长江口杭州湾潮流能资源评估

摘要

传统能源的匮乏让世人的眼光转向新能源，潮流能以其清洁可再生的特点以及能改善沿海地区与海岛能源供应的地理优势，在新能源的开发利用中占据了有利地位。我国沿海潮流能资源十分丰富，在对全国海岸线近岸区域130个水流通道的统计中，计算所得潮流能资源理论蕴藏量达1400万千瓦，而长江口杭州湾海域的潮流能蕴藏量超过了全国潮流能蕴藏量的一半。因而对长江口杭州湾海域潮流能资源进行评估具有重大实际意义。此外，就我国潮流能资源评估研究现状来看，目前研究的层面较浅，未形成系统的评估体系，尤其是评估方法上缺乏进一步的创新。本文力图通过理论研究，推导出新型潮流能评估方法，并运用在对长江口杭州湾海域的潮流能资源评估上，实现科研应用价值。
　　为使工作合理有效地进行，本文做如下分工:
　　(1)纵览国内外有关潮流能资源调查所开展的工作，总结其有关潮流能资源评估的计算方法，综合比较各类方法的优劣。在此基础上，扬长辟短，推导出新型潮流能评估方法。该方法通过研究一维两端开放的潮流通道模型，在动力学基础上，运用流体的动量定理、质量守恒规律和能量守恒原理，推导出水道内潮流能最大可提取率的计算公式，进一步算得潮流能理论最大可提取量。
　　(2)利用FVCOM（非结构有限体积数值模型）对长江口杭州湾海域的水动力特征进行了模拟，将模拟结果与2009年的实测资料进行验证:潮位计算结果的相对误差在10厘米以内;潮流流速的最大误差值控制在15％以内，转流时刻无明显偏差。潮位验证以及潮流流速、流向的验证结果表明模型对研究区域的潮流场模拟良好，基本能够反映模型计算区域的水动力情况。以此结果为据，对长江口杭州湾的潮流特性进行分析，为接下来的潮流能资源评估提供依据。
　　(3)分析长江口杭州湾区域的潮流特征，计算区域内能流密度，得出大、小潮平均最大功率密度分布图。长江口沿岸潮流能资源主要分布于各入海航道中，其中以北港航道功率密度最高;杭州湾湾口和舟山海域由众多岛屿组成，这种群岛分布格局造成众多不一的水道，而往往岛屿之间狭窄的水道会成为潮流的强流区，因而成为了全国潮流能资源最为密集的海域，诸如岱山岛附近的官山与秀山岛之间的龟山航门、舟山与秀山岛之间的灌门以及金塘水道、西侯门水道等。
　　(4)利用前文推导的新型潮流能资源评估方法，综合考虑技术因素和经济因素，最终求得海域内主要水道的潮流能资源可开发量。
　　计算结果表明:舟山-岱山潮流通道，理论蕴藏量达955.26MW，理论最大可提取系数取17.59％，资源可开发量为167.74MW;镇海-舟山潮流通道，理论蕴藏量达1164.23MW，理论最大可提取系数取19.56％，资源可开发量为227.72MW;岱山-衢山潮流通道，理论蕴藏量达429.15MW，理论最大可提取系数取20.33％，资源可开发量为87.25MW;衢山-嵊泗潮流通道，理论蕴藏量达725.22MW，理论最大可提取系数取17.96％，资源可开发量为130.25MW;长江口崇明岛北港潮流通道，理论蕴藏量达238.90MW，理论最大可提取系数取18.43％，资源可开发量为44.03MW。

目录

声明

致谢

摘要

插图

表格

1 绪论

1．1 立题背景与意义

1．2 研究现状

1．3 本文研究的主要内容及创新点

2 潮流能估算方法概述

2．1 蕴藏量和可开发量的概念

2．2 潮流能的特征量

2．3 国内外潮流能估算方法

2．4 方法比较

3 新型潮流能评估方法

3．1 公式推导

3．2 理论最大可提取率的确定

3．3 地形因素对可提取率K的影响

3．4 方法具体步骤

4 潮流模型的建立

4．1 模型概况

4．2 模拟区域的界定与网格化

4．3 模型验证及模拟结果

4．4 本章小结

5 潮流能资源评估

5．1 理论蕴藏量的计算

5．2 能流密度分布情况

5．3 潮流能可开发量区域的确定

5．4 理论最大潮能可开发量的计算

6 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

发表文章目录