1.风灾背景
2024年9月6日16时20分,台风“摩羯”在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。
图1. 台风“摩羯”移动路径图(海南省气象局)
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(简介见文末)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。
(a)
(b)
图2. 台风“摩羯”风灾调研范围和调查路径
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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图3. 灾后现场情况(实地拍摄)
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图4. 调研点A灾后现场情况(实地拍摄)
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)
图5. 台风“摩羯”登陆前风力发电机布置图
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。
(a)
(b)
(c)
图6. 文昌风电厂风机破坏总体情况
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图7. WT-12风机破坏细节
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图8. WT-14风机破坏细节
台风科普知识