DB3206T 1067-2024灘涂貝類養(yǎng)殖海洋災害風險隱患評估技術(shù)規(guī)程

ICS07.060CCSA453206IDB3206/T1067—2024前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本要求 5評估步驟 26評估成果 4附錄A（規(guī)范性）貝類殼長與周齡的關(guān)系 5附錄B（規(guī)范性）貝類沿水深分布與殼長的關(guān)系 6附錄C（規(guī)范性）貝類在不同沖刷深度的受損計算 7附錄D（規(guī)范性）貝類在不同淤積深度的受損計算 8附錄E（規(guī)范性）氣壓場和風場計算 9附錄F（規(guī)范性）風浪要素計算 10附錄G（規(guī)范性）風暴潮數(shù)值模型 附錄H（規(guī)范性）泥沙沖淤計算 13附錄I（規(guī)范性）灘涂貝類養(yǎng)殖海洋災害風險隱患評估技術(shù)報告格式要求 15參考文獻 DB3206/T1067—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由南通市自然資源與規(guī)劃局提出并歸口。本文件起草單位：河海大學、南通市自然資源和規(guī)劃局、國家海洋局煙臺海洋環(huán)境監(jiān)測中心站、南通沿海開發(fā)集團有限公司、中交上海航道勘察設計研究院有限公司。本文件主要起草人：羅鋒、陶愛峰、劉子銘、嚴銳、王崗、連璐璐、徐輝、楊宏兵、李慶杰、陳立華、洪新、侯查偉、紀靈、付睿麗、范駿、熊焱、武雙、李鵬宇、曹力瑋、周光準、曾靖偉、田鵬、石斌、季毅、顧恒瑞。1DB3206/T1067—2024灘涂貝類養(yǎng)殖海洋災害風險隱患評估技術(shù)規(guī)程本規(guī)程規(guī)定了灘涂貝類養(yǎng)殖海洋災害風險隱患評估的基本要求、評估步驟、評估成果。本規(guī)程適用于南通市灘涂貝類養(yǎng)殖的水動力災害風險隱患評估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12763.2-2007海洋調(diào)查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測GB/T12763.3-2020海洋調(diào)查規(guī)范第3部分：海洋氣象觀測GB/T15920-2010海洋學術(shù)語物理海洋學3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1底播養(yǎng)殖bottomsowingculture將人工苗種或者半人工苗種投放到環(huán)境適宜的水域地質(zhì)上，通過自然生長進行養(yǎng)殖的生產(chǎn)活動。3.2風暴潮stormsurge有熱帶氣旋、溫帶天氣系統(tǒng)、海上颮線等風暴過境所伴隨的強風和氣壓驟變而引起局部海面振蕩或非周期性異常升高（降低）現(xiàn)象。3.3海浪oceanwave由風引起的海面波動現(xiàn)象。主要包括風浪和涌浪。風浪和涌浪的定義見GB/T15920-2010。4基本要求4.1總則開展灘涂貝類養(yǎng)殖受損風險評估，為灘涂貝類養(yǎng)殖災前安全評價、災中風險預警、災后受損評估提供依據(jù)，為灘涂貝類養(yǎng)殖保險服務提供技術(shù)支撐。4.2科學性基于灘涂貝類養(yǎng)殖的受災機制，綜合考慮養(yǎng)殖物時空分布及多因素災害聯(lián)合影響，開展灘涂貝類養(yǎng)殖的風險評估。2DB3206/T1067—20244.3適用性適用于淤泥質(zhì)灘涂海岸海洋牧場埋棲型貝類的水動力災害風險隱患評估。