CN116313195A - 一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及*** - Google Patents

一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及*** Download PDF

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CN116313195A CN202310572096.8A CN202310572096A CN116313195A CN 116313195 A CN116313195 A CN 116313195A CN 202310572096 A CN202310572096 A CN 202310572096A CN 116313195 A CN116313195 A CN 116313195A
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金玉休
朱子晨
孙双文
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Abstract

本发明属于环境工程技术领域，公开了一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及***，方法包括以下步骤：S1、根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站；S2、构建所述水温参考站与所述备选水温观测站的线性关系，基于所述线性关系对不满足预设条件的所述备选水温观测进行剔除，得到水温观测站；S3、基于所述线性关系，计算核电厂分期扩建后若干个温排放口中每个排放口的实际温升值以及月均温升值。本发明不仅能够分辨出多个排放口温排水同时排放时的叠加温升，而且能计算出每个排放口温排水的单独温升。

Description

一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及***
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及***。
背景技术
加强滨海核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***正常运行的必要措施。因此，掌握核电厂排放口的温排水实际温升水温值十分重要，而且核电厂建设周期长，一般都分期建设（一般分为三期，每期建设2个机组），每期需新建1个排放口，用以排放温升冷却水。然而核电厂经多期建设后，各排放口形成的温升区相互混合，形成一个较大面积的温升区，无法分辨出每个排放口的单独温升水温值。
目前，对于新建滨海核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，可通过各排放口运行工况，预测给出各排放口的温升，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，计算出排放口温升影响面积也是各有不同。
常规的核电厂温排水口附近海域水温监测，一般采用锚系定点观测、多船同步水温测量、卫星遥感、机载航空遥感方法。但上述观测方法，均存在不同的缺陷，只能观测得到温排水口排出的温升冷却水与周边海水混合后的海水水温，尚无法分辨出温升冷却水产生的实际温升范围。例如，锚系定点水温观测，只能获取单点位的水温值，获取的是排放口排放的温升冷却水水温叠加海水环境本底水温后的现场绝对水温（即排水口温升水深+环境本底水温），无法分辨实际温升水温；多船同步水温测量，虽可获取一段时间内的多个点位的同步水温值，无法开展长时间序列观测，但也只能获取温排水口排出的温升冷却水与周边海水混合后的海水绝对水温，尚无法分辨出温升冷却水产生的实际温升范围，更无法得出每个排放口的单独温升影响范围；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，但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，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，但同样也无法分辨出排水口的实际温升，每个排放口的单独温升无法分辨出，只能识别排水口附近水体的现场绝对水温；机载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，但单次观测实施成本高，且依旧其无法分辨出环境本底水温，只能得到现场绝对水温。因此，上述水温观测方法，在核电厂运行后不仅无法获取排水口附近的环境本底水温，无法获取实际温升水温值，而且当多个排放口排放温升冷却水时，各个排放口排放的温排水混合在一起，既无法分辨出多个排放口的叠加温升，也无法分辨出每个排放口的单独温升水温值。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提出一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法及***，用于解决核电厂分期建设后多个排放口排放温升冷却水后，各排放口的温排水相互叠加影响，从而难以分辨出各排放口单独排放时的实际温升水温值的问题，本发明调查所需的人力、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。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，包括以下步骤：
S1、根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站；
S2、构建所述水温参考站与所述备选水温观测站的线性关系，基于所述线性关系对不满足预设条件的所述备选水温观测进行剔除，得到水温观测站；
S3、基于所述线性关系，计算核电厂分期扩建后若干个温排放口中每个排放口的实际温升值以及月均温升值。
优选地，所述S3包括：
S31、基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温计算第一期排放水口温排水的实际温升值；
S32、持续对所述水温观测站进行表、中、底层的所述绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的所述月均温升值；
S33、基于第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值；
