【其他行业标准】 气候可行性论证规范 抗风参数计算

ICS 07. 060
中华人民共和国气象行业标准
QX/T 436—2018
气候可行性论证规范
抗风参数计算
Specifications for climatic feasibility demonstrationWind-resistantparameters calculation
2018-07-11发布
国气象局
2018-12-01实施
规范性引用文件
术语和定义
数据收集
风切变指数计算
流强度计算
阵风系数计算
重现期风速、风压计算
附录A（规范性附录)
附录B（资料性附录）
附录C(资料性附录)
附录D(规范性附录）
附录E（资料性附录)
附录F（资料性附录）
参考文献
风切变指数计算方法
地表分类·
t检验方法
比值订正法
极值I型概率分布函数
风压计算方法
QX/T436—2018
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会（SAC/TC540)提出并归口。QX/T436—2018
本标准起草单位：广东省气象局、中国气象局公共气象服务中心、广东粤电阳江海上风电有限公司。本标准主要起草人：黄浩辉、秦鹏、蒋承霖、全利红、王丙兰、张淇宣，1范围
抗风参数计算
气候可行性论证规范
QX/T436—2018
本标准规定了工程建设项目抗风气候可行性论证中数据收集、风切变指数计算、满流强度计算、阵风系数计算、重现期风速和风压计算的方法。本标准适用于工程建设项目气候可行性论证中抗风参数的计算，其他工程设计可参考应用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T18710-2002风电场风能资源评估方法GB50009—2012建筑结构荷载规范3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
wind-resistantparameter
抗风参数
用于工程建设项目抗风设计的参数。注：气候可行性论证中的抗风参数主要包括风切变指数、满流强度、阵风系数、重现期风速和风压等。3.2
windspeedinterval
风速时距
计算平均风速所采用的时间间隔3.3
月returnperiod
重现期
某一事件重复出现的平均间隔时间。3.4
referencemeteorological station参证气象站
气象分析计算所参照具有长年代气象数据的国家气象观测站，注：国家气象观测站包括GB31221一2014中定义的国家基准气候站、国家基本气象站、国家一般气象站，3.5
专用气象站
dedicatedmeteorologicalstation为获取规划和建设项目场址所在区域气象特征的实际气象资料而设立的专用气象观测站，包括地面气象观测场、观测塔和其他特种观测设施等。3.6
windshearexponent
风切变指数
用于描述风速随高度变化的幂函数中的指数。1
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Estandard deviation of wind speed风速标准差
组风速值与其平均值的离差平方和的算术平均数的平方根注：它反映一组风速值的离散程度。3.8
turbulence intensity
瑞流强度
风速标准差与平均风速的比率
注：用同一组测量数据和规定的周期进行计算3.9
阵风风速
gustspeed
1s～3s时距的瞬时风速值。
阵风系数
gustfactor
由平均风速推算阵风风速的比例系数，通常采用3s最大阵风风速与10min平均风速的比值，3.11
windpressure
垂直于风向的平面上所受到的风的压强。3.12
Ereferencewindpressure
基本风压
由当地空旷平坦地面上10m高度50年一遇的10min平均风速及相应的空气密度计算确定的风压。
4数据收集
4.1参证气象站测风数据收集
4.1.1参证气象站选择
根据以下原则，选择参证气象站：具有30年以上的风观测资料；
b）与工程场址距离较近，地形、地貌较为相似：测风环境基本保持长年不变或具备完整的迁站对比测风记录；c）
d）与专用气象站同期强风风速样本（宜为10m/s以上）的相关显著性应通过0.05信度检验。4.1.2参证气象站测风数据收集
应收集参证气象站30年以上历年最大风速数据，以及与专用气象站同期观测的逐日最大10min平均风速、逐时风速和风向数据，有效数据完整率应大于或等于90%。有效数据完整率的计算方法见GB/T18710—2002的5.2.4。
4.2专用气象站测风数据收集
应收集专用气象站至少一年的测风数据，包括：逐10min平均风速和风向、逐10min风速标准差和最大阵风风速数据，有效数据完整率应天于或等于90%。有效数据完整率的计算方法见GB/T18710—2002的5.2.4。
5风切变指数计算
QX/T436—2018
从风梯度观测数据中，根据项目需求选取风速样本，计算各高度层的平均风速值，然后宜根据下垫面状况、风速大小状况、不同方向风切变的差异状况进行分类计算。计算方法见附录A。6端流强度计算
6.1从风观测数据中，根据项目需求选取10min平均风速及对应风速标准差样本，宜根据下垫面状况、风速大小状况、不同方向端流的差异状况进行分类计算。6.2流强度计算方法见式（1）：式中：