4.4評估范圍范圍從海岸線向外海延伸至10公里或平均低潮位1米水深處。5評估步驟5.1資料收集5.1.1概述根據(jù)風險評估對象，確定評估區(qū)域，收集和整理評估區(qū)域基礎地理信息，養(yǎng)殖情況及災害過程的水文氣象觀測資料等。5.1.2地理信息資料包括水深及岸線數(shù)據(jù)，比例尺不小于1:10萬。5.1.3養(yǎng)殖基本情況包括評估區(qū)域的主要養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度、播苗及采養(yǎng)殖捕活動情況。5.1.4水文、氣象資料針對評估的海洋災害過程養(yǎng)殖區(qū)域附近潮（水）位站、海洋觀測站、浮標船舶報、衛(wèi)星高度計等潮位、潮流、海浪及氣象觀測資料，評估區(qū)海岸帶的海床物質(zhì)組成和泥沙濃度。水文、氣象資料收集應遵照GB/T12763.2-2007和GB/T12763.3-2020的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。5.2評估對象分析5.2.1概述明確評估區(qū)域底播養(yǎng)殖主要品種及其周齡與外觀關(guān)系，確定底播養(yǎng)殖空間分布密度，建立底播受災與水文要素關(guān)系。5.2.2貝類殼長與周齡的關(guān)系貝類的殼長隨周齡的增大而增大，其關(guān)系確定為：a)評估區(qū)有養(yǎng)殖活動時記錄的實測資料則可統(tǒng)計獲得；b)若無實測資料，可按附錄A計算。5.2.3貝類空間分布貝類的周齡越大，其平均分布水深越深、活動范圍越廣，關(guān)系確定為：a)評估區(qū)有養(yǎng)殖活動時記錄的實測資料則可統(tǒng)計獲得；b)若無實測資料，可按附錄B計算。5.2.4貝類受災關(guān)系災害期間貝類均下潛至一定深度避災，其受災分為：3DB3206/T1067—2024a)海床沖刷破壞了埕面、致使貝類被沖起后吸入大量泥沙至體內(nèi)導致的死亡，該情況下的受損可按附錄C計算；b)海床淤積覆蓋了原有埕面、致使下潛于一定深度的貝類無法鉆出導致的死亡，該情況下的受損可按附錄D計算。5.3受災風險等級確定基于南通市貝類養(yǎng)殖調(diào)研數(shù)據(jù)，根據(jù)主要養(yǎng)殖品種不同周齡的受災結(jié)果確定風險等級。底播養(yǎng)殖受災風險依據(jù)受災關(guān)系確定為高風險區(qū)(I級)、中風險區(qū)(II級)和低風險區(qū)(III級)三級（表1）。表1貝類災害風險等級表高一齡受損>95%或二齡受損>80%或養(yǎng)殖區(qū)域已經(jīng)處于極大破壞階段，中一齡受損>80%或二齡受損>60%或養(yǎng)殖區(qū)域在重新播苗后有望在來年低一齡受損>60%或二齡受損>40%或當年貝類產(chǎn)量會部分降低，但在重5.4水動力要素計算5.4.1概述計算災害過程各水動力要素，為評估提供動力輸入信息。5.4.2波浪要素計算以風場為驅(qū)動，采用波作用能量守恒方程為代表的成熟波浪數(shù)學模型，計算確定研究區(qū)域單次風暴潮期間的波浪場過程。輸出要素包括有效波高、波向和周期；輸出時間間隔可為1小時。具體計算方法可參見附錄E和附錄F。5.4.3風暴潮計算采用風暴潮數(shù)據(jù)模型，根據(jù)氣壓、風場行進路徑，確定評估區(qū)域的水位、流速、流向和底部切應力等要素。輸出要素包括水位、流速、流向和底部切應力；輸出時間間隔可為1小時。具體計算方法可參見附錄G。5.4.4海床沖淤計算調(diào)查養(yǎng)殖區(qū)的底質(zhì)，計算不同泥面深度的起動流速或起動切應力，采用5.4.1和5.4.2計算得到風暴潮期間波浪要素和風暴潮動力結(jié)果，確定海床沖刷估算最大沖刷深度。