GB/T 39571-2020 波浪能资源评估及特征描述.pdf

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J。的最大值记为J可max,表示方向上传播的J的最大值, 注1:只有在分解方向具有正贡献的」才对方向分解」有贡献值。 注2:计算θ的余弦时,角度需转换为弧度。

定义J。的最大值对应的方向为のmx。 注:,与f,相关,0jmx和,之间可能存在显著的差异, 由于,高度不稳定,也无法代表波浪能传播方向,因此不宜使用,来评估波浪能资源。

JGJT 442-2019标准下载9.2.6.3方向系数

d可按公式(17)计算:

9.2.7波浪系统分解

给定时间和地点的波浪场可分解为一系列波浪系统,这些波浪系统由海面某处正在发生或已经发 生的风引起。测量和模拟获得的波谱分解可用于分析构成主体波浪场的不同波浪系统。可分别计算这 些分解波浪系统的特征参数,并通过这些特征参数来估算不确定度(见9.5)。这种方法将增加模型验证 结果的可信度。若波浪能资源评估中采用波浪系统分解,所使用的方法和结论应记录在资源评估技术 报告(见10.3)。

E。应基于假设的谱型进行计算 如果没有可用的方向信息,则波浪资源评估中可以忽略方向分解的了及其相关参数

应计算所有波浪能资源特征值的年、月统计值,应至少包括下列统计 ·u; ·6; ·中值或第50百分位数; ·第10百分位数; ·第90百分位数: ·最大值; ·最小值; . MV(b)

应计算所有波浪能资源特 ·u; .6; ·中值或第50百分位数; ·第10百分位数; ·第90百分位数; ·最大值; ·最小值; . MV(p)

区。可通过公式(20)计算!

6应按公式(21)进行计算:

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p有N个数据,由小到大排列为p[1]、p[2]...p[N],与第α百分位数临近的排列序数为 分为R,I、R可根据公式(22)进行计算,其中0

N 100+2=I+R

p[1]=1.3;p[2]=1.4;p[3]=1.5; p[4]=1.6;p[5]=1.8;[6]=2.1。 将 N=6: #=90 代人公式(22),得:

MV()可按公式(24)进行计算

9.5资源评估的不确定度

不确定度评定的目的是量化波浪资源评估的不确定度。波浪资源评估中至少应考虑表11中所列 出的不确定度类别,并在资源评估技术报告中写明 测量不确定度(见附录G)应描述与测量的波浪数据相关的所有不确定因素,而这些波浪数据是用 资源评估时数值模型验证或MCP法使用;这包括与测量物理环境有关的不确定度和从测量数据导 出谱和海况特征特征值的不确定度。模拟不确定度应描述基于资源评估的波谱模型输出和/或MCP 去输出结果的不确定因素。长期不确定度(参见附录H)与研究区域内波候的长期变化、数值模拟或分 所所选取的周期相关,该周期并不能完全反映研究区域内的长期波候或波浪能项目生命周期内的波候。 在适当的情况下,应按GB/T27418、ASMEV&V20中的规定计算不确定度。用于计算波浪资源 平估不确定度的所有方法,程序和假设应通过验证并给出明确的报告。 注:资源评估的不确定度计算是非常复杂的,目前没有明确的程序适用于本标准

表11不确定度的类别

资源评估技术报告应记录评估工作的具体方法和主要结论。报告内容应包含波浪能资源在研究区 成内的空间变化特征和指定站点处的时间变化特征。资源评估技术报告宜按10.3的规定进行编写 同时,应建立研究成果数据库,

10.2研究站点的选择

应在研究区域内选择一些指定站点作为研究站点。若采用MCP方法,应将所有测量位置作为 站点;若采用波浪数值模拟方法,研究站点位置宜与建模使用的网格点位置保持一致。对于这些研 点,应在报告中对其波浪能资源特征值进行更为详细的描述。 注:通常在波浪资源评估中会有一个以上的研究站点

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0.3.1应编制一份书面技术报告用以记录资源评估工作采用的具体方法和获得的主要结论。该报告 包含以下内容: a) 资源评估的等级和目标; b) 预期数据分辨率及不确定度; c 研究区域描述; d) 作为评估基础的原数据概要,包括数据来源; e 波浪数值模型方法描述; f) MCP方法描述(使用MCP方法时); g) 模型输入前的准备; h) 模型调参与校正; i) 模型验证使用数据; j 模型验证过程和验证结果; k) 模型输出结果分析; 1) 长期波浪能资源特征的评估; m) 结果陈述; n 基本假定; 0) 不确定度评定; P) 评估工作局限性讨论(未考虑到的各项因素); q 与资源评估有关的其他需全面了解的方法和成果信息。 0.3.2 技术报告宜包括一个关于资源评估主要研究成果的概要,概要篇幅介于2~4页,并将一些专 技术性语言转换成易于被非技术用户理解的信息

10.5研究区域波浪能资源特征值展示

当存在波浪能资源特征值空间变化信息时(使用MCP方法时除外),技术报告中应包含一套图 图要求和宜采用的特征值见表12。使用的地图分辨率应与模型计算网格的分辨率一致。对于较 或和/或复杂区域,可能需要不同比例尺的地图。报告中宜采用彩色等值线图来展示波浪能资源的