S34、基于第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
优选地，计算第二期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第二期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值。
优选地，计算第三期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第三期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值、第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
本发明还提供一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，包括：
采集单元、构建单元和计算单元；
所述采集单元用于根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站；
所述构建单元用于构建所述水温参考站与所述备选水温观测站的线性关系，基于所述线性关系对不满足预设条件的所述备选水温观测进行剔除，得到水温观测站；
所述计算单元用于基于所述线性关系，计算核电厂分期建设若干个排放口温排水共同叠加温升和每个排放口单独月均温升值。
优选地，所述计算单元的工作过程包括：
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温计算第一期排放水口温排水的实际温升值；
持续对所述水温观测站进行表、中、底层的所述绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的所述月均温升值；
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温，计算第一期排放水口和第二期排放口温排水的实际叠加温升值；
基于第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值；
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温，计算第一期排放水口、第二期第排放口和第三期排放口温排水的实际叠加温升值；
基于第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
优选地，所述计算单元计算第二期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第二期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值。
优选地，所述计算单元计算第三期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值的方法包括：
获得第三期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值、第二期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值计算第三期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明不仅能够分辨出多个排放口温排水同时排放时的叠加温升，而且能计算出每个排放口温排水的单独温升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明核电厂多个排放口温排水叠加的温升确定方法流程示意图；
图2为本发明实施例模型网格与水深分布示意图；
图3为本发明实施例水温参考站与水温观测站分布示意图；
图4为本发明实施例水温参考站与水温观测站线性关系拟合示意图；
图5为本发明方案2温升结果比较示意图；
图6为本发明方案3温升结果比较示意图；
图7为本发明方案4温升结果比较示意图；
图8为本发明方案5温升结果比较示意图；
图9为本发明方案5推算第1期和第2期排放口共同排放时第2期排放口导致的温升结果比较示意图；
图10为本发明方案6温升结果比较示意图；
图11为本发明方案6推算第1期、第2期排放口和第3期排放口共同排放时第3期排放口导致的温升结果比较示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
名词定义：环境本底水温：环境本底水温是指海洋环境在未受人为热源污染的情况下，其水温背景值。
温升：本发明所指的温升是指滨海核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。
绝对水温：受到核电厂排放口的温排水影响，水温高于环境本底水温，为环境本底水温与温升之和。
单独温升：当超过1个排放口向海水排放温升冷却水时，各排放口形成的温升影响范围可能会相互叠加，形成范围更大的温排水影响范围，每个排放口导致的温升为单独温升。
叠加温升：当超过1个排放口向海水排放温升冷却水时，各排放口形成的温升影响范围可能会相互叠加，形成范围更大的温排水影响范围，各排放口单独排放时产生的温升相互叠加后形成叠加温升水温值。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，包括以下步骤：S1、根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站。
本实施例中，通过搜集滨海核电厂前期水文环境、水深地形、气象资料等等，掌握厂址附近的水文环境背景特征，以及根据核电厂周围海流分布、开发利用现状与规划等情况，确定排水口附近的水温测站，确定出不受排放口温升影响的水温测站作为水温参考站，其他水温测站作为备选水温观测站。
S2、构建水温参考站与备选水温观测站的线性关系，基于线性关系对不满足预设条件的备选水温观测进行剔除，得到水温观测站。
对水温参考站和备选水温观测站展开典型季节或者周年表、中、底层水温观测，分别建立表、中、底层的备选水温观测站与水温参考站之间的线性关系，Bi=AXi+Ci，其中，A表示水温参考站的绝对水温；Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数。将相关系数在0.85以上，信度在95%以上的备选水温观测站予以保留，作为水温观测站，将不满足上述条件的备选水温观测站剔除。获得各水温观测站与水温参考站之间的线性回归系数后，水温参考站持续观测，水温观测站可暂停观测也可继续观测。按照《海洋调查规范》，表层是指水面以下0.5m处，中层是指总水深的60%处，底层是指海底以上1m处。
