2023海上風(fēng)電場工程海洋水文評(píng)估技術(shù)規(guī)范

2023海上風(fēng)電場工程海洋水文評(píng)估技術(shù)規(guī)范--II-目 次總則 1術(shù)語 2基本規(guī)定 4基礎(chǔ)資料 5一般規(guī)定 5資料調(diào)查與收集 5要素觀測與獲取 6資料整理分析 5 水位 12一般規(guī)定 12評(píng)估方法 126 水流 14一般規(guī)定 14評(píng)估方法 147 波浪 16一般規(guī)定 16評(píng)估方法 168 泥沙 25一般規(guī)定 25評(píng)估方法 259 海冰 26一般規(guī)定 26評(píng)估方法 2610 其他 27海水溫度 27海水鹽度 2710.3 內(nèi)波 2710.4 海生物 28附錄A IFORM方法推算平均風(fēng)速條件下50年重現(xiàn)期有效波高 29附錄B 閾值法推算不同重現(xiàn)期極值要素 33--III-ContentsGeneralProvisions 1Terms 2BasicRules 4BasicData 5GeneralRequirements 5DataInvestigationandCollection 5ElementObservationandAcquisition 6Dataorganizationandanalysis 12GeneralRequirements 12EvaluationMethods 12Current 14GeneralRequirements 14EvaluationMethods 1416GeneralRequirements 16EvaluationMethods 16Sediment 25GeneralRequirements 25EvaluationMethods 25SeaIce 26GeneralRequirements 26EvaluationMethods 26OtherConditions 27Temperature 27Salinity 27Internal27Marinegrowth 28AppendixA UseofIFORMtodetermine50-yrsignificantwaveheightconditionalonmeanwindspeed AppendixBThresholdMethodforCalculatingExtremeElementsofDifferentReturnPeriods --總則本規(guī)范適用于海上風(fēng)電場工程海洋水文環(huán)境條件的評(píng)估。術(shù)語calibration數(shù)值模型參數(shù)的校準(zhǔn)、標(biāo)定。significantwaveheight海況中波浪高度的統(tǒng)計(jì)值，定義為上跨零波浪中從大到小排列后前三分之一波浪的平均高度，或海面高程標(biāo)準(zhǔn)偏差的四倍。significantwaveperiod海況中波浪周期的統(tǒng)計(jì)值，定義為上跨零波浪中從大到小排列后前三分之一波浪的平均周期。peakwaveperiod波譜中能量為峰值時(shí)對(duì)應(yīng)的周期。最高天文潮highestastronomicaltide導(dǎo)致潮汐的各種調(diào)和成分達(dá)到同相時(shí)的高潮位。最低天文潮lowestastronomicaltide導(dǎo)致潮汐的各種調(diào)和成分達(dá)到同相時(shí)的低潮位。meansealevel消除各種擾動(dòng)后海面的平均高度。positivestormsurges由強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)引起的海平面非周期性異常升高。negativestormsurges由強(qiáng)烈的大氣擾動(dòng)引起的海平面非周期性異常下降。wind-drivencurrents由風(fēng)在海面產(chǎn)生的切向力作用引起的水體流動(dòng)。subsurfacecurrents主溫躍層以上、上表層水以下的水體流動(dòng)。wavetype按波浪的形成原因分類，波型可分為風(fēng)浪、涌浪和混合浪。正常海況（NSS）normalseastate正常使用條件下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持不變的海洋狀況。不利海況（SSS）severeseastate風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電過程中最不利條件下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保持不變的海洋狀況。極端海況（ESS）extremeseastatemeanzerocrossingperiod海況中上跨零或者下跨零方法計(jì)算出的平均周期。deepwater0.5時(shí)為深水。finitewaterdepth一般水深與波長的比值大于0.05、小于0.5時(shí)為有限水深。shallowwater海床的存在對(duì)波浪運(yùn)動(dòng)有顯著影響時(shí)的水深。一般水深與波長的比值小于等于0.05時(shí)為淺水。irregularwaves波列中波形和波要素不同的波浪。swell由遠(yuǎn)處的風(fēng)產(chǎn)生的傳播至工程海域的波浪，非工程海域局地風(fēng)產(chǎn)生的波浪。風(fēng)浪windwave工程海域局地風(fēng)產(chǎn)生的波浪。wavecrestelevation波峰和靜水位之間的垂直距離。long-crestedwave沿單一方向傳播的波浪。short-crestedwave由不同方向的長波峰波浪組成的波浪。internalwave海洋內(nèi)部密度不均勻水層間發(fā)生的一種波動(dòng)。referenceperiod假設(shè)給定的隨機(jī)過程具有平穩(wěn)性的時(shí)期。基本規(guī)定條件要素之間的相互影響。和設(shè)計(jì)需要確定，宜包含下列內(nèi)容：基礎(chǔ)資料的調(diào)查與收集、觀測與獲取、整理與分析。特征水位與工程設(shè)計(jì)水位的分析計(jì)算。水流特征與工程設(shè)計(jì)流速、流向的分析計(jì)算。波浪特征與工程設(shè)計(jì)波要素的分析計(jì)算。泥沙特征與整體海床運(yùn)動(dòng)、樁基局部或整體沖刷的分析計(jì)算。海冰冰情與海冰物理力學(xué)特征的分析計(jì)算。其他水文要素的分析計(jì)算。進(jìn)行時(shí)效性、可靠性、一致性和代表性分析。海上風(fēng)電場工程海洋水文環(huán)境條件評(píng)估成果應(yīng)進(jìn)行合理性檢查?