HY T 182-2015 海洋能计算和统计编报方法.pdf
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1、ICS 07.020,07.060 ;27.180 F 14 中华人民共和国海洋行业标准HY/T 182-2015 海洋能计算和统计编报方法Methodology of ocean energy calculation and statistical compilation 2015-07-30发布2015-10圄01实施也也dJ、/了凹KF、/JG飞仆J币,卢/咿一一间hN川、叫阳川仿vu、UJFTzdA宁边尺,比te吃JS川岛审协Ei国家海洋局发布HY/T 182一2015目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m l 范
2、围2 规范性引用文件. 3 术语和定义4 测算耍萦. . 5 海津能计算6 编报方法. . . 参考文献. . I HY/T 182-2015 前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由国家海洋技术中心提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位z国家海洋技术中心。本标准守主要担草人:马费、张榜、刘霄铀、徐牌杏.芋带.周炜、,恃,1、?同丽皿HY/T 182-2015 海洋能计算和统计编报方法1 范围本标准规定了潮涉能、潮流能、波浪能、海洋温差能、海津盐差能和海祥风能的计算、统计及编报方法。44你在注Itjj t面岳函、副UiLaLiki
3、良品、远远温辛画、再再盐幸盹相件存浏阳营企中对醋重的计算放统计。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 12460-2006 海洋数据应用记录格式HYjT 023 中国海洋站代码HYjT 042 海洋仪器分类及型号命名办法JTS 145-2-2013 海潜水文规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 日平均潮差average daily tidal range 日高潮潮高合计之和除以实有高潮个数为日平均高潮潮高,日低潮潮商合计之和除以实有低
4、潮个数为日平均低潮潮高,日平均高潮潮高与日平均低潮潮高之差为日平均潮差。3.2 3.3 水道waterways 水体沿狭长凹地流动的通道。代表区段长度。nbebalf of the segment length 海面波峰线上具有相同波浪特征区域的长度。4 测算要蜜4.1 潮沙能的测算要素潮防能的测算要素为潮位。4.2 潮流能的测算要素潮流能的测算要素为流速、流向、水道宽度、水道水深。1 HY/T 182-2015 4.3 波浪能的测算要素波浪能的测算要素为波高、周期和代表区段长度。4.4 海洋温差能的测算要素海洋温差能的测算要素为水温和温海水平均体积。4.5 海洋盐差能的测算要素海洋盐差能的测
5、算要素为盐度、淡水径流量。4.6 海洋凤能的测算要章海洋风能的测算要素为风速、风向。5 海洋能计算5.1 潮&能计算5.1.1 潮涉能计算公式按正规半日潮、正规全日潮、混合潮3种不同潮型,计算潮涉能公式如下:海域的潮沙能日平均理论功率可按式(1)计算zN =0.5 X邵阳号旦式中zN一-潮涉能日平均理论功率,单位为千瓦CkW);F一一海域面积,单位为平方千米比m2); A 日平均潮差,单位为米(m); . ( 1 ) A一一潮涉系数,正规半日潮型时均按0.5取值,正规全日潮型时均按4取值,混合潮型时取值Kt+Ot-M2 注:K1、01、Mz计算方法见潮涉和潮流的分析和预报).海域的潮涉能年理论
6、蕴藏量可按式(2)计算z_. rI5-21 E = 1. 97 X 0.5 X 10. FB I一一一I . . . . . .( 2 ) 式中zE一一潮沙能年理论蕴藏量,单位为千瓦时(kW.h); F一一海域面积,单位为平方千米(km2)I B一一年平均潮差,单位为米(m);1 7 1 A一一潮莎系数,正规半日潮型时均按0.5取值,正规全日潮型时均按4取值,混合潮型时取值Kt+Ot-M2 5.1.2 潮&能统计2 运用潮沙能计算公式,可按下列公式统计潮涉能月平均理论功率、年平均理论功率及年平均潮差。月平均理论功率可按式(3)计算zNi =225FA 式中zNi 第i月的平均理论:ro率,单位
