[发明专利]新建滨海电厂温升区环境本底水温推算及温升计算方法

说明书

本发明公开了新建滨海电厂温升区海表层自然水温推算方法及温升计算方法，属于环境工程技术领域，推算方法包括S01：新建滨海电厂运行前，在其排放口附近海域选取与排放口水文环境相似的位置建立水温参考站；S02：持续观测并记录水温参考站与其他水温观测站的水温数据；S03：分析步骤S02中获得的水温数据；S04：推算出其他水温观测站的海表层自然水温，温升计算方法包括S01：采用新建滨海电厂温升区海表层自然水温推算方法推算出其他水温观测站海表层自然水温；S02：测量其他水温观测站的现场绝对水温；S03：其他水温观测站现场绝对水温与海表层自然水温差值即为实际温升。本发明解决了滨海电厂温升冷却水排放后海表层自然水温和实际温升不易获取的问题。

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及新建滨海电厂温升区环境本底水温推算及温升计算方法。

背景技术

一台电功率为1000MW的轻水堆核电机组约有功率为2000MW的热量经过凝汽器排出。采取直流冷却的方式，全部废热水体进入邻近海域，可能造成局部水域水体温度的急剧升高。增加其化学反应速率，影响水生生物的繁殖率及水中溶解氧，造成水的密度和粘度下降，并能加速颗粒物的沉降作用，影响水中悬浮物的沉降速率以及携带泥沙的能力，改变自然水体的水质。同时，温排水还对底栖动物、藻类、鱼类、珊瑚，甚至岸滩生物造成影响，改变其生存、生长和繁殖习性等。滨海电厂温排水对海洋生态环境具有一定影响，加强滨海电厂温排水热影响的监测是保障滨海海域环境和保持生态系统正常运行的必要措施，其中，环境本底水温指的是海洋环境在未受人为热源污染的情况下的水温背景值；温升，本文所指的温升是指滨海电厂的冷却水以温排水的形式排放入近岸海域后，导致的局部海域水温升高，其与环境本底水温的差值为温升。

目前，对于新建滨海电厂温排水的温升范围预测均是采用数值计算方式，期计算结果可以给出废热扩散的整体分布趋势，在新建滨海电厂的温排水预测方面依旧具有不可替代的作用，也是海域使用管理部门审批用海的重要依据。模型计算方程的原理成熟，但预测模型采用的热扩散系数、海表面热辐射、垂向分层和局部水深地形等参数在取值方面，不同的计算人员由于理解差异，导致温升扩散的计算结果也存在一定差异，如何采用合理的参数取值一直困扰着计算人员。

且常规大范围海水水温监测采用大面站监测方法，具体分为单船大面站水温监测、多船同步水温监测和定点锚系监测的方法。单船大面站水温监测是采用一条调查船在核电厂排水口附近依次调查多个站位的水温，将获取的水温数据认为是同一时刻的水温数据，通过空间插值得到海水水温大面分布；多船同步水温监测是多条调查船在核电厂排水口附近同步开展多个站位的水温连续监测，将获取的水温数据进行空间插值得到水温大面分布；定点锚系水温监测是将多个定点测站的水温数据进行空间插值后得到水温大面分布。然而，常规的大范围海水水温监测存在以下问题，单船大面站水温调查虽然调查站位远多于多船同步水温监测方法，但由于调查时间跨度较长，获取的水温数值并不是同一时刻，且表层水温随潮流运动扩散的实时性，其插值后难以代表同一时刻大范围水温分布；多船同步水温监测和定点锚系水温监测可获取多个站位同一时刻水温，但测量风险较大，空间样本的采样密度小，空间插值范围有限。因此，常规的大范围水温监测外业工作量大，海上测量风险较高，空间插值范围有限。而且，大范围海水水温监测所获取的水温是滨海电厂排水口附近水温的绝对值(即排水口温升水深+环境本底水温)，不能直接测量出环境本底水温，故无法得到实际温升影响范围。

卫星遥感技术具有资料获取快捷、长时间序列比对和费用低廉等特点，利用卫星遥感技术开展核电厂温排水监测，可开展大范围监测温排水分布状况，获取温排水的分布特征，也可对前期数值预测温升影响范围进行验证。然而，卫星遥感水温监测受制于卫星过境时间，导致不能进行全天候任意时间段的水温遥感，卫星遥感时间段与典型潮时可能不一致的问题，只能通过大量的遥感数据的长时间序列反演获取最大水温影响范围，从而产生了繁重的工作量，同时卫星遥感受限于100m的空间分辨率，无法识别小区域范围内的温水分布细节，且云层和水陆混合像元对温排水遥感监测也有一定影响。然而，卫星遥感确定的环境本底水温值可来自于前期温升数模结果，由于数值计算存在一定不确定性，故导致环境本底水温值的选取存在争议，进而导致温升范围反演的准确性。