D1 和细网格 D2 ) , 时间积分从 2011 年 8 月 3 日 0 : 00 到 8 月 9 日 0 : 00 ( UTC ) 共 145 h, 采用 球面坐标系, 气象资料为 NECP 和 NCAR 提供的每隔 6 h, 分辨率为 1° × 1° 的 FNL 全球分析资料( final operational global analysis) , 垂直分层 28 个不等间距层, 长波辐射采用 RRTM ( rapid radiative transfer model ) 方案, 短波辐射采用 Dudhia 方案, 微物理过程选用 Purdue Lin 方案, 边界层采用 YSU ( yonsei university ) 方案, 陆面 Obukhov 方案。粗网格 D1 范围为 115° ~ 135°E , 22° 过程参数化采用热量扩散方案, 近地面过程采用 Monin~ 42°N, 32° N, Fritsch 方案, 网格中心 125° E , 格点数为 100 × 100 , 格距 6' , 积云对流采用 Kain时间步长为 60 s; 细网格 D2 范围为 118° ~ 128°E , 28° ~ 38°N, 32°N, 网格中心 123°E , 格点数为 150 × 150 , 格距 2' , 不采 用积云方案, 时间步长为 20 s。图 2 为模拟台风路径与通过卫星云图定位的逐时台风中心位置的比较 , 两者 走势基本一致, 最大误差出现在登陆前, 这主要是受陆域地形、 建筑等复杂因素的影响, 但误差均在 90 km 以 “梅花” 内, 其中江苏段最大误差不超过 40 km。图 3 为 台风期间大唐电厂站和太阳岛站实测风速与模拟结 果的比较。从以上结果可以看出, 大唐电厂站风暴潮区段误差基本在 3 m / s 以内, 最大为 3. 43 m / s; 太阳岛 4. 83 m / s ; , 站最大误差为 整个过程计算风速与实测风速走势一致 此模式较为准确地模拟了“梅花 ” 台风过 程, 能为风暴潮模型提供可靠的风场和气压场 。 1. 4 参数设置 n k ( h ) 是受水深调节部 风暴潮数学模型计算时糙率计算式为 : n = n0 + n k ( h ) , 其中 n0 = 0 . 012 ~ 0 . 016 ,
水空间分布特征。结果表明, 当台风中心位于辐射沙洲中部外海时 , 南部外海流场不再向弶港辐聚 , 而向南流; 当台风中心到 辐聚点南移至遥望港附近 。在辐聚辐散的流场作用下, 最大增水和高潮位最大涨幅均出现在两大潮波汇 达废黄河口以北时, 聚的弶港附近, 分别为 2. 72 m 和 0. 95 m。 ; “梅花” 关键词:辐射沙洲 台风; 流场; 风暴潮增水; 数值模拟 中图分类号:P732 文献标识码: A
[
]
η, σ' ) dσ' ∫ ρ( ξ,
σ
0
( 4) =
σ =0
ν H v 1 | τ | cosθ , · H σ ρ0 s
1 | τ | sinθ ρ0 s
( 5)
| τ s | = ρ0 C d U2 U10 式中: θ 是风拖拽力和 η 的夹角; V H 是水平粘滞系数; τ s 为风应力, 其中, ρ0 是空气密度, 10 ,
[
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( 2)
v + t =-
( 3) ρ0 槡 f = 2 Ωsin, P ξ 和 P η 是压强梯度, F ξ 和 F η 是水平雷诺应力不平衡性, 式中: f 为柯式力, ν v 为垂直涡粘性 系数。 在计算域内和深水的开边界处, 既要考虑天文潮的作用, 又要考虑台风的作用, 天文潮的作用是通过在 边界上给定主要分潮作为驱动力以实现 , 而台风作用主要是气压和风, 是通过静压假设和自由表面条件来实 现的。 根据静压假设: 根据自由表面条件: P = P atm + gH ν H u · H σ =
第3 期
: “梅花” 俞亮亮, 等 台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究
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C d 是风拖拽力系数, 是海平面以上 10 m 处的风速, 与 U10 相关。 1 . 2 模型范围及边界条件 — —东中国海模型和黄海模型( 图 2 ) 。东中国海 由于研究范围大, 为达到精度要求, 建立了两个数学模型— 24° ~ 41°N, 模型范围为 117° ~ 131°E, 包括了台湾海峡、 东海、 黄海和渤海, 大洋潮波开边界取在琉球群岛和台 湾海峡, 模型网格尺度 2' × 2' , 网格数 324 × 480。 黄海 模 型 范 围 为 119. 2° ~ 127. 1° E,28. 2° ~ 38. 2°N, 北至山东靖海角, 南到钱塘江湾以南, 网 格尺度 200 ~ 2 000 m, 网格数 889 × 786。 