7、为千瓦(kW);F一一一海域面晨,单位为平方千米(km2); Ai一一-第i月的平均潮差,单位为米(m)。年平均理论功率可按式的计算zNy=摆Ni式中ElVy -午于闯坦白拔i筝,早位万凡(.kW);Ni一一第i月的平均理论功率,单位为千瓦(kW)。年平均潮差可按式(5)计算z式中zB一一年平均潮差,单位为米(m);B=11511A 12合fAi一一第i月的平均潮差,单位为米(m)。5.2 潮流能计算5.2.1 潮流能计算公式潮流某时间段通过水道断面的动能可按式(6)计算zE=i。-Trr|V|3dzdtdt 2T J,o Jo J-H 式中EE一一指某时段T内单位时间通过水道断面的动能,单位
8、为瓦(W);p一一海水密度,单位为千克每立方米(kg/m3), to一一初始时刻zT一一时段时间,单位为秒(s); L一一水道宽度,单位为米(m); H一一水深,单位为米(m),A一一海表水位高度,单位为米(m),v-一一与过流断面垂直的潮流流速分布,单位为米每渺(m/s)。单位时间通过单位过流面积的潮流动能,即潮流能的功率密度可按式(7)计算zF=PVS 式中EF一一潮流能的功率密度,单位为瓦每平方米(W/m2);p一一海水密度,单位为千克每立方米(kg/m3); V一一与过流断面垂直的潮流流速,单位为米每秒(m/s)。水道的潮流能功率可按式(8)计算zN=fvsLH HY/T 182-20
9、15 ( 3 ) .( 4 ) ( 5 ) . ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) 3 HYjT 182-2015 式中zN 一一潮流能功率,单位为瓦(W);p 海水密度.单位为千克每立方米(kg/m3)I V 一-该时间段内的平均流速,单位为米每秒(m/s)I L 水道的宽度,单位为米(m);H 一一水道的水深,单位为米(m); L. H一-水道的截面坝,单位为平方米(m勺。5.2.2 潮流能统计若沿某断面有多点测流,则水道的潮流能功率可按式(9)计算zN=fEV?Sd 式中zN 潮流能功率,单位为瓦(W);p一海水密度,单位为千克每立方米(kg/m3)I n一一测点数s吭一一测点i流速,单
10、位为米每秒(m/s)I Si-一测点i所代表的水道局部面积,Si是断面面积,单位为平方米(m2)。5.3 混混能计算5.3.1 遮浪能计算公式二维规则波的波浪能功率密度等于能量密度和群速的乘坝,可按式(10)计算zF=嘻严(1 + sin:kd) J 式中zF 波浪能功率密度,单位为千瓦每米(kW/m)I pg 一海水容重取10.05X 103 ,g取9.81m/sZ,单位为千牛每立方米(kN/m3); H 一一波高,单位为米(m); -一波长,单位为米(m);T 波浪的周期,单位为秒(s); h 一一波数,取k=2/;d 一一水深,单位为米(m)I sinh一一双曲正弦面数。水深大于1/2波
11、长的深水不规则波的波浪能功率密度,可按式(11)计算zF句0.5X H/3 X T 式中zF ._-披浪能功率密度,单位为干瓦每米他kW/m); H T 一一平均周期,单位为渺(s。5.3.2 波混能统计计算某区段的波浪能平均理论功率可按式(12)计算t4 ( 9 ) ( 10 ) ( 11 ) N=FL 式中zN一一代表区段的波浪能平均理论功率,单位为千瓦(kW);F二一波浪能平均功率密度,单位为千瓦每米(kW/m);L一一代表区段长度,单位为米(m)。波浪能月年平均功率密度可按式(13)计算zF=垃F;式中zr一一说恨自草片(.牛).1俨剧在jJ半岱i菜,早L对比海水(.KW/m);F;一
12、一每小时波浪能功率密度,单位为千瓦每米(kW/m),m一一月年累计小时数。5.4 海洋温差能计算5.4.1 海萍温肇能计算公式海水中的温差能平均密度可按式(14)计算ze =pCT 式中=e -一海水温差能平均密度,单位为千焦耳每立方米(kJ/m3); p 一-海水密度,单位为千克每立方米(kg/m3); C 一一海水比热,单位为千焦耳每千克摄氏度kJ/(kgC)J; .T一一上层温海水温度与深层冷海水温度的差,单位为摄氏度CC)。5.4.2 海洋温差能统计海水中的温差能蕴藏量可按式(15)计算zE=eV 式中zE一一温差能蕴藏量,单位为千焦耳(kJ); e一一海水温差能平均密度,单位为千焦耳
13、每立方米(kJ/m3); V一一上层温海水体现,单位为立方米(m勺。5.5 海洋盐墨能计算海水中的盐差能平均理论功率可按式(16)计算zN=Q 式中zN一一盐差能平均理论功率,单位为瓦(W);一一渗透压,单位为焦耳每立方米O/m3); Q一一被水径流量,单位为立方米每秒(m3/5)。HY/T 182-2015 .( 12 ) ( 13 ) ( 14 ) ( 15 ) . ( 16 ) 淡水与海水间的渗透压是海水盐度和温度的函数,随着盐度和温度的增高而增大。同时,渗透压还与海水的冰点温度有关。一般渗透压通过式。7)得出z=iCRT ( 17 ) RY/T 182-2015 式中z一一渗透压,单位
