HYT 182-2015 海洋能計算和統(tǒng)計編報方法

中華人民共和國海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)海洋能計算和統(tǒng)計編報方法Methodologyofoceanenergycalculationandst2015-07-30發(fā)布I 1范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4測算要素 5海洋能計算 6編報方法 參考文獻(xiàn) Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由國家海洋技術(shù)中心提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC283)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國家海洋技術(shù)中心。1海洋能計算和統(tǒng)計編報方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了潮汐能、潮流能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海洋風(fēng)能的計算、統(tǒng)計及編報本標(biāo)準(zhǔn)適用于潮汐能、潮流能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海洋風(fēng)能普查中對能量的計算及統(tǒng)計。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T12460—2006海洋數(shù)據(jù)應(yīng)用記錄格式HY/T023中國海洋站代碼HY/T042海洋儀器分類及型號命名辦法JTS145-2-2013海港水文規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。日平均潮差averagedailytidalrange日高潮潮高合計之和除以實有高潮個數(shù)為日平均高潮潮高，日低潮潮高合計之和除以實有低潮個數(shù)為日平均低潮潮高，日平均高潮潮高與日平均低潮潮高之差為日平均潮差。水道waterways水體沿狹長凹地流動的通道。海面波峰線上具有相同波浪特征區(qū)域的長度。4測算要素4.1潮汐能的測算要素潮汐能的測算要素為潮位。4.2潮流能的測算要素潮流能的測算要素為流速、流向、水道寬度、水道水深。24.3波浪能的測算要素波浪能的測算要素為波高、周期和代表區(qū)段長度。4.4海洋溫差能的測算要素海洋溫差能的測算要素為水溫和溫海水平均體積。4.5海洋鹽差能的測算要素海洋鹽差能的測算要素為鹽度、淡水徑流量。4.6海洋風(fēng)能的測算要素海洋風(fēng)能的測算要素為風(fēng)速、風(fēng)向。5海洋能計算5.1潮汐能計算按正規(guī)半日潮、正規(guī)全日潮、混合潮3種不同潮型，計算潮汐能公式如下：海域的潮汐能日平均理論功率可按式(1)計算： (1)N——潮汐能日平均理論功率，單位為千瓦(kW);F——海域面積，單位為平方千米(km2);λ——潮汐系數(shù)，正規(guī)半日潮型時均按0.5取值，正規(guī)全日潮型時均按4取值，混合潮型時取海域的潮汐能年理論蘊藏量可按式(2)計算： (2)E——潮汐能年理論蘊藏量，單位為千瓦時(kW·h);F——海域面積，單位為平方千米(km2);λ——潮汐系數(shù)，正規(guī)半日潮型時均按0.5取值，正規(guī)全日潮型時均按4取值，混合潮型時取運用潮汐能計算公式，可按下列公式統(tǒng)計潮汐能月平均理論功率、年平均理論功率及年平均潮差。月平均理論功率可按式(3)計算：3N;=225FA? (4) (5) (6) (8)4式中：V——該時間段內(nèi)的平均流速，單位為米每秒(m/s);L——水道的寬度，單L·H——水道的截面積，單位為平方米(m2)。若沿某斷面有多點測流，則水道的潮流能功率可按式(9)計算： (9)p——海水密度，單位為千克每立方米(kg/m3);n——測點數(shù)；V;——測點i流速，單位為米每秒(m/s);S;——測點i所代表的水道局部面積，是斷面面積，單位為平方米(m2)。5.3波浪能計算二維規(guī)則波的波浪能功率密度等于能量密度和群速的乘積，可按式(10)計算：F——波浪能功率密度，單位為千瓦每米(kW/m);pg—海水容重取10.05×10°,g取9.81m/s2,單位為千牛每立方米(kN/m2);λ——波長，單位為米(m);sinh——雙曲正弦函數(shù)。水深大于1/2波長的深水不規(guī)則波的波浪能功率密度，可按式(11)計算：F≈0.5×Hia×T (11)F——波浪能功率密度，單位為千瓦每米(kW/m);計算某區(qū)段的波浪能平均理論功率可按式(12)計算：5N=FL…………N——代表區(qū)段的波浪能平均理論功率，單位為千瓦(kW);F——波浪能平均功率密度，單位為千瓦每米(kW/m);L——代表區(qū)段長度，單位為米(m)。波浪能月(年)平均功率密度可按式(13)計算： (13)下波浪能月(年)平均功率密度，單位為千瓦每米(kW/m);F;——每小時波浪能功率密度，單位為千瓦每米(kW/m);m——月(年)累計小時數(shù)。5.4海洋溫差能計算5.4.1海洋溫差能計算公式海水中的溫差能平均密度可按式(14)計算：e=pC△T (14)式中：e——海水溫差能平均密度，單位為千焦耳每立方米(kJ/m3);p——海水密度，單位為千克每立方米(kg/m3);C——海水比熱，單位為千焦耳每千克攝氏度[kJ/(kg·℃)];△T——上層溫海水溫度與深層冷海水溫度的差，單位為攝氏度(℃)。