；A(chǔ)資料一般規(guī)定度、海水鹽度、內(nèi)波、海生物等要素。相結(jié)合的方式進(jìn)行基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)集的構(gòu)建工作。現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)完整率應(yīng)達(dá)到90%以上。海洋水文資料的調(diào)查與收集應(yīng)包括工程場區(qū)資料和長期參證站資料兩部分。工程場區(qū)資料應(yīng)包括以下內(nèi)容：至少1年實(shí)測逐時(shí)水位、波浪、水流資料。至少20年實(shí)測或數(shù)值模擬的長序列逐時(shí)水位、波浪、水流資料。氣象要素等全潮水文觀測資料。多個(gè)典型時(shí)段的實(shí)測海底地形資料和歷史海圖資料。對(duì)存在海冰的區(qū)域，需收集近20年以及歷史上出現(xiàn)嚴(yán)重冰情的冰情調(diào)查資料。長期參證站資料應(yīng)包括：高、低水位成果，至少20年的年最高、最低潮位資料及不同重現(xiàn)期水位成果。近10年對(duì)工程場區(qū)影響較大的臺(tái)風(fēng)期間驗(yàn)潮站或水文站最大潮位和增水資料。工程海域或鄰近海域長期波浪站至少20年的分方向年極值波浪資料。工程場區(qū)附近氣象站或者海洋站至少20年的分方向年極值風(fēng)速及不同重現(xiàn)期風(fēng)速成果。料，應(yīng)優(yōu)先使用實(shí)測數(shù)據(jù)。Ⅰ現(xiàn)場觀測一觀測要素海洋水文觀測規(guī)范》NB/T31029的規(guī)定。二 觀測方式和時(shí)間要求4.3.3的規(guī)定。表4.3.3各海洋水文要素的觀測方式和時(shí)間要求觀測要素測站類型觀測方式觀測時(shí)間水位水位長期測站連續(xù)觀測不少于1年，并與風(fēng)電場風(fēng)能資源測量同步水流水流長期測站連續(xù)觀測不少于1年，并與風(fēng)電場風(fēng)能資源測量同步波浪波浪長期測站連續(xù)觀測不少于1年，并與風(fēng)電場風(fēng)能資源測量同步底質(zhì)底質(zhì)采樣站大面觀測代表性季節(jié)的全潮水文觀測期間至少進(jìn)行一次海冰海冰測站大面觀測結(jié)冰期水深、海水溫度、海水鹽度、懸沙、水流全潮水文測站連續(xù)觀測、同步觀測26h風(fēng)速、風(fēng)向測風(fēng)站連續(xù)觀測不少于1年，并與水位、水流、波浪測量同步三 觀測站位和布設(shè)要求4.3.4的規(guī)定。表4.3.4 各海洋水文要素的測站數(shù)量和站位布設(shè)原則觀測要素測站類型數(shù)量布設(shè)原則水位不應(yīng)少于1個(gè)相鄰測站之間的距離應(yīng)滿足最大高潮位差不大于1m、最大潮時(shí)差不大于2h水流不應(yīng)少于1個(gè)波浪不應(yīng)少于1個(gè)1置處；底質(zhì)底質(zhì)采樣站視項(xiàng)目具體情況確定每2km2～4km2布設(shè)1個(gè)海冰海冰測站視項(xiàng)目具體情況確定應(yīng)視工程海域海冰情況選擇觀測站點(diǎn)不應(yīng)少于6個(gè)50km2個(gè)～250km2場區(qū)內(nèi)測站數(shù)量測風(fēng)站不應(yīng)少于1個(gè)潮間帶風(fēng)電場的測風(fēng)站在垂直海岸線方向的5km。近海風(fēng)電場的測風(fēng)站在垂直海岸線方向的控10km。個(gè)方向的風(fēng)能資源變化。四 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)收集及質(zhì)量控制記錄應(yīng)符合下列規(guī)定：0.01m，準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.05m5min。1cm/s14.3.5-1的規(guī)定。水流觀測層次應(yīng)按實(shí)測水深進(jìn)行分層，并符合4.3.5-2100s測量值的平均值，否則應(yīng)在觀測記錄上說明采樣時(shí)段。表4.3.5-1 流速、流向觀測的準(zhǔn)確度流速準(zhǔn)確度流速流向V<100cm/s±5cm/s±5°V≥100cm/s±5%V表4.3.5-2 水流觀測層次總水深觀測層次D≤5m0.2D、0.6D、0.8D5m<D≤50m表層、0.2D、0.6D、0.8D、底層50m<D≤100m15m25m30m50m、75m、底層100m<D≤200m15m25m30m50m、75m、100m、125m、150m、175m、底層0.1m0.1s，波向觀10.5s,100個(gè)波；記錄的時(shí)間長度視平均波周期的大小而定，17min~20min。底質(zhì)采集的樣品應(yīng)達(dá)到規(guī)定數(shù)量。單站采樣量應(yīng)以滿足所采用的沉積物粒徑分10%。0.2°C0.05%，準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.2%4.3.5-20.1m，準(zhǔn)確度應(yīng)為水深的±2%。水深應(yīng)每小時(shí)測量一次。1000mL，倒入樣瓶時(shí)應(yīng)將水樣攪勻。0.1m/s30.0m/s時(shí)，準(zhǔn)確度應(yīng)為±0.5m/s；30.0m/s時(shí)，準(zhǔn)確度應(yīng)為風(fēng)速的±5%1°，正北為590%80%以上。4.3.5-3的規(guī)定。表4.3.5-3海冰觀測要素的準(zhǔn)確度觀測要素準(zhǔn)確度海冰冰量、密集度±1成漂流方向±5°漂流速度±0.1m/s冰厚±1cm數(shù)據(jù)采集和整理應(yīng)符合下列要求：不得對(duì)現(xiàn)場采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行人為修改或增減，收集的測量數(shù)據(jù)應(yīng)作為原始資料正本保存。應(yīng)將所有未經(jīng)修改的原始數(shù)據(jù)記錄和質(zhì)量控制記錄進(jìn)行整理匯總。Ⅱ數(shù)值模擬一總體要求建立海上風(fēng)電場工程海洋水文基礎(chǔ)資料數(shù)據(jù)庫時(shí)可采用數(shù)值模擬方法對(duì)現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充和延長。二初始條件分辨率、起止時(shí)間、數(shù)據(jù)精度等信息。水深數(shù)據(jù)的質(zhì)量和分辨率將直接影響數(shù)值模型的模擬精度。