山東半島藍黃兩區(qū)海域風(fēng)能、波浪能資源數(shù)值評估

【摘要】：山東省自然資源豐富,人口眾多,經(jīng)濟發(fā)展勢頭強勁,隨著國務(wù)院《黃河三角洲高效生態(tài)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》和《山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》的相繼批復(fù),山東半島藍黃兩區(qū)的發(fā)展建設(shè)提升到國家戰(zhàn)略層面,今后一個時期,該區(qū)域的發(fā)展將面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。化石能源無節(jié)制的開發(fā)利用,導(dǎo)致全球氣候變暖、霧霾天氣增多、環(huán)境問題日益尖銳,隨著煤炭、石油資源的枯竭,清潔可再生能源替代傳統(tǒng)能源成為當(dāng)前能源發(fā)展的重要方向。山東半島藍黃兩區(qū)海域面積廣闊、海岸線綿長、海洋能資源蘊藏豐富,如何合理的開發(fā)利用該區(qū)域的海洋能資源成為該區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題。本文選取了山東半島藍黃兩區(qū)海域的風(fēng)能和波浪能進行資源評估。從1990至2011年共22年的風(fēng)場數(shù)據(jù)中分別提取出所需要的各類數(shù)據(jù),采用平均風(fēng)速、有效風(fēng)時、風(fēng)功率密度、風(fēng)能資源等級劃分和風(fēng)能資源總儲量五個方面作為評估參數(shù),全面評估了山東半島藍黃兩區(qū)海域的風(fēng)能資源,并且分析了不同季節(jié)、一天中不同時刻的風(fēng)功率密度和風(fēng)速變化情況。利用SWAN模型模擬計算出由風(fēng)場驅(qū)動的西太平洋海域的波浪情況,后嵌套到山東半島海區(qū),計算出波高、周期、波向等波要素,并結(jié)合相關(guān)站點的實測波浪數(shù)據(jù)進行驗證,證明SWAN模擬出的波浪數(shù)據(jù)準確可用。隨后采用波功率密度、波浪能資源等級劃分和波浪能資源總儲量三個方面進行評估,全面評估了山東半島藍黃兩區(qū)的波浪能資源。選取威海成山頭、青島齋堂島和煙臺蓬萊港為例,通過提取該點的波浪數(shù)據(jù)繪制其春、夏、秋、冬四個季度的波浪玫瑰圖,可以清楚地分析出不同季節(jié)各個方向各類波高出現(xiàn)的頻率,為工程設(shè)計提供依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：山東半島 海洋風(fēng)能 波浪能 資源數(shù)值評估
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P743.2;TK81
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 風(fēng)能資源數(shù)值模擬和評估現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 波浪能資源數(shù)值模擬和評估現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文的主要工作16-19
• 2. 山東半島水文氣象條件19-22
• 2.1 氣象特征19-20
• 2.1.1 溫度19
• 2.1.2 濕度19
• 2.1.3 氣壓19
• 2.1.4 風(fēng)況19-20
• 2.1.5 降水20
• 2.1.6 霧況20
• 2.2 水文特征20-22
• 2.2.1 波浪20-21
• 2.2.2 潮汐與潮流21-22
• 3. 風(fēng)能資源數(shù)值評估22-36
• 3.1 風(fēng)場資料22-23
• 3.1.1 風(fēng)場資料簡介22
• 3.1.2 模型模擬結(jié)果驗證22-23
• 3.2 風(fēng)能資源評估指標與計算方法23-26
• 3.2.1 平均風(fēng)速23-24
• 3.2.2 有效風(fēng)時24
• 3.2.3 風(fēng)功率密度24-25
• 3.2.4 風(fēng)能資源等級劃分25
• 3.2.5 風(fēng)能資源總儲量25-26
• 3.3 計算結(jié)果與分析26-36
• 3.3.1 風(fēng)速的日變化26-28
• 3.3.2 有效風(fēng)時28
• 3.3.3 風(fēng)功率密度分布情況28-34
• 3.3.4 風(fēng)能等級劃分34-35
• 3.3.5 風(fēng)能總儲量35-36
• 4. 波浪能資源數(shù)值評估36-67
• 4.1 SWAN模型理論36-44
• 4.1.1 SWAN模型理論簡介36-37
• 4.1.2 SWAN模型主控方程37-38
• 4.1.3 各個物理過程38-44
• 4.2 波浪數(shù)值模擬44-49
• 4.2.1 SWAN模型參數(shù)設(shè)置44-46
• 4.2.2 模擬結(jié)果驗證46-49
• 4.3 波浪能資源評估指標與計算方法49-51
• 4.3.1 波功率密度49-50
• 4.3.2 波浪能資源等級劃分50
• 4.3.3 波浪能資源總儲量50-51
• 4.4 計算結(jié)果與分析51-59
• 4.4.1 波功率密度分布情況計算結(jié)果與分析51-57
• 4.4.2 波浪能等級劃分情況計算結(jié)果與分析57-59
• 4.4.3 波浪能資源總儲量計算結(jié)果與分析59
• 4.5 波浪能重點利用區(qū)域評估59-67
• 4.5.1 威海成山頭附近海域60-62
• 4.5.2 青島齋堂島附近海域62-64
• 4.5.3 煙臺蓬萊港附近海域64-67
• 5. 結(jié)論和展望67-69
• 5.1 本文研究工作的主要結(jié)論67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 個人簡歷73

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