表12需要存档和图示的波浪能资源特征参数

注1:“应”表示“应存档和图示的波浪能资源特征参数” 注2:“宜”表示“宜存档和图示的波浪能资源特征参数” 注3:“一”表示不适用。

10.6研究站点波浪能资源特征值展示

99.9%的波浪状态。表格单元中出现频率小于0.0 现次数,例如“×2”代表单元的数据出现了2次。 b 用图和/或表的形式反映下列参数长期月平均值的 1)Hmo ; 2) T。; 3)J(参见图F.1); 4)J oJmax c) 反映数据长期联合分布特征的年度波浪能玫瑰图 1)Jejmax(参见图F.2); 2)0 1mx 0

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C.1敏感性分析和敏感要素判定

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敏感性分析用于判断数值模型的有关要素对波浪资源评估的影响程度。 若某要素对波浪能资源评估结果产生显著影响,则称该要素为敏感要素。若某要素对波浪能资源 评估结果影响较小,则为非敏感要素,可在数值模型中将其剔除 敏感性分析可采用多种不同的方法实现,本附录中的敏感性分析方法适用于快速地判定某要素对 于数值模拟是否有显著影响。如果其他方法也能达到同样的效果,也同样适用

根据波浪能资源评估等级(见第5章),宜使用值条件(参见表C.1)来判定影响程度,如果剔除模 型参数的影响大于阈值,则认为该要素对模型有显著影响

表C.1宜采用的敏感性阅值

若数值模型的某要素对J和H均产生显著影响的海况占总海况样本的百分比小于表C.2 國值,则认为该要素为非敏感要素,

表C.2宜采用的非敏感条件

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自1957年起,Gelci等提出了第一个海浪谱数值计算模型(即DSA模型)。自Gelci等人的开创性 工作之后,20世纪60年代发展起来的第一代海浪模型避开了显示地模拟完全的能量平衡这一问题,这 些模型通常假设波的各分量达到饱和状态时,突然停止增长。第一代海浪模型过高地估计了风的能量 输人,未考虑非线性波浪相互作用。

20世纪70年代,广泛的波浪成长试验以及风输人给波浪能量的直接观测,改变了作为第一代模型 基础的能量平衡观点,产生了第二代海浪模型。第二代海浪模型采用简化的参数化形式的非线性波浪 相互作用,

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波浪破碎是波浪自深水传问海岸时,由于水深逐渐变小,当深度浅至一定程度时,波浪发生显著演 化。在理论分析与观测中,判断波浪破碎的指标有三个: a)运动学判据,指波面水质点水平速度超过波相速时发生波浪破碎,此情形下水质点将沿水平方 可脱离波面; b) 动力学判据,是波峰水质点铅直加速度超过某临界值时发生波浪破碎,水质点将沿铅直方向 脱离波面; c)几何的判据,波面几何形状的特征量超过某临界值时发生波浪破碎 近岸波的波面濒于破碎的空间连线称为碎波线,通常以碎波线的位置来确定碎波带(区)。在较浅 水域,波浪能资源会受到波浪破碎影响强烈,因对当时的波况、水位的变化(由于潮汐,风暴潮和其他因 索的影响)、近岸流,甚至地形的时间变化(例如,由于沙坝的迁移)高度敏感,很难进行准确的数值模拟 只有最复杂的波谱模型才可较可靠预测碎波区内的波况。为了可以成功模拟,这种模型需要整个碎波 区详细的水深,以及随时间变化的水位、人射波条件、近岸流和地形等详细可靠的信息。 碎浪波高与破碎深度的关系可参考参考文献6

在有波浪破碎发生的浅水海域,预测准确度可接受的波况可能存在困难。一种可接受的替代方案 是将资源评估限制在不发生波浪破碎的位置,为了简单起见,在大多数情况下可将其视为在大于16m 的水深区域,此时16m等深线宜明确标注,宜将这种简化的方法用于所有1级和2级资源评估中。若 限制水深不为16m,被排除的区域浅水深度宜适当标注。 注1:波况不受随海底坡度和波周期变化的波浪破碎影响的区域。水深大于16m时,Hm超过7m的海面状态通 常不受浅水波浪破碎的影响。 注2:波候极端恶劣的地区可能需要更深的限制深度。例如16m等深线处,7m的Hmo年累积波浪能超过全年 的1%。 设计阶段可尝试将资源评估扩展到深度受限的波浪破碎频繁发生的较浅的水域。在这种情况下, 宜采用包括合理的波浪非线性和深度受限波浪破碎过程的波谱模型来预测近岸区域波况的时空变化。 该模型以合理的精度模拟的破碎带波高衰减的能力宜经科学可靠的方法证实。宜明确规定最小水深, 排除较浅区域。 尚装卫