在模型開發(fā)階段，數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的岸線和海床地形變化特征，并驗(yàn)證合理性。網(wǎng)格分辨率應(yīng)能夠充分模擬目標(biāo)區(qū)域內(nèi)相關(guān)要素的空間變化。合理模型模擬范圍，保證目標(biāo)區(qū)域不受模型邊界的顯著影響。驅(qū)動(dòng)風(fēng)場數(shù)據(jù)來源包括實(shí)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬，驅(qū)動(dòng)風(fēng)場應(yīng)經(jīng)過實(shí)測數(shù)據(jù)的有效體要求相匹配。三邊界條件慮模型邊界的位置和準(zhǔn)確性。水動(dòng)力數(shù)值模型邊界條件的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：邊界條件可由基于各分潮的調(diào)和分析模型給出，也可直接以潮位、潮流過程序影響的水位、水流過程。若模型模擬區(qū)域所需的邊界數(shù)據(jù)不全，模型可擴(kuò)大到可信的邊界。波浪譜數(shù)值模型邊界條件的確定應(yīng)符合下列規(guī)定：據(jù)相結(jié)合的形式給出。確定邊界條件前，應(yīng)充分評(píng)估模型邊界位置波浪條件的非均勻性，構(gòu)建空間上條件在小范圍內(nèi)空間變化最小。四模型率定定或優(yōu)化調(diào)整，以提高模型預(yù)測的準(zhǔn)確度。模型率定過程應(yīng)在獲取模擬區(qū)域內(nèi)一個(gè)或多個(gè)觀測站實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展，洋水文特征。水動(dòng)力數(shù)值模型的率定還應(yīng)符合下列規(guī)定：格細(xì)化調(diào)整。不應(yīng)為了提高模型準(zhǔn)確度而采用不合理的參數(shù)值。率定依據(jù)應(yīng)為觀測站位置的水位、水流模擬結(jié)果是否與實(shí)測結(jié)果一致。以潮汐影響為主的區(qū)域，可基于在測量中確定的所有重要分潮的振幅和遲角，可直接比較模型模擬結(jié)果和測量的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。波浪譜模型的率定還應(yīng)符合下列規(guī)定：下的計(jì)算網(wǎng)格細(xì)化調(diào)整。不應(yīng)為了提高模型準(zhǔn)確度而采用不合理的參數(shù)值。述典型季節(jié)?，F(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)整理應(yīng)符合下列規(guī)定：1應(yīng)整理形成現(xiàn)場測量逐時(shí)原始數(shù)據(jù)集。同時(shí)應(yīng)記錄各要素觀測儀器的類型、型號(hào)、編號(hào)、技術(shù)參數(shù)等，形成完整的觀測數(shù)據(jù)檔案。波浪以存儲(chǔ)器記錄時(shí)，宜利用專用軟件進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)有效波高、最大波高、向及平均波高、周期等。應(yīng)繪制水流的時(shí)間序列矢量圖和垂向分布圖。根據(jù)懸沙和底質(zhì)的粒徑測定結(jié)果，給出粒度參數(shù)、繪制粒徑累積頻率曲線。5應(yīng)根據(jù)海冰觀測記錄，在觀測海區(qū)空白海圖上繪制冰情圖。冰情圖的內(nèi)容應(yīng)包括冰區(qū)邊緣線、冰區(qū)內(nèi)各測站的觀測結(jié)果及測站附近冰山的分布和漂流情況。采用溫鹽深儀（CTD）進(jìn)行定點(diǎn)連續(xù)觀測時(shí)，應(yīng)將采集的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成海水溫度、水深及海水鹽度數(shù)據(jù)，繪制觀測要素關(guān)系分析圖。和說明。數(shù)值模擬數(shù)據(jù)整理應(yīng)符合下列規(guī)定：1應(yīng)整理形成數(shù)值模擬的逐時(shí)原始數(shù)據(jù)集。應(yīng)整理形成各年度全方向和分方向的極值數(shù)據(jù)集。應(yīng)繪制各要素方向分布圖。水位一般規(guī)定（LAT）（MSL）合下列規(guī)定：正常水位范圍（NWLR）適用于正常海況（NSS）以及不利海況（SSS）模型的疲勞工況。海況（ESS）算。計(jì)算結(jié)果最大為原則。對(duì)于潮間帶風(fēng)電場和部分淺海風(fēng)電場工程，應(yīng)進(jìn)行乘潮水位的分析計(jì)算。對(duì)于海平面上升敏感海域風(fēng)電場工程，宜考慮海平面上升因素對(duì)水位的影響。1（LAT）在內(nèi)的水位特征值至少需要一年的水位觀測數(shù)據(jù)。5020制極值Ⅰ型、皮爾遜Ⅲ型或其他合適的頻率曲線圖，確定不同重現(xiàn)期高、低水位。對(duì)于受風(fēng)暴潮影響較大的海域，極端水位宜根據(jù)以下方法進(jìn)行計(jì)算：50年或更高重現(xiàn)期的最高靜水位；50在有限水深和深水中，可將潮汐和風(fēng)暴潮的高度算術(shù)相加以獲得極端水位的近似值。在淺水中，可通過實(shí)際觀測和適當(dāng)?shù)臄?shù)值模擬手段來獲得。求得滿足不同保證率和持續(xù)時(shí)間下的乘潮水位值。水流流可能最大流速、余流特性等內(nèi)容。設(shè)計(jì)水流條件評(píng)估應(yīng)結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的水流特征考慮下述分量：Utide。風(fēng)生流Uwind。對(duì)目標(biāo)區(qū)域具有明顯影響的其他水流分量。總的流速應(yīng)是上述分量的向量和，波浪引起的水質(zhì)點(diǎn)速度應(yīng)與水流速度向量疊加。水流對(duì)波長和波周期的影響一般較小，可忽略不計(jì)。合下列規(guī)定：模型的極限荷載工況。極端流模型（ECM）適用于極端海況（ESS）模型的極限荷載工況。水流應(yīng)與波浪具有相同的重現(xiàn)期。在評(píng)估水動(dòng)力疲勞荷載時(shí)，可通過現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)的評(píng)估，確定是否需要考慮水流對(duì)疲勞荷載的影響。度的平均值。正常流模型不包括風(fēng)暴產(chǎn)生的次表層流。極端流模型（ECM）15020Ⅲ型或其他合適的頻率曲線圖，確定不同重現(xiàn)期流速。列公式描述水流流速隨深度的變化：U(z)(z)Uwind(z)

