【摘要】：紅沿河核電站是我國(guó)北方渤海地區(qū)唯一的核電站,掌握核電站周邊海域流場(chǎng)和溫度場(chǎng)變化特征對(duì)保障核電冷源取水安全具有重要意義,對(duì)排水口物質(zhì)和能量的輸運(yùn)規(guī)律研究也具有一定的價(jià)值。本文基于2013年12月—2014年5月在紅沿河核電站鄰近海域布放的4套海床基系統(tǒng)獲取的海流、水位和底層溫度等連續(xù)觀測(cè)資料,結(jié)合同期遙感風(fēng)場(chǎng)和海表高分辨率溫度場(chǎng)(SST)等數(shù)據(jù),分析了該海域余流的垂向分布特征;采用調(diào)和分析方法對(duì)該海域潮流特征進(jìn)行研究;討論了研究海域溫度的變化規(guī)律,風(fēng)場(chǎng)與表、中、底層流速的相干關(guān)系,并利用小波分析闡明了海流及潮汐能量隨時(shí)間的變化,從而總結(jié)環(huán)境變化對(duì)水動(dòng)力場(chǎng)的影響。主要研究結(jié)果如下:核電站鄰近海域的余流流速基本隨深度增加而減小,中層附近余流的垂向變化較小,近底層余流的變化較大。S1站余流流速相對(duì)較小,但余流占總流速比例及其隨深度的變化程度較大,流向?yàn)闁|北向,余流垂向變化流動(dòng)能占總動(dòng)能的17.82%,其平均渦動(dòng)能量占總渦動(dòng)動(dòng)能的66%;S2、S3兩站余流所占比例隨深度變化較小,流向?yàn)槲髂舷?余流垂向變化流動(dòng)能占總動(dòng)能的17.82%,其渦動(dòng)能有96%是正壓的;S4站余流所占比例隨深度變化較小,流向北偏東,該站余流正壓結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,余流渦動(dòng)能基本是正壓的。潮流屬于規(guī)則半日潮流,M2分潮流在該海域占主導(dǎo)作用,K1分潮流次之,M2分潮流和K1分潮流基本呈往復(fù)流特征。S1站淺水分潮顯著,且由于S1站地處取水導(dǎo)流堤所圍的港池中,潮流特征的垂向分布與S2—S4站有較大差異。各站M2分潮流和K1分潮流的最大流速均隨深度增加而減小,除S1站外,S2—S4三站M2分潮流和K1分潮流的旋轉(zhuǎn)率、最大流速方向值均隨深度增大而減小,最大流速發(fā)生時(shí)間隨深度變化較小。2013年底到2014年3月初,研究海域的SST呈逐漸下降的趨勢(shì);S1—S4四站海底溫度總體呈先減小后增大趨勢(shì)震蕩變動(dòng),且隨潮汐變化有明顯的極大值和極小值,最小值出現(xiàn)在2月。近岸站點(diǎn)受太陽(yáng)輻射等因素影響造成的溫度日變化影響比遠(yuǎn)岸站點(diǎn)大;S4站中層海水受溫排水影響,溫度及其變化幅度均略高于底層,但溫排水對(duì)該站中層以下的溫度環(huán)境影響較小。核電站鄰近海域海表10m風(fēng)場(chǎng)對(duì)周期小于0.5d的高頻海流影響較大,近岸補(bǔ)償流中周期大于1d的低頻海流也容易受到風(fēng)的作用,且冬季大風(fēng)對(duì)流的影響直達(dá)海底。S1站沒(méi)有長(zhǎng)期連續(xù)的顯著潮流信號(hào);S2—S4站均有顯著的半日潮流信號(hào),半日分潮流能量隨時(shí)間振蕩變化且在整個(gè)觀測(cè)期內(nèi)連續(xù),在2月10日左右開(kāi)始進(jìn)入結(jié)冰期時(shí)達(dá)到最小值。S1—S4站潮汐能量也隨時(shí)間振蕩變化,能量極大值出現(xiàn)在大潮日附近,極小值出現(xiàn)在小潮日附近,朔日后的能量變化強(qiáng)于望日后的能量變化。海面結(jié)冰使潮汐能量變化變快,但能量相對(duì)較低,水位變化程度與潮汐能量大小呈正相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X145;TM623
【圖文】：

圖 1-1 壓水堆核電站運(yùn)作原理Fig.1-1 Operation principle of pressurized water reactor nuclear power plant核電站生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中與海洋環(huán)境的相互影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面：核電取水口在取水過(guò)程中易受懸浮泥沙、海洋生物、海洋垃圾以及海冰（在我國(guó)主要發(fā)生于冬季）的淤積阻塞，核電站取水系統(tǒng)的堵塞問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)核電機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生影響，導(dǎo)致核電機(jī)組被迫降低功率或停堆停機(jī)，還可能對(duì)核電站最終熱阱的可用性構(gòu)成威脅[1]。另一方面：核電排水口排放的溫排水會(huì)給海洋輸入大量的熱能以及余氯等污染物質(zhì)，并存在放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)，這將對(duì)局部海域的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和海洋生態(tài)環(huán)境造成一定的影響[2，3]。紅沿河核電站是我國(guó)北方渤海地區(qū)唯一的在營(yíng)核電站。與我國(guó)其他沿海核電站不同的是，冬季海冰對(duì)核電站取水口安全的影響很大。因此掌握冬季核電站周邊海域流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的變化特征，對(duì)保障核電冬季冷源安全具有重要意義，另外對(duì)研究排水口物質(zhì)和能量的輸運(yùn)規(guī)律也具有一定的價(jià)值。因此，本文將基于冬季實(shí)測(cè)水動(dòng)力資料，詳細(xì)分析紅沿河核電站周邊海域的海流和溫度特征及其環(huán)境響