14、为焦耳每立方米O/m3)1i一一范特荷夫系数,对海水此值接近电离数2;C一一液体的体职摩尔浓度,单位为摩尔每升(mol/L)I R一一摩尔气体常数,取8.314,单位为焦耳每摩尔开尔文J/(mo K) J; T一一绝对温度,单位为开尔文盼。实际海水的渗透压通常采用式(18)-式(21)计算z式中z= l.013 3 X 10511 0 (_:. _) 飞273.151。=12.08.T g .Tg =9.66 X 1O-2Cl +5.2 X 10-6 (Cl)3 Cl = (S - 0.030) /l.805 0 一一渗透压,单位为焦耳每立方米O/m3)I m 一-海水oC时渗透压FT 一-一
15、绝对温度,单位为开尔文(K); .Tg一一海水冰点下降值3Cl 一一海水氯度FS 一一盐度。. ( 18 ) ( 19 ) .( 20 ) .( 21 ) 5.6 海洋凤能计算5.6.1 海洋凤能计算公式5.6. 1. 1 凤功率密度风功率密度是与风向垂直的单位面职中风所具有的功率,设定时段的平均风功率密度可按式(22)计算z6 Dwp=拮pV.( 22 ) 式中zDwp 平均风功率密度,单位为瓦每平方米(W/m勺,应是设定时段内逐小时风功率密度的平均值,不可用年(或月平均风速计算年或月平均风功率密度sn 一一在设定时段内的记录数sp 一一空气密度当地年平均计算值,取决于气温和气压(海拔高度刀
16、,单位为千克每立方米(kg/m3)I Vi 一一第i个记录的风速,单位为米每砂(m/础。a) 如果风场测风有气压和气温的记录,则空气密度可按式(23)计算z式中zp p=豆于p 空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3); P一一大气压力,单位为帕(Pa); R一一气体常数(287J/kg K); T一一气温的绝对温度,单位为开尔文(K)。.( 23 ) b) 如果没有风场大气压力的实测值,空气密度可以作为海拔高度(z)和气温(T)的函数,则空气密度可按式(24)计算出估计值Ep = (353.05/T) exp .034(./T) .( 24 ) HY/T 182-2015 式中tp 空气密
17、度,单位为千克每立方米比g/m3), T 气温的绝对温度,单位为开尔文(K); z一一风场的海拔高度,单位为米(m)。5.6.1.2 凤能密度风能密度是在设定时段内与风向垂直的单位面积中风所具有的动能,风能密度可按式(25)计算zDm=zm 式中zDWE一一风能密度,单位为瓦小时每平方米(W.h/rn2); m -一一风速区间数目zp一空气密度,单位为千克每立方米(kg/m3), 叫一一第j个风速区间的风速,单位为米每秒(m/s), tj 一一某扇区或全方位第j个风速区间的风速持续的时间,单位为小时(h)。5.6.2 海洋凤能统计.( 25 ) 运用海津风能计算公式,可接下列公式统计海洋风能日
18、平均密度、月平均密度与年平均密度。日平均风能密度可按式(26)计算:DWED=琦DWEj式中zDWED一一日平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(W0 h/rn2); DWEj一一每小时平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(W.h/rn2). 月平均风能密度可按式(27)计算z唱-当月天lItDWEM =主EDMD 式中zDWEM -月平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(W.h/rn2); DWED一一日平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(W0 h/rn2). 年平均风能密度可按式(28)计算zDWEY=鸪DWEM式中zDWEY一年平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(W.h/rn2); DWEM一
19、一月平均风能密度,单位为瓦小时每平方米(Woh/m2)。6 编报方法6.1 期&能编报.( 26 ) .( 27 ) ( 28 ) 潮静能数据文件名命名规则如下.CXNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月.CCC为海洋站站名代码。海洋站站名代码应符合HY/T023中的规定。潮涉能数据文件包括表头记录、数据记录和说明记录,应符合GB/T12460中的规定,格式见表1-表3.7 HY/T 182-2015 表1潮表头记录项目名称起始位置长度用法和意义计量单位本记录类型1 1 当前记录标识,l下记录类型2 1 续接本记录的下一行记录的类型标识资料类型卡3 1 空格站名4 8 $,填写调查机构规
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