HYT 182-2015 海洋能计算和统计编报方法

中华人民共和国海洋行业标准海洋能计算和统计编报方法Methodologyofoceanenergycalculationandst2015-07-30发布I 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4测算要素 5海洋能计算 6编报方法 参考文献 Ⅲ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：国家海洋技术中心。1海洋能计算和统计编报方法1范围本标准规定了潮汐能、潮流能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海洋风能的计算、统计及编报本标准适用于潮汐能、潮流能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海洋风能普查中对能量的计算及统计。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/T12460—2006海洋数据应用记录格式HY/T023中国海洋站代码HY/T042海洋仪器分类及型号命名办法JTS145-2-2013海港水文规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。日平均潮差averagedailytidalrange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，日低潮潮高合计之和除以实有低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。水道waterways水体沿狭长凹地流动的通道。海面波峰线上具有相同波浪特征区域的长度。4测算要素4.1潮汐能的测算要素潮汐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。24.3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算要素为盐度、淡水径流量。4.6海洋风能的测算要素海洋风能的测算要素为风速、风向。5海洋能计算5.1潮汐能计算按正规半日潮、正规全日潮、混合潮3种不同潮型，计算潮汐能公式如下：海域的潮汐能日平均理论功率可按式(1)计算： (1)N——潮汐能日平均理论功率，单位为千瓦(kW);F——海域面积，单位为平方千米(km²);λ——潮汐系数，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，混合潮型时取海域的潮汐能年理论蕴藏量可按式(2)计算： (2)E——潮汐能年理论蕴藏量，单位为千瓦时(kW·h);F——海域面积，单位为平方千米(km²);λ——潮汐系数，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，混合潮型时取运用潮汐能计算公式，可按下列公式统计潮汐能月平均理论功率、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：3N;=225FA? (4) (5) (6) (8)4式中：V——该时间段内的平均流速，单位为米每秒(m/s);L——水道的宽度，单L·H——水道的截面积，单位为平方米(m²)。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： (9)p——海水密度，单位为千克每立方米(kg/m³);n——测点数；V;——测点i流速，单位为米每秒(m/s);S;——测点i所代表的水道局部面积，是断面面积，单位为平方米(m²)。5.3波浪能计算二维规则波的波浪能功率密度等于能量密度和群速的乘积，可按式(10)计算：F——波浪能功率密度，单位为千瓦每米(kW/m);pg—海水容重取10.05×10°,g取9.81m/s²,单位为千牛每立方米(kN/m²);λ——波长，单位为米(m);sinh——双曲正弦函数。水深大于1/2波长的深水不规则波的波浪能功率密度，可按式(11)计算：F≈0.5×Hia×T (11)F——波浪能功率密度，单位为千瓦每米(kW/m);计算某区段的波浪能平均理论功率可按式(12)计算：5N=FL…………N——代表区段的波浪能平均理论功率，单位为千瓦(kW);F——波浪能平均功率密度，单位为千瓦每米(kW/m);L——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： (13)下波浪能月(年)平均功率密度，单位为千瓦每米(kW/m);F;——每小时波浪能功率密度，单位为千瓦每米(kW/m);m——月(年)累计小时数。5.4海洋温差能计算5.4.1海洋温差能计算公式海水中的温差能平均密度可按式(14)计算：e=pC△T (14)式中：e——海水温差能平均密度，单位为千焦耳每立方米(kJ/m³);p——海水密度，单位为千克每立方米(kg/m³);C——海水比热，单位为千焦耳每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];△T——上层温海水温度与深层冷海水温度的差，单位为摄氏度(℃)。海水中的温差能蕴藏量可按式(15)计算： (15)E——温差能蕴藏量，单位为千焦耳(kJ);e——海水温差能平均密度，单位为千焦耳每立方米(kJ/m³);5.5海洋盐差能计算海水中的盐差能平均理论功率可按式(16)计算：N=πQ (16)式中：N——盐差能平均理论功率，单位为瓦(W);Q——淡水径流量，单位为立方米每秒(m³/s)。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(17)得出：π=iCRT (17)6π——渗透压，单位为焦耳每立方米(J/m³);i——范特荷夫系数，对海水此值接近电离数2;C——液体的体积摩尔浓度，单位为摩尔每升(mol/L);R——摩尔气体常数，取8.314,单位为焦耳每摩尔开尔文[J/(mol·K)];实际海水的渗透压通常采用式(18)～式(21)计算： (18) (19) (20) (21)π——渗透压，单位为焦耳每立方米(J/m³);π₀——海水0℃时渗透压；△T₈——海水冰点下降值；5.6海洋风能计算5.6.1海洋风能计算公式风功率密度是与风向垂直的单位面积中风所具有的功率，设定时段的平均风功率密度可按式(22)式中：Dwp——平均风功率密度，单位为瓦每平方米(W/m²),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；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： (23)p——空气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);R——气体常数(287J/kg·K);T——气温的绝对温度，单位为开尔文(Kb)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：p=(353.05/T)exp-0.034(s/T) (24)7式中：p——空气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);T——气温的绝对温度，单位为开尔文(K);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：Dwe——风能密度，单位为瓦小时每平方米(W·h/m²);p——空气密度，单位为千克每立方米(kg/m³);t,——某扇区或全方位第；个风速区间的风速持续的时间，单位为小时(h)。