I——端流强度，无量纲数；
...(1)
10min风速标准差，单位为米每秒（m/s）；g
10min平均风速，单位为米每秒（m/s）。7阵风系数计算
7.1从风观测数据中，根据项目需求选取10min平均风速及对应最大阵风风速样本，宜根据下垫面状况、风速大小状况、不同方向风的阵性的差异状况分类计算阵风系数；用于重现期风速计算时，宜选取平均风速在15m/s以上的样本，同时关注最大风速样本时的阵风系数。7.2阵风系数计算方法见式（2）：Vma
式中：
阵风系数，无量纲数；
10min时距内阵风风速最大值，单位为米每秒（m/s）；V
10min平均风速，单位为米每秒（m/s）。3重现期风速、风压计算
建立参证气象站年最大风速序列8.1.1初始序列
·（2）
从参证气象站逐时或定时风速观测数据中选取年最大值构成全方位年最大风速初始序列，从参证气象站逐时风速观测数据中按风向方位选取年最大值构成分方位年最大风速初始序列。8.1.2时距订正
当年最大风速取自时距为2min的定时观测资料时，应将其订正到10min时距。利用定时观测的年最大2min平均风速和逐时观测的年最大10min平均风速的同步样本（当样本数小于15时，宜从月最大风速中选取样本)拟合的线性回归方程进行订正。3
QX/T436—2018
8.1.3高度订正
当风速仪距观测场地面高度不等于10m，且观测场区域处于开阔平坦地表时（A类或B类地表，参见附录B中表B.1)，可按照幂指数公式（见附录A)将年最大风速订正到10m高度。8.1.4迁站订正
对迁站前、后两段年最天10min平均风速样本数据，采用t检验方法（参见附录C)进行差异显著性检验，若无显著性差异，则迁站前、后两段数据可合并使用，无需订正。若存在显著性差异，可从迁站对比观测的日最天10min平均风速中选取较天值样本（宜为10m/s以上）构成全方位风速订正样本，采用GB/T18710一2002中附录A的方法，构成分方位风速订正样本，以此计算比值系数，采用比值订正法进行订正（见附录D）。
8.1.5测风环境变化订正
若参证气象站受测风环境变化影响导致年最大风速序列存在明显的突变时，宜采用适当的检验技术（如1检验方法，参见附录C)，找出突变点，并对其原因进行考察分析确认，利用突变点前后两段年最大风速的平均值的比例关系进行订正。8.2重现期风速计算
8.2.1参证气象站重现期风速计算利用参证气象站距地面10m高度的年最大10min平均风速序列，采用极值I型概率分布函数（参见附录E)计算其不同重现期的10 min平均风速。8.2.2工程场址重现期风速计算
8.2.2.1当工程场址缺乏测风数据，但参证气象站与工程场址距离较近且地形地貌相似时，可将参证气象站重现期风速通过风速地表修正系数（参见附录B)换算为工程场址10m高度重现期风速，然后根据工程场址地表状况，参照附录B确定工程场址风切变指数，按照幕指数公式（见附录A)将工程场址10m高度重现期风速推算到工程项目需求的不同高度层，得出工程场址重现期风速8.2.2.2当参证气象站与工程场址距离较远或地形地貌相差较大时，应设立专用气象站，在与参证气象站同期风速观测数据相关分析的基础上，推算工程场址重现期风速。8.2.2.2.1从专用气象站10m高测风层与参证气象站至少一年同步观测的日最大10min平均风速中选取较大值样本（宜为10m/s以上）构成全方位风速样本，采用GB/T18710一2002中附录A的方法，构成分方位风速样本，以此计算比值系数，根据工程需求推荐合适的比值系数与参证气象站重现期风速相乘，得出专用气象站10m高度的重现期风速。8.2.2.2.2当专用气象站10m高度测风数据受下垫面影响较大，不具备代表性时，可选取专用气象站最高测风层数据，按照8.2.2.2.1的方法计算得出专用气象站最高测风层的重现期风速。8.2.2.2.3利用专用气象站至少一年的10min平均风速的较大值样本（宜为10m/s以上），计算确定工程场址的风切变指数（见附录A），按照幂指数公式（见附录A)将8.2.2.2.1或8.2.2.2.2的计算结果推算到工程项目需求的不同高度层，得出工程场址重现期风速。8.3重现期风压计算
8.3.1工程场址重现期风压计算
按工程场址各高度各重现期的10min平均风速及相应空气密度计算工程场址重现期风压，计算方QX/T436—2018
法参见附录F。其中空气密度应考虑当地的控制性大风（冷空气大风、强对流天风、台风等）季节的空气密度。
8.3.2基本风压计算
计算参证气象站或工程场址的基本风压时，应先考察其地表状况，若属于B类地表（参见附录B)，则直接采用其10m高度50年一遇的10min平均风速及相应空气密度计算得出其基本风压，否则应通过风速地表修正系数（参见附录B)将其10m高度50年一遇的10min平均风速换算到B类地表，再结合相应空气密度计算得出其基本风压。8.4计算结果合理性分析
重现期风速、风压计算结果按照GB50009—2012（公路桥梁工程可参考JTG/TD60-01—2004）关于全国基本风速、风压的数据并结合工程场址的地理、地形和地貌条件进行合理性对比分析，
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