山東半島波浪能資源的調(diào)查與模擬分析研究.pdf

1、波浪能作為一種無(wú)污染的可再生新能源,是海岸地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。開(kāi)發(fā)波浪能可以為沿岸地區(qū)的發(fā)展提供一定能源,降低化石能源的消耗量,減少環(huán)境污染。因此,近年來(lái),波浪能越來(lái)越多地受到各個(gè)沿海國(guó)家的重視。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)看,現(xiàn)階段投入一定的資金研究這些潔凈的、可再生能源,對(duì)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)有著十分重要的意義。山東半島地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),對(duì)能源的需求量較大,調(diào)查研究其附近海域的海洋能的分布情況,對(duì)山東半島的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著極其深遠(yuǎn)的意義。本文

2、主要對(duì)山東半島周邊海域的波浪及波浪能情況進(jìn)行了研究分析。
　　首先,本文運(yùn)用第三代波浪模型SWAN,以1996-2011年的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)對(duì)山東半島的波浪進(jìn)行了模擬,并將模擬結(jié)果與3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)值進(jìn)行了比較。比較結(jié)果顯示該模型對(duì)波浪的模擬效果良好。在確定波浪模擬的準(zhǔn)確性之后,本文對(duì)山東半島附近海域的波浪情況進(jìn)行了研究分析,得到了每個(gè)月、每個(gè)季度的最大和平均有效波高分布圖,為港口工程設(shè)計(jì)提供了參考數(shù)據(jù)。
　　其次,本文對(duì)Ki

3、m簡(jiǎn)化方法、深水簡(jiǎn)化方法和直接求解法三種波浪能求解方法進(jìn)行了比較分析。比較結(jié)果顯示,Kim簡(jiǎn)化方法和深水簡(jiǎn)化方法計(jì)算出的波浪能密度值都比直接求解法的計(jì)算值略大,并且Kim簡(jiǎn)化方法計(jì)算出的數(shù)值與直接求解法計(jì)算出的數(shù)值之間的偏差要大于深水簡(jiǎn)化法相應(yīng)的偏差;但,兩種簡(jiǎn)化方法與直接求解法之間都有很強(qiáng)的相關(guān)性,均可用來(lái)進(jìn)行波浪能的求解計(jì)算;此外,相較于直接求解法和深水簡(jiǎn)化方法,Kim簡(jiǎn)化方法的求解方式更為簡(jiǎn)單、快捷。
　　再次,本文對(duì)山東半

4、島波浪能的分布情況進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn),成山頭附近海域波浪能較為豐富。為進(jìn)一步探究山東半島波浪能的具體情況,本文選取了較有代表性的成山頭(位于半島東部)、黃河口三角洲(位于半島北部)和瑯琊臺(tái)(位于半島南部)三個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,得出了這3個(gè)地點(diǎn)處波浪能的月分布情況、波浪的主要來(lái)向、波浪能在各個(gè)方向上的分布情況及有效波高、波能周期與能量的聯(lián)合分布圖,為波浪能開(kāi)發(fā)裝置的布設(shè)和選取提供了依據(jù)。
　　最后,本文運(yùn)用Delft3D-SWA

5、N模塊研究了波浪發(fā)電裝置的布設(shè)對(duì)相應(yīng)海域波高和波生流流速的影響情況。研究發(fā)現(xiàn):布設(shè)波浪能發(fā)電裝置之后,其附近海域的波高將明顯變小,波生流流速也呈現(xiàn)出變小的趨勢(shì)。但,局部地區(qū)波生流流速會(huì)出現(xiàn)增大的情況。
　　這主要是由于該地區(qū)水深地形情況比較復(fù)雜。在布設(shè)波浪發(fā)電裝置之前,該區(qū)域會(huì)受到島嶼或者陸地的屏蔽。布設(shè)波浪發(fā)電裝置之后,波浪發(fā)生衍射,衍射后波浪的傳播方向會(huì)與波浪原來(lái)的傳播方向略有差異。島嶼或者陸地對(duì)這些衍射后的波浪的屏蔽作用較小