[發明專利]新建濱海電廠溫升區環境本底水溫推算及溫升計算方法

有效

• 申請號: 202210657450.2
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115147239B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王勇智;孫雙文;紀鵬;杜軍;田梓文;孫惠鳳
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所;青島國海浩瀚海洋工程咨詢有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F17/10
• 代理公司: 廈門律嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 35225
• 代理人: 張輝

本發明公開了新建濱海電廠溫升區海表層自然水溫推算方法及溫升計算方法，屬于環境工程技術領域，推算方法包括S01：新建濱海電廠運行前，在其排放口附近海域選取與排放口水文環境相似的位置建立水溫參考站；S02：持續觀測并記錄水溫參考站與其他水溫觀測站的水溫數據；S03：分析步驟S02中獲得的水溫數據；S04：推算出其他水溫觀測站的海表層自然水溫，溫升計算方法包括S01：采用新建濱海電廠溫升區海表層自然水溫推算方法推算出其他水溫觀測站海表層自然水溫；S02：測量其他水溫觀測站的現場絕對水溫；S03：其他水溫觀測站現場絕對水溫與海表層自然水溫差值即為實際溫升。本發明解決了濱海電廠溫升冷卻水排放后海表層自然水溫和實際溫升不易獲取的問題。

技術領域

本發明涉及環境工程技術領域，尤其涉及新建濱海電廠溫升區環境本底水溫推算及溫升計算方法。

背景技術

一臺電功率為1000MW的輕水堆核電機組約有功率為2000MW的熱量經過凝汽器排出。采取直流冷卻的方式，全部廢熱水體進入鄰近海域，可能造成局部水域水體溫度的急劇升高。增加其化學反應速率，影響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，并能加速顆粒物的沉降作用，影響水中懸浮物的沉降速率以及攜帶泥沙的能力，改變自然水體的水質。同時，溫排水還對底棲動物、藻類、魚類、珊瑚，甚至岸灘生物造成影響，改變其生存、生長和繁殖習性等。濱海電廠溫排水對海洋生態環境具有一定影響，加強濱海電廠溫排水熱影響的監測是保障濱海海域環境和保持生態系統正常運行的必要措施，其中，環境本底水溫指的是海洋環境在未受人為熱源污染的情況下的水溫背景值；溫升，本文所指的溫升是指濱海電廠的冷卻水以溫排水的形式排放入近岸海域后，導致的局部海域水溫升高，其與環境本底水溫的差值為溫升。

目前，對于新建濱海電廠溫排水的溫升范圍預測均是采用數值計算方式，期計算結果可以給出廢熱擴散的整體分布趨勢，在新建濱海電廠的溫排水預測方面依舊具有不可替代的作用，也是海域使用管理部門審批用海的重要依據。模型計算方程的原理成熟，但預測模型采用的熱擴散系數、海表面熱輻射、垂向分層和局部水深地形等參數在取值方面，不同的計算人員由于理解差異，導致溫升擴散的計算結果也存在一定差異，如何采用合理的參數取值一直困擾著計算人員。

且常規大范圍海水水溫監測采用大面站監測方法，具體分為單船大面站水溫監測、多船同步水溫監測和定點錨系監測的方法。單船大面站水溫監測是采用一條調查船在核電廠排水口附近依次調查多個站位的水溫，將獲取的水溫數據認為是同一時刻的水溫數據，通過空間插值得到海水水溫大面分布；多船同步水溫監測是多條調查船在核電廠排水口附近同步開展多個站位的水溫連續監測，將獲取的水溫數據進行空間插值得到水溫大面分布；定點錨系水溫監測是將多個定點測站的水溫數據進行空間插值后得到水溫大面分布。然而，常規的大范圍海水水溫監測存在以下問題，單船大面站水溫調查雖然調查站位遠多于多船同步水溫監測方法，但由于調查時間跨度較長，獲取的水溫數值并不是同一時刻，且表層水溫隨潮流運動擴散的實時性，其插值后難以代表同一時刻大范圍水溫分布；多船同步水溫監測和定點錨系水溫監測可獲取多個站位同一時刻水溫，但測量風險較大，空間樣本的采樣密度小，空間插值范圍有限。因此，常規的大范圍水溫監測外業工作量大，海上測量風險較高，空間插值范圍有限。而且，大范圍海水水溫監測所獲取的水溫是濱海電廠排水口附近水溫的絕對值(即排水口溫升水深+環境本底水溫)，不能直接測量出環境本底水溫，故無法得到實際溫升影響范圍。

衛星遙感技術具有資料獲取快捷、長時間序列比對和費用低廉等特點，利用衛星遙感技術開展核電廠溫排水監測，可開展大范圍監測溫排水分布狀況，獲取溫排水的分布特征，也可對前期數值預測溫升影響范圍進行驗證。然而，衛星遙感水溫監測受制于衛星過境時間，導致不能進行全天候任意時間段的水溫遙感，衛星遙感時間段與典型潮時可能不一致的問題，只能通過大量的遙感數據的長時間序列反演獲取最大水溫影響范圍，從而產生了繁重的工作量，同時衛星遙感受限于100m的空間分辨率，無法識別小區域范圍內的溫水分布細節，且云層和水陸混合像元對溫排水遙感監測也有一定影響。然而，衛星遙感確定的環境本底水溫值可來自于前期溫升數模結果，由于數值計算存在一定不確定性，故導致環境本底水溫值的選取存在爭議，進而導致溫升范圍反演的準確性。