（6.2.3-1）z0時(shí)（6.2.3-2）z0時(shí)

(z)

d0z

（6.2.3-3）wind wind0 d0 式中：U(z)

——靜水位下泥面以上z處的總流速（m/s）；zUtide0——靜水位處的潮流（m/s），可由實(shí)測或數(shù)值模擬數(shù)據(jù)分析得到；——流剖面的指數(shù)，取1/7；Uwind

——靜止水位處的風(fēng)生流（m/s）；dd0——風(fēng)生流的參考深度（m），取d050m。當(dāng)有適當(dāng)和可靠的觀測結(jié)果時(shí)，實(shí)測的流廓線可作為評(píng)估依據(jù)。由波浪作用引起的海流剖面隨水深變化的變化應(yīng)予以考慮。在該情況下，可以垂直拉伸或壓縮海流剖面，使海流速度在瞬時(shí)深度的任何比例保持恒定。通過該方法，表層水流分量保持不變。照下列公式進(jìn)行估算：Uwind0kVm(10m)中： ——系數(shù)，取0.016~0.033；10m10分鐘平均風(fēng)速。

（6.2.4）7 波浪一般規(guī)定浪玫瑰圖，給出波高周期聯(lián)合分布特征等內(nèi)容。（NSS（SSS（ESS）下的波高、波周期和波向等波浪要素特征值。（NSS）（NS（NSS對(duì)于海上升壓變電站的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正常海況（NSS）1（NSS（NSS的數(shù)量和分辨率足以預(yù)測與海洋水文要素長期完整分布有關(guān)的疲勞損傷。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不利海況（SSS）下的波浪要素特征值，與同時(shí)發(fā)生的風(fēng)機(jī)發(fā)電過程中的輪轂高度處平均風(fēng)速有關(guān)。不利海況（SSS）模型與正常（SSS）對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和海上升壓變電站的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，極端海況（ESS）布確定。評(píng)估方法（NSS）下列方法確定：正常海況（NSS）Hs,NSS10分鐘平均風(fēng)VhubTp的范圍。正常海況（NSS）HNWH10VhubHs,NSS(Vhub)Hs,NSS(VHs,NSS(Vhub)/gHsHs,NSS(Vhub)/g