遼寧紅沿河核電站隸屬于中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司，是我國(guó)“十一五”期間首個(gè)批準(zhǔn)開(kāi)工建設(shè)的核電項(xiàng)目，是我國(guó)目前百萬(wàn)千瓦級(jí)核電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化、自主化程度最高的核電站，同時(shí)也是我國(guó)東北地區(qū)第一個(gè)核電站。紅沿河核電站分兩期規(guī)劃，共建有 6 臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)的壓水核電機(jī)組。其中，一期工程于 2007 年 8 月開(kāi)工建設(shè)，目前 4 臺(tái)機(jī)組均已投入運(yùn)營(yíng)，單臺(tái)夏季冷卻水量約為 50.2m3/s，冬季冷卻水量約為 37.6m3/s[32]；二期工程的 2 臺(tái)機(jī)組已全面進(jìn)入設(shè)備安裝階段。為防止冬季取水口的泥沙、浮冰和固體漂浮物阻塞取水口，一期工程采用敞開(kāi)式明渠取水方案，所有機(jī)組共用廠區(qū)西側(cè)的 1 個(gè)取水口；明渠排水口集中于廠區(qū)西側(cè)護(hù)岸外，口門(mén)朝向西南，呈喇叭式集中排放。核電站建于遼寧省瓦房店市紅沿河鎮(zhèn)，地處遼東灣東海岸，位于二級(jí)海蝕階地之上，地勢(shì)高差起伏較小，大部分地段平坦開(kāi)闊，海岸線(xiàn)大致呈 N—S 走向。廠址西側(cè)面臨海，南岸和北岸為淺水海灣所包圍，三面臨海、一面向陸。廠區(qū)附近水深變化較小，等深線(xiàn)大概與海岸線(xiàn)平行。離岸不遠(yuǎn)處有島，名為‘溫坨子島’島岸為基巖砂質(zhì)岬灣海岸，海岸陡峭，岬角突出，岸邊附近水深流急。

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文海流旋轉(zhuǎn)譜可分為反映海流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)分矢量能量分布情況的順時(shí)針譜，以及反映海流逆時(shí)針?lè)质噶磕芰糠植记闆r的逆時(shí)針譜。從圖 3-1 可以看出，紅沿河核電站取水口附近 S1 站的表層海流具有較強(qiáng)的半日分潮流信號(hào)，而全日分潮流信號(hào)卻不顯著，取而代之的是頻率在 0.17cph 頻率附近的強(qiáng)信號(hào)，且此信號(hào)強(qiáng)度略低于半日分潮流頻率，說(shuō)明 S1 站處潮流以半日分潮流和淺水分潮為主；各層潮流信號(hào)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的能量強(qiáng)于逆時(shí)針?lè)较�，這說(shuō)明潮流在 S1 處主要為順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。圖 3-1 S1 站表層海流旋轉(zhuǎn)譜Fig.3-1 Rotation spectrum of surface current in S1S2、S3 和 S4 三站位于外海。由圖 3-2—圖 3-4 可以看出，表層三站在 0.0805cph頻率附近的海流波動(dòng)信號(hào)最強(qiáng)

【參考文獻(xiàn)】

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2 王祥;蘇岫;王新新;王林;文世勇;;基于Landsat-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)的紅沿河核電站溫排水監(jiān)測(cè)[J];紅外;2015年08期

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4 朱子晨;胡澤建;張永強(qiáng);遲萬(wàn)清;劉建強(qiáng);邊淑華;熊叢博;;湄洲灣溫排水海區(qū)水溫垂向不均勻特征的數(shù)值模擬與觀測(cè)研究[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2014年02期

5 崔方水;顧磊;李文丹;;田灣核電站擴(kuò)建工程泥沙問(wèn)題研究[J];水道港口;2013年04期

6 王冠琳;熊學(xué)軍;;田灣海域溫排水分布及變化規(guī)律分析[J];海洋科學(xué)進(jìn)展;2013年01期

7 徐月平;張曉峰;張兵;上官志洪;沙向東;;核電廠溫排水融冰預(yù)測(cè)及影響評(píng)估[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2012年S2期

8 周穎;鞏彩蘭;匡定波;胡勇;;基于環(huán)境減災(zāi)衛(wèi)星熱紅外波段數(shù)據(jù)研究核電廠溫排水分布[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2012年06期

9 解靜;梁書(shū)秀;孫昭晨;屠姍姍;張亦飛;李伯根;;象山港污染物漂移擴(kuò)散規(guī)律研究[J];水道港口;2012年05期

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本文編號(hào)：2750196