GBT 34910.4-2017 海洋可再生能源资源调查与评估指南 第4部分 海流能

海洋可再生能源资源调查与评估指南第4部分：海流能2017-11-01发布2018-02-01实施IGB/T34910.4—2017前言 2规范性引用文件 13术语和定义 4海流能资源调查 14.1调查方案的制定 14.2技术指标 25海流能资源评估 45.1评估内容 45.2评估方法 5.3海流能资源技术可开发量等级划分 56海流能资源调查与评估报告 5ⅢGB/T34910《海洋可再生能源资源调查与评估指南》分为4个部分：——第1部分：总则；——第2部分：潮汐能；——第4部分：海流能。本部分为GB/T34910的第4部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由国家海洋局提出。本部分由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本部分起草单位：中国海洋大学、国家海洋技术中心、国家海洋标准计量中心。本部分主要起草人：郭佩芳、侍茂崇、石洪源、曹雪峰、武贺、吕忻、陈华、张瑞、周良明、1海洋可再生能源资源调查与评估指南第4部分：海流能GB/T34910的本部分规定了海流能资源调查、海流能资源评估及海流能资源调查与评估报告的编写。本部分适用于海流能资源调查与评估工作。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/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测GB/T12763.7海洋调查规范第7部分：海洋调查资料交换GB/T34910.1—2017海洋可再生能源资源调查与评估指南第1部分：总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。海水大规模相对稳定的流动。包括周期性的潮流和非周期性的海流。海水流动所具有的动能。单位时间内通过与海流方向垂直的单位面积的海水所具有的动能。海流断面平均功率theaveragecurrentpoweroncross-section某一时间段内通过与海流方向垂直断面的平均海流能。4海流能资源调查4.1调查方案的制定4.1.1确定调查海域区块4.1.1.1根据海流能调查的目的和要求，收集历史有关资料、查阅有关文献及报告。可收集的历史资料和文献报告包括：2a)历史上该区域观测的定点海流资料；b)该区域ADCP走航资料；c)与该区域有关的遥感、遥测的表层海流资料；d)再分析海流资料；e)用其他手段获得的海流资料；f)历史文献和研究报告。4.1.1.2在初步了解相关海域的海流能大致分布的基础上，确定海流能调查及其评估海域区块，宜特别关注海流能高值区块。4.1.2确定调查断面根据海流能的自然区域分布和海流能调查与评估的要求，合理确定若干调查断面，断面设计与该区域主流向垂直，保证其空间域上的代表性。调查断面宜包括调查区块的海流能高值断面。根据海流能的自然区域分布和海流能调查与评估的要求，合理确定各断面上的调查站位，以保证其在海流能断面空间分布的代表性。调查站位宜包括调查区块的海流能高值站位。站位的选择和布设按GB/T12763.2的规定。4.1.4制定观测计划观测计划至少包括以下内容：a)观测要素：其中，主要观测要素包括流速和流向，辅助要素包括水深、水温、波浪、风速和风b)调查仪器：宜使用当前国内外认可的调查仪器，如直读海流计、安德拉海流计或ADCP等；确定合适的测量方法，以适应海流的时空变化。调查仪器设备要求按GB/T34910.1—2017的有关规定执行；c)调查方式：可选择船只定点调查、锚碇浮标调查、走航调查和岸边高频地波雷达调查等；d)调查人员和时间：根据观测工作量确定调查人员，根据调查断面的海流时间分布确定调查时间；e)数据处理：海流、水深和温盐度数据的记录和处理，按照GB/T34910.1—2017、GB/T12763.2和GB/T12763.7的有关规定执行，处理后方可使用。海流数值模拟符合以下要求：a)海流数值模拟采用成熟海流数值模式进行。推荐使用三维海流数值模式。模式垂直分层数不少于表2中相应的调查层数，同时在评估海域有足够的水平分辨率，能充分、准确反映评估海域海流时空变化规律；b)海流数值模拟的开边界条件和风应力等外部条件科学合理，符合评估海域的实际情况；c)海流数值模拟前根据实际调查资料，对模式进行检验和必要的参数调整。