輸出單次風暴潮過程中的最大沖淤厚度。具體計算方法見附錄H。5.5風險評估依據(jù)5.4.3計算得到的最大沖淤厚度結(jié)合表1，評估研究區(qū)養(yǎng)殖風險。底播養(yǎng)殖受災風險區(qū)劃圖用紅、橙、黃三色標識出評估區(qū)各面積單元等級大小。4DB3206/T1067—20246評估成果6.1資料匯總匯總資料包括研究區(qū)域自然地理環(huán)境概述、海水養(yǎng)殖概況，主要養(yǎng)殖品種及形態(tài)、養(yǎng)殖密度及分布，海床物質(zhì)組成、風暴潮災害期間風暴增水、最大潮流、最大波高分布、最大沖淤深度，受災風險等級等。6.2報告編制根據(jù)風險分析和風險區(qū)劃結(jié)果繪制相應成果圖件并按技術(shù)報告格式編制灘涂養(yǎng)殖貝類海洋災害風險隱患評估報告，主要圖表及格式要求見附錄I。5DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）貝類殼長與周齡的關(guān)系貝類殼長與周齡的關(guān)系為：式中：a——貝類殼長，單位為厘米(cm)；y——貝類周齡，單位為年(y)；α、β——常數(shù)，可在評估區(qū)域采樣確定；對于淤泥質(zhì)灘涂海域文蛤，可取α=1.568、β=0.808。6DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）貝類沿水深分布與殼長的關(guān)系貝類在不同水深處分布為正態(tài)分布：式中：f——分布概率密度函數(shù)；a——貝類殼長，單位為米(m)；d——以平均海平面為基準的水深，單位為米(m)；μ——貝類平均分布水深，單位為米(m)，可分別在0.25米、0.50米、0.75米和1.00米處采樣統(tǒng)計得到；對于淤泥質(zhì)灘涂海域文蛤，可取σ——貝類分布在平均分布水深μ處的散度，單位為米(m)，可分別在0.25米、0.50米、0.75米和1.00米處采樣統(tǒng)計得到；對于淤泥質(zhì)灘涂海域文蛤，可取7DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）貝類在不同沖刷深度的受損計算貝類在不同沖刷深度的受損為p1式中：a——貝類殼長，單位為米(m)；1 2h——以平均海平面為基準的沖刷深度，單位為米(m)；234——常數(shù)，可在評估區(qū)采樣確定；對于淤泥質(zhì)灘涂海域文蛤，可取γ1=1.047、γ2=1.593、γ3=1.13、γ4=2.0。8DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）貝類在不同淤積深度的受損計算貝類在不同淤積深度的受損為式中：a——貝類殼長，單位為米(m)；h——以平均海平面為基準的淤積深度，單位為米(m)；τ1、τ2、τ3、τ4、τ5——常數(shù)，可在評估區(qū)采樣確定；對于淤泥質(zhì)灘涂海域文蛤，可取τ1=1.047、τ2=0.903、τ3=0.023、τ4=0.918、τ5=2.0。9DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）氣壓場和風場計算采用梯度風原理計算氣壓場和風場。在氣旋風外圍背景風場可以采用CCMP、NCEP、ERA等資料或氣象數(shù)值預報產(chǎn)品提供風場。