S3、基于线性关系，计算核电厂分期扩建后若干个温排放口中每个排放口的实际温升值以及月均温升值。具体的，包括：S31、基于线性关系获得水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和环境本底水温计算第一期排放水口温排水的实际温升值。
当滨海核电厂第一期进行后，第一期排水口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di，其中，A表示水温参考站的绝对水温；Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一期排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升。可以推算出其环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口导致水温观测站的实际温升值。因此，第一期排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温，即Di=Bi-AXi-Ci。
S32、持续对水温观测站进行表、中、底层的绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的月均单独温升值Tlim。
S33、基于第一期排放口温排水的月均单独温升值计算第二期排放口温排水的月均单独温升值。
滨海核电厂二期运行后，第二期排放口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过水温参考站与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di+D2i，式中，A表示水温参考站的绝对水温，Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一期排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D2i表示第二期排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升。推算得到水温观测站的环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站的叠加温升，持续观测和计算，得到第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站叠加月均温升。叠加月均温升与第一期排放口导致的水温观测站月均温升的差值，为水温观测站在第二期排放口影响下的月均单独温升值。因此，第二个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温-第一期排放口温排水的月均单独温升。即D2i=Bi-AXi-Ci-Di。在第一个和第二期排放口温排水运行期间，持续开展水温观测站表、中、底层绝对水温观测，得到第一期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T1im，得到第二期排放口温排水的月均单独温升T2im。
S34、基于第二期排放口温排水的月均单独温升值计算第三期排放口温排水的月均单独温升值。
滨海核电厂三期开始运行后，第三个排水口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过水温参考站与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di+D2i+D3i，式中，A表示水温参考站的绝对水温，Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D2i表示第二个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D3i表示第三期排放口的温排水导致的第i个水温观测的月均单独温升。推测出水温观测站的环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口、第二期排放口和第三期排放口导致的水温观测站叠加月均温升，与第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站月均单独温升的差值，为水温观测站在第三期排放口影响下的月均单独温升值。因此，第三个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温-第一期排放口温排水的月均单独温升-第二期排放口温排水的月均单独温升。即D3i=Bi-AXi-Ci-Di-D2i。在第一个、第二个和第三期排放口温排水运行期间，持续开展的水温观测站表、中、底层绝对水温观测，得到第一期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T1im，得到第二期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T2im，得到第三期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T3im。
实施例二：
本发明还提供一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，包括：采集单元、构建单元和计算单元。
采集单元用于用于根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站。
本实施例中，通过搜集滨海核电厂前期水文环境、水深地形、气象资料等等，掌握厂址附近的水文环境背景特征，以及根据核电厂周围海流分布、开发利用现状与规划等情况，确定排水口附近的水温测站，确定出不受排放口温升影响的水温测站作为水温参考站，其他水温测站作为备选水温观测站。
构建单元用于构建水温参考站与备选水温观测站的线性关系，基于线性关系对不满足预设条件的备选水温观测进行剔除，得到水温观测站。
对水温参考站和备选水温观测站展开典型季节或者周年表、中、底层水温观测，分别建立表、中、底层的备选水温观测站与水温参考站之间的线性关系，Bi=AXi+Ci，其中，A表示水温参考站的绝对水温；Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数。将相关系数在0.85以上，信度在95%以上的备选水温观测站予以保留，作为水温观测站，将不满足上述条件的备选水温观测站剔除。水温参考站持续观测，水温观测站可暂停观测也可继续观测。
计算单元用于基于线性关系，计算核电厂分期建设若干个排放口温排水共同叠加温升和每个排放口单独月均温升值。