4.2技术指标4.2.1观测单位与测量的准确度主要观测要素的观测单位与测量的准确度为：3a)流速：单位为厘米每秒(cm/s)。准确度见表1;b)流向：单位为度(°),正北为0°,顺时针计量，正南为180°。准确度见表1。辅助观测要素的观测单位与测量的准确度为：a)水深：单位为米(m)。记录取一位小数或准确度为±2%;b)水温：单位为摄氏度(℃)。准确度规定为两级：一级为±0.05℃;二级为±0.2℃;c)风速：单位为米每秒(m/s)。当风速不大于5.0m/s时，准确度为士0.5m/s;当风速大于5.0m/s时，准确度为±5%;表1海流观测的准确度流速水深m流速流向观测层次见表2。表2观测层次单位为米水深范围观测层次底层与临近标准层的最小距离表层，5,10,15,20,25,30,底层2表层，5,10,15,20,25,30,50,75,底层5表层，5,10,15,20,25,30,50,75,100,125,150,底层表层，10,20,30,50,75,100,125,200,300,400,500,600,700,800,1000,1200,1500,2000,2500,3000(水深大于3000m时，每千米加一层)底层注1:表层是指海面下3m以内的水层。注2:底层的规定如下：水深不足50m时，底层为离底2m的水层；水深在50m～200m范围内时，底层离底的距离为水深的4%;水深超过200m时，底层离底的距离，根据水深测量误差、海浪状况、船只漂移情况和海底地形综合考虑，在保证仪器不触底的原则下尽可能的靠近海底。注3:底层与相邻标准层的距离小于规定的最小距离时，可免测接近底层的标准层。注4:根据海洋能开发规划和发电装置设计的需求，可以适当增加调查层次。4.2.3观测时次与时长4.2.3.1海流能调查频次和长度，以查明调查海域海流能时空分布特征和满足评估工作为原则。根据海流的日不等、月不等现象及气候变化特征，设置不同观测频次和时长。4GB/T34910.4—20174.2.3.2定点连续调查的时间长度推荐15d,观测频次推荐20min。近岸浅水区域，在潮流涨急(落急)期间测量频次可加密，间隔为10min;远海深水区域，时间间隔可放宽至1h;根据季节特征，宜选择季度典型月进行调查。5海流能资源评估5.1评估内容海流能资源评估包括以下内容：a)海流能功率密度；b)海流能平均功率密度；c)海流断面平均功率；d)可能最大潮流流速；e)有效流时。5.2评估方法5.2.1海流能功率密度海流能功率密度按式(1)计算：P——功率密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);p——海水密度，单位为千克每立方米(kg/m³);v——海水水平流速，单位为米每秒(m/s)。5.2.2海流能平均功率密度海流能平均功率密度按式(2)计算：式中：Pm——某时间段内功率密度的平均值，单位为瓦特每平方米(W/m²)。5.2.3海流断面平均功率海流断面平均功率按式(3)计算：式中：PAvg——某一时间段内海流断面的平均功率，单位为瓦特(W);M——海流断面划分的计算网格数量；Pmi——海流断面的第i个网格的平均功率密度，单位为瓦特每平方米(W/m²);A;——海流断面的第i个网格面积，单位为平方米(m²)。5.2.4可能最大流速在潮流占优海域：规则半日潮海区的可能最大流速按式(4)计算：Vmax=1.295Vm₂+1.245Vs₂+Vk₁+Vo₁+Vm₄+Vus₄…(4)规则全日潮海区的可能最大流速按式(5)计算：Vm=Vw₂+Vs₂+1.600Vk,+1.450Vo,不规则半日潮流和不规则全日潮流海区采用式(4)和式(5)中的较大值。式中：Vmax——可能最大流速，单位为米每秒(m/s);5.2.5有效流时计算一年中海流流速大于0.5m/s的累计小时数，即海流能资源开发的有效时间，简称有效流时。5.3海流能资源技术可开发量等级划分根据调查的海流能能量指标要素，将海流能资源划分等级分为丰富区、较丰富区、可利用区和贫乏区四类，见表3:表3资源区划等级区划等级丰富区较丰富区可利用区贫乏区区划类别编号1234大潮年平均功率密度P/(kW/m²)P≥88>P≥44>P≥0.8P<0.8最大流速参考值V/(m/s)V≥2.52.5>V≥22>V≥1.2