陆边界取法向流量为零, 开边界东中国海 模型采用复合潮波过程线控制, 给定八个主要 ( M 、 S 、 N 、 K 、 K 、 O 、 Q 、 分潮 2 2 2 2 1 1 2 P1 ) 的 调 和 常 《英国潮汐表 》 , 数, 根据 选取本区域内 91 个验 S2 、 K1 、 O1 4 个分潮的调和常数作为 潮站的 M2 、 验证资料。验证结果显示四个主要分潮的振幅 2. 5 cm、 3. 6 cm 和 绝对值误差分别为 9. 4 cm、 4. 0 cm, 迟 角 绝 对 值 平 均 误 差 分 别 为 7. 50° 、 6. 52° 、 4. 86° 和 9. 4° , 潮流的相位与验证资料基 10 ] 。 黄海模 本一致, 验证的详细结果见文献[ 型开边界采用潮位控制, 由东中国海模型提供。 1. 3 风场及气压场的计算 Delft3D 本身并未提供台风的计算模块, 风
图1 Fig. 1 影响江苏的台风类型及比例
通过建立黄海天文潮与风暴潮耦合数学模型, 分 析近海活动型台风作用下, 辐射沙洲流场变化及 风暴潮增水空间分布特征。
The types and percentage of typhoon affecting Jiangsu
1
1. 1
风暴潮数值模型
基本方程与计算方法
场及 气 压 场 的 计 算 采 用 美 国 环 境 预 测 中 心 ( NECP) 和美国国家大气研究中心 ( NCAR ) 等 诸多科研机构于 2000 年共同开发的一种中尺 度天气预报模式 WRF( weather research and foreFig. 2
图2
模型范围及验证结果
Computed domain and track calibration of “Muifa”
Abstract: By establishing a coupled astronomic tide and storm surge model for Yellow Sea,analysis is made on the changes of tidal current fields and the spatial distribution features of water level fluctuations in radial sand ridegs off Jiangsu coast caused by typhoon “Muifa” . It is learnt from the results that when the center of “Muifa”moved to the middle of the radial sand ridegs,the current fields in the south of the radial sand ridegs no longer gattered to Jianggang,but flowed southward instead; when the center of “Muifa” moved to the north of the old Yellow River,the aggregate point moved south to Yaowanggang. During the “Muifa” ,with the effects of ridial tidal current fields,the maximum water level setup and high tide level increase reached 2. 73 m and 0. 95 m respectively,both occuring near Jianggang,which is the aggregate point of two tidal waves. Key words: radial sand ridegs; tyhpoon “Muifa” ; current fields; storm surge; numerical simulation
Research on storm surge during typhoon “ Muifa ”in radial sand ridegs off Jiangsu coast
2 2 2 YU Liangliang1, ,LU Peidong1, ,CHEN Kefeng1,
( 1. State Key Laboratory of HydrologyWater Resources and Hydraulic Engineering,Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210024 ,China; 2. River and Harbor Engineering Department,Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210024 ,China)