熱帶氣旋氣壓場可以采用氣壓場模型計算，常用氣壓場理論模型可參考藤田模型：R0R0式中：P——計算點氣壓，單位為帕(Pa)；P0——氣旋中心氣壓，單位為帕(Pa)；P∞——氣旋外圍氣壓，單位為帕(Pa)；r——為計算點至氣旋中心距離，單位為米(m)；R0——表征氣旋系統(tǒng)特征參數(shù)，可根據(jù)最大風速半徑調(diào)整，也可根據(jù)臺站觀測氣壓調(diào)整，單位為米(m)。氣旋模型風場計算可按：WWVVy500000式中：海面上10m高度處的氣旋風速，單位為米每秒(m/s)；W1——梯度風速，單位為米每秒(m/s)；W2——氣旋移行產(chǎn)生的風場，單位為米每秒(m/s)；θ——計算點(x,y)與氣旋中心的(xc,yc)連線與x軸夾角，單位為弧度(rad)；β——梯度風和海面風的夾角，單位為弧度(rad)；c1，c2——為修正系數(shù)；f——為科氏系數(shù)，f=2ωsinφ,ω為地轉(zhuǎn)角速度，單位為弧度每秒(rad)，φ為緯度，單位為弧度(rad)；ρa——空氣密度，單位為千克每立方米(kg/m3)；Vx、Vy——氣旋中心在x和y方向上移動速度，單位為米每秒(m/s)。氣旋過程中的中心附近風場可以采用上述梯度風原理計算風場，在氣旋風外圍風場可以采用CCMP、NCEP、ERA等資料或者氣象數(shù)值預報產(chǎn)品提供風場，如WRF。DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）風浪要素計算采用譜浪模型并考慮風能驅(qū)動計算波浪場。該模型基于能量守恒原理的波作用量平衡方程數(shù)值求解?？紤]了水深變化、背景流和障礙物等對波浪傳播的影響，同時考慮了包括風攝入波動能量、白浪耗散、水深變化導致的波浪破碎、底摩擦耗散、波-波非線性相互作用等物理過程。荷蘭Delft理工大學開發(fā)的SWAN模型和丹麥DHI研究所開發(fā)的Mike-SW模型等，均是目前應用較廣的第3代風浪譜模型，適用于海岸、湖泊和河口地區(qū)的風浪要素計算。笛卡爾坐標系下的波作用量平衡方程為：式中：N為波作用量密度，Cx、Cy、C、C分別代表在x、y、、方向的波浪傳播速度。式中：kx,ky為波數(shù)，d為水深，Ux,Uy為流速，s是沿波向方向的空間坐標，m為垂直于s的坐標，相對頻率，ω為波浪的固有頻率。式中：Swind指風輸入的能量；Snl指波與波之間的非線性作用引起的能量耗散；Sds指由白帽引起的能量耗散；Sbot指由底摩阻引起的能量耗散；Ssurf指由于水深變化引起的波浪破碎產(chǎn)生的能量耗散。DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）風暴潮數(shù)值模型風暴潮數(shù)值計算的氣壓場、風場和波浪場由可由附錄E和附錄F計算確定。潮流運動可按下列控制方程：連續(xù)方程txyx方向動量方程uvfvg()y方向動量方程uvfug()式中：t——時間，單位為秒(s)；x、y——原點o置于某一水平基面的直角坐標系坐標；u、ν——流速矢量分別為沿x，y方向的分量，單位為米每秒(m/s)；ζ——為相對xoy平面的水面水位，單位為米，(m)；h——為靜水深；g——重力加速度，單位為米每立方秒(m/s2)；ρ——為海水密度，單位為千克每立方米(kg/m3)；Nx、Ny——分別為x、y方向的水平渦動粘性系數(shù)；f——為科氏系數(shù)，f=2ωsinφ,ω為地轉(zhuǎn)角速度，單位為弧度每秒(rad)，φ為緯度，單位為弧度(rad)；Sxx、Syy、Syx、Syy——波浪輻射應力張量的四個分量，單位為牛頓每米(N/m)。考慮波浪破碎的波浪輻射應力張量的四個分量可按下列表達式確定：式中：Mwr、Mu由卷破波和波動Stokes漂移造成的向岸質(zhì)量通量，Mwx=(E+2E;)(pC)cosθ,Mwx=(E+2E?