宜收集整个碎波带高分辨率的海底 积物组成,并且有证据表明海 形可能随时间推移而显著变化,则宜在数值模拟波况时增加随时间变化的海底地形

若由潮汐和风暴潮引起的随时间变化的水位对近岸波浪能资源影响显著,则数值模拟时宜加人随 时间变化的水位。无论通过敏感性分析还是科学推理,若证明它们的影响可忽略不计,则就可以省略这 些过程。 由潮汐导致的水位随时间的波动,可通过附近海洋站的潮汐数据或测量的数据进行估测。如果没 有可用的实测数据,可依据数值模型模拟潮波在该区域的传播过程。由风暴潮引起的水位波动,可通过 附近站点的水位测量数据分析获得,否则可能需要风暴潮数值模型预报水位波动。 注:风暴潮是与低压系统相关的局部短时性增加的水位,主要是由强风吹向海面引起的。 波浪增减水对波浪能资源评估并不重要。但是,如果有证据表明波浪增减水显著影响了波浪能资 源,则宜将其纳入资源评估中

在潮流相对强的近岸区,潮流可能会对整个碎波区的波高衰减方式产生显著影响。潮汐、外流河、 潮汐通道的流出(或流人)、波浪引导的沿岸流和激流,这些中的一个或多个的组合形成了强的近岸流循 环。如研究区域任何位置的由这些因素导致的平均流速超过1.5m/s,波浪数值模型中宜增加流的 影响。

宜使用测量数据验证近岸区域(碎波区)的波浪数值模拟结果(见7

尽管有上述规定,很可能在碎波区内预测的波况将比在没有碎波发生的较深水区预测的波况更不 角定。宜估计和适当注意可能增加的不确定度(见9.5)

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附录G (规范性附录) 测量不确定度评定

附录G (规范性附录) 测量不确定度评定

波浪能资源评估应进行测量不确定度评定。测量不确定度,简称不确定度,即利用可获得的信息, 表征赋予被测量量值分散性的非负参数。波浪能资源应按GB/T27418的规定进行不确定度评定。 GB/T27418给出了两种类型的标准不确定度,对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方 法进行的测量不确定度分量的评定,简称A类评定;用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不 确定度分量进行的评定,简称B类评定。这两类不确定度都以标准差的形式表示,称为标准不确定度。

波浪能资源由大量参数定义,每个参数都具有不确定度,不确定度评定至少应包括Hmo、T。和 表G.1)

江苏省装配式建筑综合评定标准(202005最新最终发布稿).pdf表G.1不确定度参数列表

如果采用A类不确定度评定,应描述测量和分析方法;如果采用B类不确定度评定,应 准差

GB/T 39571—2020附录H(资料性附录)长期不确定度实例H.1波浪能流密度变化实例H.1.1区域波浪能流密度年际变化图区域J年际变化是一定区域内年平均J在年际间的变化状况。图H.1为X区域J年际变化图示例。140 7120604020年图H.1××区域波浪能流密度年际变化图示例H.1.2站位波浪能流密度年际变化图图H.2所示是福建二号浮标站的J年际变化图示例。30 251510年5年图H.2福建二号浮标站(FJ02)波浪能流密度年际变化图示例H.1.3平均绝对误差和最大误差表H.1是图H.1中区域和图H.2中福建二号浮标(FJ02)数据3年、5年和10年的J滑动平均分别与整个数据集波浪能的平均值比较计算得到的平均绝对误差和最大误差。36

GB/T39571—2020表H.1我国海测点和福建二号浮标数据集3年、5年和10年的波浪能平均值间的平均绝对误差和最大误差比较XX区域福建二号浮标站多年平均值平均绝对误差最大误差平均绝对误差最大误差%%%%3年平均6.4618.978.7422.925年平均4,1410.917.4916.2910年平均2.513.965.139.11H.22自然气候变化自然气候变化是指年平均J受自然气候影响的长时期内的变化。图H.3显示了位于中国江苏沿海的响水波浪测站的年均、5年平均、10年平均和20年平均的J变化。1. 8()1. 61. 41. 21. 00. 80. 6平均5年10年·20年年图H.3响水波浪测站波浪能的1年、5年、10年和20年移动平均值参考文献[9提出由于长期气候的变化,即使有50年的观测数据,也无法对某一指定海域准确建模并精准预估J变化趋势。参考文献[10]提出,中国南海冬季H的主导模态存在显著的年代际和年际变化特征,空间模态呈海盆一致模,异常中心位于吕宋海峡西侧。在年代际尺度上,Hm从负位相转变为正位相主要受太平洋10年涛动(PDO)对东亚冬季风的调制作用影响:在年际尺度上,波高变率与秋季和冬季的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)有很显著的负相关性。因此,除了通过10年平均评估量化方法考察某一位置处的波浪能资源年际变化以外,确定该站点是否受到长期气候变化影响也同样重要,这一长期气候变化的影响可能在采用10年平均评估量化方法的观察结果中并不明显。H.3人致气候变化除去由于受到气候变化影响而导致的波候的“自然”变化率,人致因素例如温室气体的排放对波候37

产生的影响也非常重要

除此之外,对于每个测站来说了解其 候变化的影响也很重要。这些长期气候变化的 响有可能在波浪能资源的10年评 然无法体现

【河北图集】12S6:中水与雨水利用工程(带书签)GB/T395712020

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