运用海洋风能计算公式，可按下列公式统计海洋风能日平均密度、月平均密度与年平均密度。日平均风能密度可按式(26)计算：Dwep——日平均风能密度，单位为瓦小时每平方米(W·h/m²);Dwe;——每小时平均风能密度，单位为瓦小时每平方米(W·h/m²)。月平均风能密度可按式(27)计算：Dwem——月平均风能密度，单位为瓦小时每平方米(W·h/m²);Dwep——日平均风能密度，单位为瓦小时每平方米(W·h/m²)。年平均风能密度可按式(28)计算：Dwey——年平均风能密度，单位为瓦小时每平方6编报方法6.1潮汐能编报潮汐能数据文件名命名规则如下，CXNYYYYMM.代码)。海洋站站名代码应符合HY/T023中的规定。潮汐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。811当前记录标识，‘1’下记录类型2资料类型卡3站名48度2分300.0～59.9,10～11位为整数填“N”或“S”度3分300.0～59.9,17～18位为整数1填“E”或“W”观测时间年4月26区域代码2时区5时区代码表2潮汐数据记录当前记录标识，填‘2’下记录类型232观测日，01～31日平均潮差54日高(低)潮潮高合计之和除以实有高(低)潮个数为日平均高(低)潮潮高，之差为日平均潮差m94××××,按潮汐能日平均理论功率公式计算表3潮汐能说明记录1当前记录标识，总填‘5’下记录类型21续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘5’或‘1’3说明4根据备注栏的实际内容，用英文或汉字记录。包括调96.2潮流能编报潮流能数据文件名命名规则如下，CNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC为站名代码)。潮流能数据文件包括表头记录、数据记录和说明记录，格式见表4～表6。表4潮流能表头记录1当前记录标识，填‘1’下记录类型2国家32应符合GB/T12460—2006表B.1调查海区53站名88度2分2秒300.0～59.0,20～21位为整数填‘N’或‘S’度3分2秒300.0～59.0,29～30位为整数填‘W’或‘E’年45m5m时区5时区代码表5潮流能数据记录11当前记录标识，填‘3’下记录类型2年32月5201～12,本记录第一组流向流速的观测月日7201～31,本记录第一组流向流速的观测日观测点面积S;96××××.××,9～12位为整数位，13～14位为小数位3××××××××.××,18～25位为整数位，26～27W表6潮流能说明记录11当前记录标识，总填‘5’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘5’或‘1’3说明4根据备注栏的实际内容，用英文或汉字记录。包括调6.3波浪能编报波浪能数据文件名命名规则如下，BNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC为站名代码)。波浪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7~表7波浪能表头记录1当前记录标识，填‘2’下记录类型2资料类型卡344度82分3填“N”或“S”度3分3填“E”或“W”年4月2时区5时区代码表8波浪能数据记录1当前记录标识，填‘2’下记录类型2日32时5273××.×,7～8为整数位，9为小数位m3××.×,10～11位为整数位，12位为小数位S功率密度8×××××.×××,13～17位为整数位，18～20位为表9波浪能说明记录11当前记录标识，总填‘5’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘5’或‘1’3说明4根据备注栏的实际内容，用英文或汉字记录。包括调6.4海洋温差能编报海洋温差能数据文件名命名规则如下，WNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC为站名代码)。温差能数据文件包括表头记录、数据记录和说明记录，格式见表10～表13。表10海洋温差能表头记录——航次信息当前记录标识，填‘1’下记录类型21续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘2’海区38时区5时区代码表11海洋温差能表头记录——站位信息1当前记录标识，填‘2’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘3”38$$$$$$$$,填写调查机构规定站号度2分2秒31填“N”或“S”度3分2秒300.0～59.0,24～25位为整数填“E”或“W”年4月日2表12海洋温差能数据记录1当前记录标识，填‘3’下记录类型2135××.×××,3～4位为整数位，5～7位为小数位℃85××.×××,8～9位为整数位，10～12位为小数位℃表13海洋温差能说明记录1当前记录标识，总填‘5’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘5’或‘1’3说明4根据备注栏的实际内容，用英文或汉字记录。包括调6.5海洋盐差能编报温差能数据文件名命名规则如下，YNYYYYMM.CCC(YYYYMM表示年月，CCC为站名代码)。温差能数据文件包括表头记录、数据记录和说明记录，格式见表14～表17。表14海洋盐差能表头记录——航次信息1当前记录标识，填‘1’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘2’海区38时区5时区代码表15海洋盐差能表头记录——站位信息1当前记录标识，填‘2’下记录类型2续接本记录的下一行记录的类型标识，填‘3’38度2分2秒300.0～59.0,15～16位为整数填“N”或“S”度3分2秒300.0～59.0,24～25位为整数填“E”或“W”年4月2日2表16海洋盐差能数据记录11当前记录标识，填‘3’下记录类型21‘1’37××××××.×,3～8位为整数位，9位为小数位5×××.××,10位正负位(0,1),11～113～14位为小数位℃4××.××,15～16位为整数位，17～18位为小数位××××××××.×××,19～27位为整数位，28~W表17海洋盐差能说明记录11当前记录标识，总填‘5’下记录类型2续接本记录的