T14.3

（7.2.1）基于正常波高的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)采用使得作用于結(jié)構(gòu)上的荷載最大時(shí)的波周期值。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不利海況（SSS）下列方法確定：Hs,SSSHs,SSS10Vhub50年A10分鐘平均風(fēng)hbs,050s,SSb的保守估Tp的范圍。Hs,SSS(Vhub)/g不利海況（SSS）HSWH應(yīng)由波浪實(shí)測或數(shù)值模擬數(shù)據(jù)外推求10H5050HSWHHs,SSS(Vhub)/gHsHs,SSS(Vhub)/g

T14.3

（7.2.2）基于不利波高的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)采用使得作用于結(jié)構(gòu)上的荷載最大時(shí)的波周期值。極端海況（ESS）下的波浪要素特征值可按下列方法確定：極端海況（ESS）Hs,ESSB。極端海況（ESS）100年、501年重現(xiàn)期的有效波高Hs,100、Hs,50Hs,1Tp的范圍。Hs,ESS/g極端海況（ESS）HEWH是具有指定重現(xiàn)期的波高。100年、501H1Hs,ESS/gHsHs,ESS/g

T

（7.2.3）基于極端波高的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)采用使得作用于結(jié)構(gòu)上的荷載最大時(shí)的波周期值。率密度時(shí)，可假定風(fēng)速與波浪具有相同的重現(xiàn)期。1/201/2情況。波高的分布可按下列方法確定：HsHF為：（7.2.5-1）式中：Hs——有效波高（m）。（7.2.5-2）β。，即： H2(1H*) H24(12

H H))

（7.2.5-3）F(H)e *： HHd；*H——平均波高（m）；d。s當(dāng)(hHs,max的sHFHs,max

(FHsH

(h))N

（7.2.6-1）11/R分位數(shù)，即有效波高Hs,T樣本年范圍內(nèi)的超越概率為1/TR，表示為：RHsR

FHsH

11

（7.2.6-2），1

Hs,50H

F 1(0.98)Hs,maxHF 1(0.99)

s,100

Hs,max1lnN2H 1lnN2

（7.2.7-1）0.28862ln0.28862lnN

max,mean s(1lnN)H(1lnN)H2

（7.2.7-2）2* * 2

* 1(H*)222)H

H1H)4 H*)211

)

H1

(N)

lnN

N)2 （7.2.7-3）最大波高的眾數(shù)表達(dá)式為： H*(1H*)

(1H*)2

1(H*)2Hmax,modeH1

(N

1N)2

（7.2.7-4）2 2N值的Hmax/Hs表7.2.7 窄帶深水波的比率波數(shù)NTs/Tz比值Hmax/Hs眾數(shù)均值5001.7631.84510001.8581.93615001.9121.98820001.9492.02325001.9782.05150002.0642.134注：適用于Hs/d0.2，其中d表示水深。HbHb0.142tanh(2d) 式中：——與水深d相對(duì)應(yīng)的波長（m）。在深水中，破波極限對(duì)應(yīng)于最大陡度SmaxHb/1/7。

（7.2.8-1）圖7.2.8 靜止水深下的破碎波高度表7.2.8 緩坡上不規(guī)則波破碎波高與破碎水深最大比值海底坡度≤1/5001/4001/3001/2000.600.610.630.69mHb0數(shù)mHb0Hb

b——破碎波高（m）；

m0gT0

2。b0.4時(shí)會(huì)形成崩破波。0.4b2.0時(shí)會(huì)形成卷破波。b2.0時(shí)會(huì)形成激破波。b~2.0時(shí)會(huì)形成卷破波和激破波之間的過渡類型塌破波。T5f

(0.5(ffp/fp)2)S(f)

ag2 5)4f e

()4)efp

（7.2.9-1）：f ，

1/T；Tfp——譜峰頻率，fp1/Tp；Tp——譜峰周期（s）；gs a——廣義菲利普斯常數(shù)，a5(H2f4/g2)(10.287ln)4s ——頻譜寬度參數(shù)，0.07(f——譜峰升高因子。

fp)或0.09(f＞fp)；跨零周期Tz與譜峰周期Tp的關(guān)系如下：TT

（7.2.9-2）5511

55 Tpse(5.751.15H)sTpTpHs

Tp 3.6HsHsHsp Hs

（7.2.9-3） 1 當(dāng)1時(shí)，JONSWAP譜減弱為Pierson-Moskowitz譜。3 S(,D(,、

S(,)S()D(,)S()D()——方向函數(shù)；

（7.2.10-1）。,)d

（7.2.10-2）對(duì)于表示為涌浪分量和風(fēng)浪分量之和的兩峰頻譜，總方向頻譜S(,)可表示為：S(,)Swind()Dwind)Sswell()Dswell)風(fēng)浪和涌浪的方向函數(shù)可按下列方法確定：

