發(fā)布時間：2017-10-06 05:09

  本文關(guān)鍵詞：海上風(fēng)電場水下噪聲傳播研究

  更多相關(guān)文章： 海上風(fēng)電場 水下噪聲 噪聲傳播模型 海洋生物

【摘要】：近年來,隨著地球化石資源的不斷枯竭和人類日益提高的環(huán)保意識,人們開始把發(fā)展的目光轉(zhuǎn)向了清潔能源,而風(fēng)能就是清潔能源中的重要組成部分,我國位于熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),風(fēng)力資源十分豐富,具有大規(guī)模開發(fā)的潛力。我國政府相繼出臺了多條相關(guān)政策,大力推廣海上風(fēng)電場的建設(shè),海上風(fēng)電場越來越成為我國能源版圖中的重要組成部分。但是海上風(fēng)電工程在建設(shè)施工期和運(yùn)營期會向海洋中輻射大規(guī)模的水下噪聲,對海洋環(huán)境和海洋中水生生物造成危害,目前對于海上風(fēng)電場噪聲傳播研究尚存在不足,因此開展這方面的研究就顯得十分有必要。為了保護(hù)海洋環(huán)境和海洋生物,我們就必須對海上風(fēng)電場建設(shè)施工期和運(yùn)營期的水下噪聲進(jìn)行監(jiān)測,分析施工和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的水下噪聲特性,分析噪聲的傳播衰減特性,分析噪聲的傳播影響范圍,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。本論文的主要內(nèi)容為:1、研究了海上風(fēng)電的發(fā)展概況以及海上風(fēng)電機(jī)結(jié)構(gòu),對水下聲傳播模型和海上風(fēng)電場施工期和運(yùn)營期的研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹,對海洋生物的聲敏感特征研究進(jìn)展進(jìn)行了說明。2、研究了本文使用的水下噪聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件matlab進(jìn)行了介紹,介紹了本文使用的數(shù)據(jù)分析方法:短時傅里葉變換法和welch功率譜密度估計方法。3、研究了施工打樁過程,對施工期的噪聲源進(jìn)行了分析,得出施工期的聲源級為236dB(re 1μPa)以及相應(yīng)的譜源級,使用模型模擬和類比分析的方法對施工期打樁噪聲進(jìn)行了預(yù)測研究,得出了相應(yīng)的海洋生物保護(hù)的安全距離,即選擇500m作為對海洋哺乳動物行為產(chǎn)生干擾的警告區(qū)域范圍和選擇2500m作為石首魚科安全距離。4、通過現(xiàn)場采集近海海上風(fēng)電場工程區(qū)運(yùn)營期風(fēng)機(jī)水下噪聲和背景噪聲數(shù)據(jù),計算了噪聲信號的倍頻帶聲壓級,功率譜級和峰值聲壓級,確定了目標(biāo)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生水下噪聲的源強(qiáng)為144.4dB(re 1μPa),以此開展近海海上風(fēng)電工程風(fēng)機(jī)水下噪聲頻域特性、功率密度譜特性等研究。在此基礎(chǔ)上使用Kraken簡正波模型和Bellhop射線模型對風(fēng)電場運(yùn)營期風(fēng)機(jī)水下噪聲在水平與垂直方向上的傳播進(jìn)行模擬,模擬了噪聲在不同頻帶內(nèi)的衰減程度,結(jié)果顯示模型模擬結(jié)果在不同頻率下的衰減趨勢有著很大差異,產(chǎn)生了明顯的多途干涉現(xiàn)象,通過實(shí)測數(shù)據(jù)對建立的噪聲傳播模型進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)Kraken簡正波模型在500Hz以下,Bellhop射線模型在500Hz以上適合模擬實(shí)際水下噪聲傳播情形,同時海區(qū)本身背景噪聲的存在會對預(yù)測的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。
【關(guān)鍵詞】：海上風(fēng)電場 水下噪聲 噪聲傳播模型 海洋生物
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TB53
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-18
• 1.1 研究背景和意義9-12
• 1.1.1 本文研究主要內(nèi)容10-11
• 1.1.2 海上風(fēng)電發(fā)展概況11-12
• 1.1.3 海上風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)12
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 聲傳播模型研究進(jìn)展12-14
• 1.2.2 風(fēng)機(jī)打樁噪聲研究進(jìn)展14-15
• 1.2.3 風(fēng)機(jī)運(yùn)營期水下噪聲研究進(jìn)展15
• 1.2.4 海洋生物的聲敏感特征研究進(jìn)展15-18
• 第二章 水下噪聲信號的采集、分析和預(yù)測模型介紹18-26
• 2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)18-19
• 2.2 數(shù)據(jù)分析軟件及方法19-20
• 2.2.1 數(shù)據(jù)分析軟件Matlab19
• 2.2.2 數(shù)據(jù)分析方法19-20
• 2.3 水下噪聲預(yù)測模型20-26
• 2.3.1 簡正波模型20-23
• 2.3.2 射線模型23-26
• 第三章 海上風(fēng)電場施工期水下噪聲傳播研究26-42
• 3.1 研究區(qū)域26-27
• 3.2 海上風(fēng)電場施工期行為分析及源強(qiáng)確定27-30
• 3.2.1 施工打樁過程27-28
• 3.2.2 施工期噪聲源分析28
• 3.2.3 施工期噪聲源強(qiáng)確定28-30
• 3.2.4 海上風(fēng)電場工程區(qū)背景噪聲分析30
• 3.3 施工期水下噪聲預(yù)測和模擬30-39
• 3.3.1 預(yù)測目標(biāo)30-31
• 3.3.2 預(yù)測方法31-32
• 3.3.3 預(yù)測結(jié)果32-39
• 3.4 施工期噪聲對部分海洋生物影響39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 風(fēng)電場運(yùn)營期水下噪聲傳播研究42-52
• 4.1 研究區(qū)域42-43
• 4.2 海上風(fēng)機(jī)運(yùn)營期水下噪聲的監(jiān)測和分析43-45
• 4.2.1 海上風(fēng)電場工程區(qū)背景噪聲分析43
• 4.2.2 海上風(fēng)機(jī)運(yùn)營期水下噪聲監(jiān)測43
• 4.2.3 海上運(yùn)營期水下噪聲分析43-45
• 4.3 運(yùn)營期水下噪聲預(yù)測分析45-50
• 4.3.1 水下噪聲傳播模擬45-49
• 4.3.2 水下噪聲模型適用性分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 論文總結(jié)52
• 5.2 未來展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60

【相似文獻(xiàn)】

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