海水中的溫差能蘊藏量可按式(15)計算： (15)E——溫差能蘊藏量，單位為千焦耳(kJ);e——海水溫差能平均密度，單位為千焦耳每立方米(kJ/m3);5.5海洋鹽差能計算海水中的鹽差能平均理論功率可按式(16)計算：N=πQ (16)式中：N——鹽差能平均理論功率，單位為瓦(W);Q——淡水徑流量，單位為立方米每秒(m3/s)。淡水與海水間的滲透壓是海水鹽度和溫度的函數(shù)，隨著鹽度和溫度的增高而增大。同時，滲透壓還與海水的冰點溫度有關(guān)。一般滲透壓通過式(17)得出：π=iCRT (17)6π——滲透壓，單位為焦耳每立方米(J/m3);i——范特荷夫系數(shù)，對海水此值接近電離數(shù)2;C——液體的體積摩爾濃度，單位為摩爾每升(mol/L);R——摩爾氣體常數(shù)，取8.314,單位為焦耳每摩爾開爾文[J/(mol·K)];實際海水的滲透壓通常采用式(18)～式(21)計算： (18) (19) (20) (21)π——滲透壓，單位為焦耳每立方米(J/m3);π?——海水0℃時滲透壓；△T?——海水冰點下降值；5.6海洋風(fēng)能計算5.6.1海洋風(fēng)能計算公式風(fēng)功率密度是與風(fēng)向垂直的單位面積中風(fēng)所具有的功率，設(shè)定時段的平均風(fēng)功率密度可按式(22)式中：Dwp——平均風(fēng)功率密度，單位為瓦每平方米(W/m2),應(yīng)是設(shè)定時段內(nèi)逐小時風(fēng)功率密度的平均值，不可用年(或月)平均風(fēng)速計算年(或月)平均風(fēng)功率密度；a)如果風(fēng)場測風(fēng)有氣壓和氣溫的記錄，則空氣密度可按式(23)計算： (23)p——空氣密度，單位為千克每立方米(kg/m3);R——氣體常數(shù)(287J/kg·K);T——氣溫的絕對溫度，單位為開爾文(Kb)如果沒有風(fēng)場大氣壓力的實測值，空氣密度可以作為海拔高度(z)和氣溫(T)的函數(shù)，則空氣密度可按式(24)計算出估計值：p=(353.05/T)exp-0.034(s/T) (24)7式中：p——空氣密度，單位為千克每立方米(kg/m3);T——氣溫的絕對溫度，單位為開爾文(K);風(fēng)能密度是在設(shè)定時段內(nèi)與風(fēng)向垂直的單位面積中風(fēng)所具有的動能，風(fēng)能密度可按式(25)計算：Dwe——風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方米(W·h/m2);p——空氣密度，單位為千克每立方米(kg/m3);t,——某扇區(qū)或全方位第；個風(fēng)速區(qū)間的風(fēng)速持續(xù)的時間，單位為小時(h)。運用海洋風(fēng)能計算公式，可按下列公式統(tǒng)計海洋風(fēng)能日平均密度、月平均密度與年平均密度。日平均風(fēng)能密度可按式(26)計算：Dwep——日平均風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方米(W·h/m2);Dwe;——每小時平均風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方米(W·h/m2)。月平均風(fēng)能密度可按式(27)計算：Dwem——月平均風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方米(W·h/m2);Dwep——日平均風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方米(W·h/m2)。年平均風(fēng)能密度可按式(28)計算：Dwey——年平均風(fēng)能密度，單位為瓦小時每平方6編報方法6.1潮汐能編報潮汐能數(shù)據(jù)文件名命名規(guī)則如下，CXNYYYYMM.代碼)。海洋站站名代碼應(yīng)符合HY/T023中的規(guī)定。潮汐能數(shù)據(jù)文件包括表頭記錄、數(shù)據(jù)記錄和說明記錄，應(yīng)符合GB/T12460中的規(guī)定，格式見表1～表3。811當(dāng)前記錄標(biāo)識，‘1’下記錄類型2資料類型卡3站名48度2分300.0～59.9,10～11位為整數(shù)填“N”或“S”度3分300.0～59.9,17～18位為整數(shù)1填“E”或“W”觀測時間年4月26區(qū)域代碼2時區(qū)5時區(qū)代碼表2潮汐數(shù)據(jù)記錄當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘2’下記錄類型232觀測日，01～31日平均潮差54日高(低)潮潮高合計之和除以實有高(低)潮個數(shù)為日平均高(低)潮潮高，之差為日平均潮差m94××××,按潮汐能日平均理論功率公式計算表3潮汐能說明記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，總填‘5’下記錄類型21續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘5’或‘1’3說明4根據(jù)備注欄的實際內(nèi)容，用英文或漢字記錄。包括調(diào)96.2潮流能編報潮流能數(shù)據(jù)文件名命名規(guī)則如下，CNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC為站名代碼)。潮流能數(shù)據(jù)文件包括表頭記錄、數(shù)據(jù)記錄和說明記錄，格式見表4～表6。表4潮流能表頭記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘1’下記錄類型2國家32應(yīng)符合GB/T12460—2006表B.1調(diào)查海區(qū)53站名88度2分2秒300.0～59.0,20～21位為整數(shù)填‘N’或‘S’度3分2秒300.0～59.0,29～30位為整數(shù)填‘W’或‘E’年45m5m時區(qū)5時區(qū)代碼表5潮流能數(shù)據(jù)記錄11當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘3’下記錄類型2年32月5201～12,本記錄第一組流向流速的觀測月日7201～31,本記錄第一組流向流速的觀測日觀測點面積S;96××××.