沿海無資料地區設計水溫計算方法研究

王起峰，林 嬋

（山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250100）

由于經濟發展和當地生產生活的需要，在沿海地區越來越多的電廠正在逐步興建。在沿海電廠的設計中，設計的水溫計算常常由于缺少當地海洋站的實測資料而使該項工作無法進行。在多個項目中，筆者歸納總結出一套通過結合鄰近海洋站和衛星遙感資料來推求當地設計水溫條件的方法，并在實際工程中得到驗證和檢驗，在此提出以供大家參考。

1 基本原理

目前，山東省內的沿海地區基本上很少有完整的長系列的水溫觀測站，因此，在設計中我們也就無法直接獲得電廠所處海區的水溫資料，這就需要我們移用其他海洋觀測站的資料來作為參考。由于資料的短缺，無資料地區也無法直接和相鄰的觀測站建立起良好的相關關系，此時利用衛星遙感資料與已有觀測站進行相關分析，從而推求當地設計的水溫。其具體分為以下幾步：

（1）衛星水溫資料精度的驗證。選取當地或附近海洋站溫度資料序列：最近五年7、8、9月的日平均值，共460個數據。統計五年炎熱時期最高水溫、最低水溫和平均水溫。分析水溫變化規律以及最高水溫出現的時間。統計衛星遙感資料與當地或附近海洋站匹配資料的個數，分析兩組資料的一致性。計算兩者相關系數和平均絕對值誤差，由此得出結論，衛星遙感資料精度如何，是否可作為本工程水溫相關參數計算。

（2）電廠海區與當地海區衛星水溫資料的一致性分析。在衛星水溫資料精度滿足要求的條件下，提取無云天氣下電廠海區的衛星資料，得到多個溫度值，取之與海洋站海區匹配的衛星資料進行數值擬合。得擬合方程為：

y＝ax＋b

式中，y：海洋站海區的衛星水溫，℃；

x：電廠海區的衛星水溫，℃；

a、b：系數。

擬合結果求得a和b的數值，計算相關系數及絕對值平均誤差。根據上述結果可判斷衛星水溫資料的一致性，并以此為依據來決定是否可以建立電廠海區與當地或附近海洋站的水溫關系。

（3）建立電廠海區衛星水溫與當地或附近海洋站實測水溫的數值關系方程，以便推算連續的電廠海區衛星水溫資料。根據上述分析，當衛星水溫資料精度較高、電廠海區與海洋站海區衛星水溫資料一致性非常好時，可建立當地或附近海洋站實測水溫與電廠海區衛星水溫的關系方程。根據實測資料，提取匹配的多個水溫數據進行數值擬合，擬合方程為：

y＝ax＋b

式中，y：電廠海區衛星水溫，℃；

x：附近海洋站水溫，℃；

a、b：系數。

擬合結果可得a和b的數值，然后進一步計算求的相關系數和絕對值平均誤差。

（4）利用當地或附近海洋站連續的實測水溫資料和數值關系方程，計算電廠海區連續的衛星水溫資料，并以此計算本工程所需的水溫參數。根據工程采用的當地或附近海洋站最近五年7、8、9月的實測日平均水溫資料，根據上述關系方程推算相應時間的電廠海區衛星水溫。根據推算的電廠海區衛星水溫資料，得到設計日平均水溫值，同時分析計算誤差。

（5）合理性分析。為分析電廠海區設計水溫參數計算結果的合理性，將計算工程計算結果與附近海域水溫參數進行比較，得出比較客觀的判斷。

2 方法應用

本文以萊州電廠為例，對上述方法進行驗證。萊州電廠附近無長時間序列的水溫觀測站，無法直接得到電廠所處海區的溫度觀測資料，為此采用衛星遙感資料與龍口海洋站溫度資料，經計算分析確定本工程所需要的溫度參數。本次計算采用龍口海洋站2001－2005年7、8、9月的實測日平均水溫資料，根據上述關系方程推算相應時間的電廠海區衛星水溫。

根據推算的電廠海區衛星水溫資料，得到累積頻率10%的日平均水溫值為26.95 ℃，誤差在1 ℃左右。

為分析本工程電廠海區水溫參數計算結果的合理性，將該工程計算結果與附近海域水溫參數進行比較，根據煙臺八角電廠資料，八角電廠海區8月份平均水溫為25.0 ℃；根據國電蓬萊電廠資料，國電蓬萊電廠海區8月份平均水溫為25.4 ℃，P＝10%夏季日平均水溫為26.5 ℃；從煙臺八角電廠海區～國電蓬萊電廠海區8月份平均水溫變化呈上升趨勢，但變幅不大。萊州電廠海區計算結果P＝10%夏季日平均水溫為26.95 ℃，較國電蓬萊電廠海區大0.45 ℃，因此認為本工程電廠海區水溫計算比較合理。

3 結束語

本文提出的方法在當地氣候與鄰近地區氣候有較好的相關性的前提下，能夠解決沿海無資料地區的設計水溫條件的推求計算，并達到符合要求的精度，但當鄰近區域也缺少長系列實測資料時，能否尋找一種僅依靠衛星遙感資料和一些當地常見資料來推求的方法還有待進一步研究。

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