（7.2.10-3）) n/2) cosn(1/2n/2) p

（7.2.10-4）

。2若缺少波浪的方向數(shù)據(jù)，主向p可取盛行風(fēng)向。2。D()的另一個(gè)公式為：) (s

2s1

（7.2.10-5）((2(s1/2 p

，s可以取為2n+1。1 1x2D()12x)x2。

;0x1

（7.2.10-6） x C(x)1expH

（7.2.10-7）C s CC表示為陡度S1數(shù)UrsS2Hs

（7.2.10-8）1Urs

gT21Hs1k2d

（7.2.10-9）11

m02M0對(duì)應(yīng)的有限深度波數(shù)，M1gktnh(d)/2；d。對(duì)于長波峰波浪，威布爾參數(shù)為：c0.35360.2893S10.1060Urs

（7.2.10-10）22.1597S0.0968U2

（7.2.10-11）c 1 rs對(duì)于短波峰波浪，威布爾參數(shù)為：c

（7.2.10-12）21.7912S0.5302U0.2824U2

（7.2.10-13）c 1 rs rs8 泥沙一般規(guī)定體沖刷分析等內(nèi)容。海上風(fēng)電場工程的支撐結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮海床運(yùn)動(dòng)和沖刷的影響。海床變化可表征為以下組合：局部沖刷，即樁和樁群等結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工安裝后，結(jié)構(gòu)周圍出現(xiàn)的局部沖刷坑；整體沖刷，即樁和樁群等結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工安裝后，可能由整體結(jié)構(gòu)效應(yīng)、多重結(jié)構(gòu)相互作用或波-土結(jié)構(gòu)相互作用引起的結(jié)構(gòu)周圍的大面積淺沖刷盆地；在未新增海上建構(gòu)筑物情況下發(fā)生的整體海床運(yùn)動(dòng)。評(píng)估方法粒徑等粒度參數(shù)。規(guī)律，提出海床演變對(duì)風(fēng)電場工程的影響。的全比例或模型比例經(jīng)驗(yàn)來確定沖刷發(fā)展。動(dòng)，并在對(duì)工程海域產(chǎn)生嚴(yán)重影響的風(fēng)暴天氣過后進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。海冰圍等冰情調(diào)查以及壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等海冰物理力學(xué)特征分析。重現(xiàn)期進(jìn)行推算。海冰條件評(píng)估應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海冰地區(qū)海上風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912的規(guī)定。一般海冰條件應(yīng)通過對(duì)海冰及其相應(yīng)的環(huán)境要素進(jìn)行長期觀測和統(tǒng)計(jì)分析后確標(biāo)準(zhǔn)《海冰地區(qū)海上風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912A的規(guī)定確定，一般海冰條件可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海冰地區(qū)海上風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912B的規(guī)定確定。設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912A地區(qū)海上風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912C的規(guī)定確定。20現(xiàn)嚴(yán)重冰情的冰情衛(wèi)星遙感圖分析確定。風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T109124.2節(jié)的規(guī)定確定。其他海水溫度海水溫度應(yīng)根據(jù)工程海域海水溫度觀測資料或其他可靠資料，統(tǒng)計(jì)分析以下內(nèi)容：海水溫度特征值，即海水溫度的平均值、最高值、最低值等。地點(diǎn)和深度的海水溫度變化規(guī)律。完整性。海水鹽度海水鹽度應(yīng)根據(jù)工程海域海水鹽度觀測資料或其他可靠資料，統(tǒng)計(jì)分析以下內(nèi)容：海水鹽度特征值，即海水鹽度的平均值、最大值、最小值、鹽度梯度等。地點(diǎn)和深度的海水鹽度變化規(guī)律。1025kg/m33.5%。內(nèi)波對(duì)于受內(nèi)波影響的海上風(fēng)電場工程，內(nèi)波評(píng)估的內(nèi)容宜包括：內(nèi)波發(fā)生條件，包括內(nèi)波在區(qū)域內(nèi)發(fā)生的可能性和頻率，以及海水溫度、海水鹽度、水深、極端氣候條件、陸地來源輸入、海底地形等環(huán)境特征。內(nèi)波傳播特性，包括內(nèi)波的傳播方向、速度、振幅、周期等特性，以及與表層水體相互作用的情況。對(duì)海底和水下設(shè)施的影響，包括底部摩擦力、壓力、擾動(dòng)等變化情況。對(duì)水流產(chǎn)生的影響，包括水體運(yùn)動(dòng)的加速度、渦旋、湍流等。1~2m/s500~1000m之間；振幅則需要根據(jù)具體情況進(jìn)行估算。海生物海生物會(huì)影響海上風(fēng)電場工程支撐結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、幾何形狀和表面紋理，進(jìn)而影著對(duì)海上風(fēng)電場工程支撐結(jié)構(gòu)的影響。海生物評(píng)估宜考慮海生物的性質(zhì)、生物厚度和深度依賴性，對(duì)場址所在水域的生物種類、數(shù)量、行為模式、物種多樣性等方面進(jìn)行研究，并考慮以下因素：結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對(duì)于海平面的位置、相對(duì)于主流向的方向、年齡和維護(hù)策略；海生物在不同水層中的分布和數(shù)量，以及它們的活動(dòng)范圍、繁殖習(xí)慣；不同海生物對(duì)海洋深度的依賴性，以及它們的垂直遷移模式；其他現(xiàn)場條件，包括海水鹽度、氧含量、pH值、水流和海水溫度等。1325kg/m3。附錄A IFORM法推算均風(fēng)件下50年現(xiàn)期效波高運(yùn)用IFORM50IFORMV（有適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)平均周期）Hs模型。IFORM的結(jié)果是聯(lián)合分布的環(huán)境等值線?？砂聪铝蟹椒ù_定：u1u2進(jìn)行概率轉(zhuǎn)換，變成聯(lián)合分布的一對(duì)變量（，，見式（A.：（A.1）該種轉(zhuǎn)換一般采用Rosenblatt變換：（A.2）Φ——標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)累計(jì)分布函數(shù)（CDF????(??)——平均風(fēng)速的邊緣CDF；??????|??(???|??)——平均風(fēng)速下的有效波高分布。Rosenblatt變換以一種簡便的方法將????(??)和??????|??(???|??)兩分布表示為聯(lián)合分布： （A.3）u1-u2β的圓（u1+22=2s平面內(nèi)的曲線，此曲（.1β由式（A.）確定：（A.4）式中：N——50年內(nèi)獨(dú)立海況數(shù)目。圖A.1持續(xù)時(shí)間為3h海況構(gòu)造50年環(huán)境等值線的示例獲取環(huán)境等值線時(shí)，無需確定整個(gè)環(huán)境等值線。對(duì)于給定的平均風(fēng)速，僅需關(guān)（（SS大平均極端響應(yīng)。該部分環(huán)境等值線可不采用近似法來確定，可按如下方式獲得：對(duì)于運(yùn)行范圍內(nèi)的各個(gè)平均風(fēng)速V，首先用式（A.5）來估算標(biāo)準(zhǔn)化的變量u1：（A.5）其次，與V相關(guān)的有效波高Hs,SSS(V)，由式（A.6）得到：（A.6）圖A.1中小圓之間的環(huán)境等值線的粗線部分即是由式（A.5）和式（A.6）得出。由于該方法嚴(yán)重依賴平均風(fēng)速和有效波高的聯(lián)合分布模型，因此應(yīng)對(duì)該模型進(jìn)Hs,SSS(v)。VHs（.5近似的簡單解析表達(dá)式。HsV的正態(tài)分布。則有：（A.7）式中：V下Hs；V在此情況下，式（A.6）變?yōu)椋和ㄟ^去掉，可得出式（A.8）的保守近似值，獲得簡化的式：

