新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法及温升计算方法技术

本发明专利技术公开了新建滨海电厂温升区环境本底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若干个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：推算出若干个其他水温观测站的环境本底水温，温升计算方法包括S01：采用新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法推算出其他水温观测站环境本底水温；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环境本底水温差值即为实际温升。本发明专利技术解决了滨海电厂温升冷却水排放后环境本底水温和实际温升不易获取的问题。实际温升不易获取的问题。实际温升不易获取的问题。

【技术实现步骤摘要】
新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法及温升计算方法


[0001]本专利技术涉及环境工程
，尤其涉及新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法及温升计算方法。

技术介绍

[0002]我国东部沿海地区是我国的电力负荷中心所在，每年电力消费约占全国的65％以上。根据国家统计局统计，2003
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2017年，东部地区各类型城市人均用电量总体呈逐年升高的趋势，均高于全国平均水平4516kWh/人，2016
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2020年间东部11个沿海省、市的年均电力消费量增长幅度约为5％，除辽宁、天津、江苏和上海外，其他沿海省的增长幅度超5％。因此，为满足我国东部沿海地区不断增长的负荷需求，在东部沿海建设了较多的核电厂。出于经济性和便利性的考虑，我国的核电厂主要建在沿海地区，采用直流冷却方式将冷却水直接排回邻近海域。截至2020年9月30日，我国滨海核电厂址(基地)已达15个，运行机组49台，在建机组达13台，额定装机容量为51027.16MWe，机组数量的增加也使得核电厂冷却水排海总热量增加。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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]航空器航拍遥感水温具有分辨率高(最高可达0.1℃)、航拍时间自由、定位精度高的优点，一般采用无人机和有人机。基于无人机搭载热红外成像仪可以方便、快捷的实现对滨海电厂排水口附近水体水温的反演，并可较为细致的识别温排水分布的细节，弥补卫星遥感影像周期长、分辨率低的不足。有人机可搭载精度更高的传感器，飞机速度更快，可实现较大面积海域的航拍。基于无人机搭载热红外传感器进行滨海电厂温排水的监测仍然受限于热红外成像幅宽小、全水域图像匹配困难等因素的制约，有人机虽然可解决上述部分缺点，但单次航拍成本过高，若在典型季节和典型潮时都进行航拍和反演，则是一笔费用不菲的支出。而且，环境本底水温的反演依旧是航空器航拍反演的缺点，其无法分辨出环境本底水温。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法及温升计算方法，解决了温升冷却水排放后环境本底水温和实际温升不易获取的问题，调查所需的人力、物力均较少，不受气象因素制约，观测获取的水温精度和可信度高。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，包含如下步骤：
[0010]S01：新建滨海电厂运行前，在其排放口附近海域选取至少一个与所述排放口水文环境背景特征相似的岸边或者海中位置建立水温参考站；通过温升数模计算出所述温排水的最大温升包络线，且在所述温排水的所述最大温升包络线范围内选址建立若干个其他水温观测站；
[0011]S02：实施水温参考站和其他水温观测站长期表层水温同步连续观测，并记录所述水温参考站与若干个所述其他水温观测站的水温数据；
[0012]S03：分析步骤S02中获得的水温数据，建立所述水温参考站与各个所述其他水温观测站之间水温的典型季节或长期线性关系；
[0013]S04：在新建滨海电厂运行后，持续观测水温参考站的水温，通过步骤S03中得出的线性关系，根据水温参考站的水温推算出各个所述其他水温观测站的环境本底水温。
[0014]本专利技术优选地技术方案在于，还包括通过对得到的多个其他水温观测站的环境本底水温进行小范围插值后，得到环境本底水温场分布的步骤。
[0015]本专利技术优选地技术方案在于，所述水温参考站距离所述排放口不超过20
㎞
，且无其他冷、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，其特征在于包含如下步骤：S01：新建滨海电厂运行前，在其排放口附近海域选取至少一个与所述排放口水文环境背景特征相似的岸边或者海中位置建立水温参考站；通过温升数模计算出所述温排水的最大温升包络线，且在所述温排水的所述最大温升包络线范围内选址建立若干个其他水温观测站；S02：实施水温参考站和其他水温观测站长期表层水温同步连续观测，并记录所述水温参考站与若干个所述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，建立所述水温参考站与各个所述其他水温观测站之间水温的典型季节或长期线性关系；S04：在新建滨海电厂运行后，持续观测水温参考站的水温，通过步骤S03中得出的线性关系，根据水温参考站的水温推算出各个所述其他水温观测站的环境本底水温。2.根据权利要求1所述的新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，其特征在于：还包括通过对得到的多个其他水温观测站的环境本底水温，或者对其他水温观测站推算得到的环境本底水温进行小范围插值后，得到环境本底水温场分布的步骤。3.根据权利要求1所述的新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，其特征在于：所述水温参考站距离所述排放口不超过20
㎞
，且无其他冷、热源影响；所述水温参考站位于温升数模计算出温升范围0.5℃外的海域，优选0.1℃温升外的海域。4.根据权利要求1所述的新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，其特征在于：根据步骤S01温升数模计算的最大温升包络线，得出1
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4℃的温升包络线，并且在每个温度包络线上选取至少两个适合建立其他水温观测站的站位。5.根据权利要求1所述的新建滨海电厂温升区环境本底水温推算方法，其特征在于：S02中还包括1个月的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇智，孙双文，纪鹏，杜军，田梓文，孙惠凤，
申请(专利权)人：青岛国海浩瀚海洋工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：