××,9～12位為整數(shù)位，13～14位為小數(shù)位3××××××××.××,18～25位為整數(shù)位，26～27W表6潮流能說明記錄11當(dāng)前記錄標(biāo)識，總填‘5’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘5’或‘1’3說明4根據(jù)備注欄的實際內(nèi)容，用英文或漢字記錄。包括調(diào)6.3波浪能編報波浪能數(shù)據(jù)文件名命名規(guī)則如下，BNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC為站名代碼)。波浪能數(shù)據(jù)文件包括表頭記錄、數(shù)據(jù)記錄和說明記錄，應(yīng)符合GB/T12460中的規(guī)定，格式見表7~表7波浪能表頭記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘2’下記錄類型2資料類型卡344度82分3填“N”或“S”度3分3填“E”或“W”年4月2時區(qū)5時區(qū)代碼表8波浪能數(shù)據(jù)記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘2’下記錄類型2日32時5273××.×,7～8為整數(shù)位，9為小數(shù)位m3××.×,10～11位為整數(shù)位，12位為小數(shù)位S功率密度8×××××.×××,13～17位為整數(shù)位，18～20位為表9波浪能說明記錄11當(dāng)前記錄標(biāo)識，總填‘5’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘5’或‘1’3說明4根據(jù)備注欄的實際內(nèi)容，用英文或漢字記錄。包括調(diào)6.4海洋溫差能編報海洋溫差能數(shù)據(jù)文件名命名規(guī)則如下，WNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC為站名代碼)。溫差能數(shù)據(jù)文件包括表頭記錄、數(shù)據(jù)記錄和說明記錄，格式見表10～表13。表10海洋溫差能表頭記錄——航次信息當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘1’下記錄類型21續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘2’海區(qū)38時區(qū)5時區(qū)代碼表11海洋溫差能表頭記錄——站位信息1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘2’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘3”38$$$$$$$$,填寫調(diào)查機構(gòu)規(guī)定站號度2分2秒31填“N”或“S”度3分2秒300.0～59.0,24～25位為整數(shù)填“E”或“W”年4月日2表12海洋溫差能數(shù)據(jù)記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘3’下記錄類型2135××.×××,3～4位為整數(shù)位，5～7位為小數(shù)位℃85××.×××,8～9位為整數(shù)位，10～12位為小數(shù)位℃表13海洋溫差能說明記錄1當(dāng)前記錄標(biāo)識，總填‘5’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘5’或‘1’3說明4根據(jù)備注欄的實際內(nèi)容，用英文或漢字記錄。包括調(diào)6.5海洋鹽差能編報溫差能數(shù)據(jù)文件名命名規(guī)則如下，YNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC為站名代碼)。溫差能數(shù)據(jù)文件包括表頭記錄、數(shù)據(jù)記錄和說明記錄，格式見表14～表17。表14海洋鹽差能表頭記錄——航次信息1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘1’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘2’海區(qū)38時區(qū)5時區(qū)代碼表15海洋鹽差能表頭記錄——站位信息1當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘2’下記錄類型2續(xù)接本記錄的下一行記錄的類型標(biāo)識，填‘3’38度2分2秒300.0～59.0,15～16位為整數(shù)填“N”或“S”度3分2秒300.0～59.0,24～25位為整數(shù)填“E”或“W”年4月2日2表16海洋鹽差能數(shù)據(jù)記錄11當(dāng)前記錄標(biāo)識，填‘3’下記錄類型21‘1’37××××××.×,3～8位為整數(shù)位，9位為小數(shù)位5×××.××,10位正負(fù)位(0,1),11～113～14位為小數(shù)位℃4××.××,15～16位為整數(shù)位，17～18位為小數(shù)位××××××××.×××,19～27位為整數(shù)位，28~W表17海洋鹽差能說明記錄11當(dāng)前記錄標(biāo)識，總填‘5’下記錄類型2續(xù)接本記錄的