。（A.8）（A.9）Hs50式（.9）就越接近式（.8HsV條件下的對(duì)數(shù)正態(tài)分布，則有：（A.10）應(yīng)用式.10，將式（.6）變換為：通過的泰勒展開省略中的可得到的保守近似表達(dá)：

（A.13）V和Hs之間的相關(guān)性越大，平均切出風(fēng)速和50年重現(xiàn)期的平均風(fēng)就越大.13也就越近似（.12通過再引入即用 來代替β（A.13）可獲得顯著改進(jìn)。若無法估算 和 和/或不能保守地選擇分布模型則可使用與均風(fēng)速無關(guān)的由Hs的邊緣分布確定的50年重現(xiàn)期極大有效波高Hs50作為的保守估算方法，海況持續(xù)時(shí)間采用與構(gòu)造環(huán)境等值線時(shí)相同的海況持續(xù)時(shí)間。1h1h1h1h10min10min的數(shù)據(jù)。（SSS）不利海況（SSS）中的最大波高可按下列方法確定：若單個(gè)極大波高分布已知，則可通過求解與HSSS相關(guān)的方程確定HSSS(V)：（A.14）式中：M——不利海況（SSS）若波高分布是未知的可假設(shè)波高服從瑞利分布可由Hs,SSS(V)得到，按式（7.2.7-2）和式（7.2.7-4）計(jì)算。HSSS(V)V50H50HSSS(V)的保守值。附錄B 閾值法算不同現(xiàn)期要素閾值法取樣可按下列方法確定：按照一定準(zhǔn)則分組，確保樣本的獨(dú)立性和單一性；找出最佳閾值，提取極端峰值參數(shù)作為閾值法樣本。廣義帕累托分布的分布函數(shù)為： x1/Gx;,,11

,x,1x/

（B.1）式中：μσξ形狀參數(shù)。概率為p的分位數(shù)可通過式（B.2）算出。11p

0xp

（B.2）定義點(diǎn)集

og1p,e:

0

（B.3）n 1,n稱為平均剩余生命，其中

ne1Xn

ii

0

（B.4）Nin選擇適當(dāng)?shù)摩?>0作為閾值，使得en(μ)關(guān)于μ≧0近似為線性。采用閾值法推算不同重現(xiàn)期極值應(yīng)符合以下規(guī)定：采用一定的時(shí)間間隔對(duì)樣本進(jìn)行初選；μ0基于平均剩余壽命圖和不同閾值參數(shù)估計(jì)圖，選取閾值；m1,2,,為rn/mG(x根據(jù)重現(xiàn)期定義，重現(xiàn)期值和分布函數(shù)的關(guān)系為：XG111