/(pC)sin0;其中，單位面積波能E=pgH,2/8;單位面積卷波能量E=4β,C/(gT)PE;βRy=R?=Esin2θ;thr和t波浪、潮流共同作用下方_水流速度矢量，單位為米每秒(m/s): /k2s/k2s(H.3)（規(guī)范性）泥沙沖淤計算泥沙沖淤計算需要的水動力場由上述風浪模式和風暴潮提供動力場。懸沙輸移擴散可按以下方程控制：式中：t——時間，單位為秒(s)；S——鉛直方向積分的水體含沙量，單位為千克每立方米(kg/m3)；x、y——原點o置于某一水平基面的直角坐標系坐標；u、ν——流速矢量分別為沿x，y方向的分量，單位為米每秒(m/s)；Dx、Dy——x、y方向的懸沙紊動擴散系數(shù)，單位為平方米每秒(m2/s)；ζ——為相對xoy平面的水面水位，單位為米(m)；h——為靜水深；Fs——泥沙源匯函數(shù)或泥沙沖淤函數(shù)，反映地形沖淤變化kg/(m2·s)，可按照挾沙率公式確定：α——泥沙沉降幾率；ω——泥沙沉降速度，單位為米每秒(m/s)；S*——為水體的挾沙力，一般采用經(jīng)驗公式法或半理論方法或現(xiàn)場實測資料確定。10011001γ——系數(shù)，(當uuc)(當uuc)(當uuf)(當uuf);;uc——泥沙顆粒的起動流速，單位為米每秒(m/s)；uf——泥沙顆粒的揚動流速，單位為米每秒(m/s)；床面沖淤變化可按以下方程控制：式中：t——時間，單位為秒(s)；x、y——原點o置于某一水平基面的直角坐標系坐標；η——海底床面沖淤厚度，單位為米(m)；Fs——泥沙源匯函數(shù)或泥沙沖淤函數(shù)，反映地形沖淤變化，單位為千克每平方米秒[kg/(m2·s)]；γ0——泥沙干容重，單位為千克每立方米(kg/m3)；qx、qy——分別為單位時間內(nèi)單寬底沙輸移量qb沿x和y方向的分量，單位為千克每平方米秒[kg/(m2·s)]，淤泥質(zhì)海岸時均為0，qb采用考慮波浪作用的竇國仁公式，即VVw32C0sbDB3206/T1067—2024V系數(shù)m0當VkVVw時系數(shù)m式中：水流平均速度矢量，單位為米每秒(m/s)；波浪平均特征速度矢量，單位為米每秒(m/s)；Vk——底沙顆粒的臨界起動流速，單位為米每秒(m/s)；按竇國仁公式確定：V式中：b*——穩(wěn)定干容重，單位為千克每立方米(kg/m3)，對于細沙可以認為γb*=γb；db——推移質(zhì)的中值粒徑，單位為米(m)；——粘結(jié)力參數(shù)(天然沙εk=0.50cm3/s2)；δ——薄膜水厚度參數(shù)，δ=1.2×10-6cm；Δ——床面糙率高度，單位為米(m)。DB3206/T1067—2024（規(guī)范性）灘涂貝類養(yǎng)殖海洋災害風險隱患評估技術(shù)報告格式要求封面書寫內(nèi)容包括：——報告名稱；——委托單位名稱；——承擔單位名稱(蓋章)；——報告編制日期。封二應書寫內(nèi)容包含:——承擔單位負責人；——任務責任人；——技術(shù)負責人；——報告編寫人員；——主要參與人員；——審核人員。報告應有包含逐級標題的目錄頁。前言包括工作來源、背景、內(nèi)容和主要成果等。技術(shù)報告正文編寫內(nèi)容大綱如下:——第1章“評估區(qū)域概況”，內(nèi)容包括自然地理環(huán)境概述、海水養(yǎng)殖概況、海洋災害概況等?！?章“底播養(yǎng)殖概況”，內(nèi)容包括主要養(yǎng)殖品種及形態(tài)、養(yǎng)殖密度及分布、養(yǎng)殖活動等資料的收集整理情況統(tǒng)計描述；按主要養(yǎng)殖品種以表格形式給出周齡與殼長的關(guān)系，以圖表形式給出不同周齡養(yǎng)殖品種的密度空間分布。——第3章“風暴潮災害水文要素計算”，內(nèi)容