【摘要】：以某內(nèi)陸核電廠址為例,選取90%頻率環(huán)境來流作為設(shè)計基準,建立放射性液態(tài)流出物排放量與環(huán)境流量等比分配的動態(tài)排放模式,采用EFDC數(shù)學模型作為模擬手段,分析基準年逐月來流過程放射性液態(tài)流出物排放分配方式與環(huán)境水體中核素濃度變化的關(guān)系,模擬常態(tài)化實際來流過程中放射性液態(tài)流出物動態(tài)排放控制條件和水域濃度規(guī)律。應(yīng)用于典型案例,提出瞬時排放量控制上限與環(huán)境流量等比例動態(tài)分配相結(jié)合的動態(tài)排放控制方式,并提出瞬時排放量上限的合理取值為3倍年均排放速率。結(jié)果表明,該動態(tài)排放控制方式可有效降低受納水域高濃度出現(xiàn)時間,并實現(xiàn)最大峰值濃度合理控制,削弱放射性液態(tài)流出物排放對環(huán)境水體的影響。這對內(nèi)陸核電廠排水管理具有重要指導(dǎo)意義。
【圖文】：

釢酵?流擴散和外部濃度源項;Aν是垂向紊動粘滯系數(shù)，Ab是垂向擴散系數(shù)，此二系數(shù)采用Y－M模型求解。EFDC模型是基于三維數(shù)值計算建立的，方程求解在交錯網(wǎng)格上利用分離內(nèi)、外模式求解，可以用于一維、二維、三維溫鹽及物質(zhì)輸運模擬［6］，在水庫、河流水溫、污染物模擬方面有廣泛應(yīng)用［7－9］。本文主要關(guān)注濃度平面和時間分布，采用垂向平均二維模型。案例核電廠址位于某河道型水庫中游，排放口置于排放斷面中心水深最大處，受納水體為水庫。水動力和濃度模擬計算域取為整個水庫主體，計算網(wǎng)格如圖1所示，網(wǎng)格總數(shù)量5742。計算上游邊界采用入流流量邊界，根據(jù)水文站實測流量給定，，下游大壩出口采用出流流量邊界，根據(jù)大壩下泄流量給定，上游濃度為0，下游濃度為梯度邊界。模型底部糙率經(jīng)率定取為0.025，水平擴散系數(shù)參考類似研究［7］取為10m2/s。核電廠排放核素種類較多，其中3H的排放量控制最難，法國已有經(jīng)驗表明3H也是內(nèi)陸核電廠地表水體放射性劑量貢獻最大的核素［10］，故本文選取3H作為代表性核素進行計算。3H主要存在于水體，其半衰期較長(為12.28年)，在濃度模擬中可忽略自身衰變及泥沙吸附的影響。圖1模擬范圍與計算網(wǎng)格示意2模擬結(jié)果2.1基準年來流過程濃度計算結(jié)果案例核電廠址受納水庫90%頻率年平均流量為41.85m3/s，年總來水量V0=1.32E+09m3。經(jīng)調(diào)節(jié)計算的月平均流量過程如圖2所示，可以看出年來流過程不均勻，4—6月流量最大，1—2月流量最校由于排放口位于水庫中游，出口附近稀釋能力同時受上游來流和下游下泄的影響，根據(jù)前期經(jīng)驗［3］，動態(tài)排放分配環(huán)境流量Q選取水庫總來流量和下泄流量平均值。按建設(shè)2臺AP1000機組，3H年總排放量?

陳小莉，等∥基于水文條件的內(nèi)陸核電廠放射性液態(tài)流出物動態(tài)排放模擬研究水利水電技術(shù)第48卷2017年第1期圖2典型基準年3H動態(tài)排放量過程圖3C0－0方案3H濃度平面分布示意勢，大部分水域濃度較6月明顯增大。圖4中方案C0－1在2月和6月排放口下游濃度分布形態(tài)相似，2月濃度相比6月略大，說明按流量等比動態(tài)排放年內(nèi)的稀釋能力利用率較接近。如圖5所示為排放口下游1km斷面幾何平均濃度隨時間的分布，方案C0－0年內(nèi)濃度變幅很大，約57%的時間濃度值高于標準限值100Bq/L，其中3月份濃度最高，達548Bq/L;方案C0－1年內(nèi)濃度分布相對均勻，約5%時段濃度高于100Bq/L，最大濃度值為106Bq/L。由此可見動態(tài)排放優(yōu)化后下游1圖4C0－1方案3H濃度平面分布示意圖5基準年排放口下游1km斷面平均3H濃度km斷面平均濃度在時間上更均勻，峰值濃度更低。如圖6所示為下游1km斷面峰值濃度沿河寬的分布，可以看出，不同排放方式均呈現(xiàn)斷面中間濃度高，兩岸側(cè)低。方案C0－1斷面最大濃度遠小于方案C0－0，但仍高于標準限值，說明排放口下游1km范圍內(nèi)橫向稀釋均勻性較差，這可以通過排放口型式優(yōu)化進一步予以改善。2.22012—2014年實時來流過程濃度計算結(jié)果實際運行中分配瞬時排放量時，排放年內(nèi)環(huán)境總來流量V是未知的，以基準c0值作為排放分配依據(jù)，計算的瞬時排放量q仍與實際來流量Q成比例，年內(nèi)97
【作者單位】： 中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室;中國水利水電出版社;
【基金】：國家自然科學基金青年科學基金項目(51209228)
【分類號】：TV137

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本文編號：2541069