（B.5）T rTXT

——重現(xiàn)期值，對(duì)應(yīng)的重現(xiàn)期為T年一遇。采用廣義帕累托分布對(duì)樣本進(jìn)行擬合，推算不同重現(xiàn)期極值。本規(guī)范用詞說明為便于在執(zhí)行本規(guī)范條文時(shí)區(qū)別對(duì)待，對(duì)要求嚴(yán)格程度不同的用詞說明如下：引用標(biāo)準(zhǔn)名錄《潮流能資源評(píng)估及特征描述》GB/T39569《波浪能資源評(píng)估及特征描述》GB/T39571《海洋調(diào)查規(guī)范第2部分：海洋水文觀測》GB/T12763.2《海洋觀測規(guī)范第2部分：海濱觀測》GB/T14914.2《海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)要求》GB/T31517/IEC61400-3《海上風(fēng)電場工程風(fēng)能資源測量及海洋水文觀測規(guī)范》NB/T31029《海上風(fēng)電場工程風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》NB/T10105《海冰地區(qū)海上風(fēng)電場工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則》NB/T10912《工程海冰技術(shù)規(guī)范》HY/T047《港口與航道水文規(guī)范》JTS145《水運(yùn)工程模擬試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》JTS/T231《Windenergygenerationsystems-Part3-1：Designrequirementsforfixedoffshorewindturbines》IEC61400-3-1中華人民共和國能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)海上風(fēng)電場工程海洋水文評(píng)估技術(shù)規(guī)范NB/Txxxxx-20xx條文說明編制說明《海上風(fēng)電場工程海洋水文評(píng)估技術(shù)規(guī)范》NB/TXXXXX—20XX，經(jīng)國家能源局20XX年X月X日以第XX號(hào)公告批準(zhǔn)發(fā)布。的科技成果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并向有關(guān)單位征求了意見。握規(guī)范規(guī)定的參考。--目 次2 術(shù)語 405 水位 416 水流 427 波浪 4310 其他 45附錄A IFORM方法推算平均風(fēng)速條件下50年重現(xiàn)期有效波高 48附錄B 閾值法推算不同重現(xiàn)期極值要素 502 術(shù)語正常使用條件風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常發(fā)電、正常故障、啟動(dòng)、正常停機(jī)、緊急停機(jī)狀態(tài)下的極端、疲勞載荷分析條件。最不利條件風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常發(fā)電狀態(tài)與不利海況（SSS）組合的情況。不利海況（SSS）的有效波高和10分鐘平均風(fēng)速輪轂高度風(fēng)速組合產(chǎn)生的載荷效應(yīng)具有50年的重現(xiàn)期。極端生存條件風(fēng)力發(fā)電機(jī)組停機(jī)、運(yùn)輸、安裝、維護(hù)和修理狀態(tài)下的極端載荷分析條件。5 水位5.2 5.2.1下可以預(yù)測發(fā)生的最低水位，即引起潮汐的所有諧波分量同相時(shí)的低潮位。5.2.320據(jù)，可通過實(shí)際觀測和適當(dāng)?shù)臄?shù)值模擬手段來獲得。水流6.2 1/10energygenerationsystemsPart3-1：Designrequirementsforfixedoffshorewindturbines》IEC61400-3-1LoadsandsiteconditionsforwindturbinesEnvironmentalconditionsandenvironmentalloads》DNV-RP-C205等規(guī)范保持一致，推薦取值為1/7。風(fēng)海流的參考深度各規(guī)范給出了不同的參考值。其中《energygenerationsystemsPart3-1：Designrequirementsforfixedoffshorewindturbines》IEC61400-3-1給20mLodsndsiteonditionsforwindturbinsDNS0437給出的50mEnvironmntalonditionsndnvironmetalloads》RPC205給出的參考深度是50m。本規(guī)范從工程安全性角度出發(fā)，推薦取值為50m。系數(shù)的取值各規(guī)范給出了不同的參考值其中《港口與航道水文規(guī)范的取范圍是 《energygenerationsystems-Part3-1：Designrequirementsforfixedoffshorewindturbines》IEC61400-3-1的取值是0.01，且風(fēng)速取為10m高度處1小時(shí)平均風(fēng)速《Loadsandsiteconditionsforwindturbines》的取值范圍是 《Environmentalconditionsandenvironmentalloads的取值范圍是 ，且風(fēng)速取為10m高度處1小時(shí)平均速。本規(guī)范從規(guī)范適用性角度出發(fā)，推薦取值范圍是。波浪7.2 評(píng)估方法但需進(jìn)行關(guān)于閾值水平的敏感性分析，及其推算成果的合理性分析。定了風(fēng)和浪不同向?qū)d荷的影響。漸偏離瑞利分布。9850年重現(xiàn)期的有效波高。NNTsTz0.55。譜密度表達(dá)式。波譜的方向特性可假定為與頻率無關(guān)