计算单元的工作过程包括：当滨海核电厂第一期进行后，第一个排水口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di，其中，A表示水温参考站的绝对水温；Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升。可以推算出其环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口导致水温观测站的实际温升值。因此，第一个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温，即Di=Bi-AXi-Ci。
持续对水温观测站进行表、中、底层的绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的月均单独温升值Tlim。
基于第一期排放口温排水的月均单独温升值计算第二期排放口温排水的月均单独温升值。
滨海核电厂二期运行后，第二期排放口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过水温参考站与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di+D2i，式中，A表示水温参考站的绝对水温，Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D2i表示第二个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升。推算得到水温观测站的环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站的叠加温升，持续观测和计算，得到第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站叠加月均温升。叠加月均温升与第一期排放口导致的水温观测站月均温升的差值，为水温观测站在第二期排放口影响下的月均单独温升值。因此，第二个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温-第一期排放口温排水的月均单独温升。即D2i=Bi-AXi-Ci-Di。在第一个和第二期排放口温排水运行期间，持续开展水温观测站表、中、底层绝对水温观测，得到第一期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T1im，得到第二期排放口温排水的月均单独温升T2im。
基于第二期排放口温排水的月均单独温升值计算第三期排放口温排水的月均单独温升值。
滨海核电厂三期开始运行后，第三个排水口开始温排水，水温参考站持续观测海表水温，通过水温参考站与水温观测站的典型季节线性关系：Bi=AXi+Ci+Di+D2i+D3i，式中，A表示水温参考站的绝对水温，Bi表示第i个水温观测站的的绝对水温；Xi，Ci表示线性回归系数；Di表示第一个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D2i表示第二个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的月均单独温升；D3i表示第三期排放口的温排水导致的第i个水温观测的月均单独温升。推测出水温观测站的环境本底水温，根据水温观测站现场的绝对水温与环境本底水温的差值，得到第一期排放口、第二期排放口和第三期排放口导致的水温观测站叠加月均温升，与第一期排放口和第二期排放口导致水温观测站月均单独温升的差值，为水温观测站在第三期排放口影响下的月均单独温升值。因此，第三个排水口的温排水导致的第i个水温观测站的温升=第i个水温观测站的绝对水温-环境本底水温-第一期排放口温排水的月均单独温升-第二期排放口温排水的月均单独温升。即D3i=Bi-AXi-Ci-Di-D2i。在第一个、第二个和第三期排放口温排水运行期间，持续开展的水温观测站表、中、底层绝对水温观测，得到第一期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T1im，得到第二期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T2im，得到第三期排放口温排水导致的水温观测站Bi的月均单独温升T3im。
实施例三：
本实施例将对本发明计算原理进行详细说明。
当只有1个排放口（热源1）运行时，温升计算原理：假设E点受到热源影响，F点未受到影响，此时先前建立的E和F点的线性关系将不成立，因为此时E点的绝对水温受到额外叠加的热源1影响后，E点绝对水温=E点环境本底水温+E点温升。因此，当热源1影响E点，F点不受热源影响时，E点现场水温观测无法直接获取其受热源1影响产生的温升，可通过F点绝对水温值和先前E与F点之间线性关系，得到E点的环境本底水温，并通过E点现场绝对水温观测（环境本底水温+温升），可知E点的温升值=E点现场绝对水温观测值-E点环境本底水温，即可获得E点由热源1影响产生的温升。因此，若在F或E其中任一点受到热源影响前，提前对F和E点进行绝对水温观测，获得两者之间的线性关系，即可通过两者之间的线性关系推算出受影响一点的环境本底水温，从而获得E点水温温升值，通过对F和E点水温长时间序列观测（超过1年），可得到热源1导致的E点月均单独温升Tbm1。
当第二期排放口（热源2）运行后，温升计算原理：E点同时受热源1和热源2的影响，F点未受到热源1和热源2影响，此时E点的绝对水温=E点环境本底水温+热源1造成的温升+热源2造成的温升。根据E点的绝对水温月均值、F点的水温月均值和相关系数，可得到热源1和热源2导致的E点叠加温升=E点绝对水温值-E点环境本底水温。即E点叠加温升=热源1导致的E点月均单独温升Tbm1+热源2导致的E点月均单独温升Tbm2，根据先前观测得到的热源1导致的E点对应月份的月均单独温升Tbm1，可得到热源2导致的E点对应月份的月均单独温升Tbm2。
当第三期排放口（热源3）运行后，温升计算原理：E点同时受到热源1、热源2和热源3的影响，A1点未受到热源1、热源2和热源3影响，此时E点的绝对水温=E点环境本底水温+热源1造成的温升+热源2造成的温升+热源3造成的温升。根据E点的绝对水温月均值、A1点的绝对水温月均值和相关系数，可得到热源1、热源2和热源3导致的E点叠加温升=E点绝对水温值-E点环境本底水温，即E点叠加温升=热源1导致的E点月均单独温升Tbm1+热源2导致的E点月均单独温升Tbm2+热源3导致的E点月均单独温升Tbm3，根据先前观测得到的热源1导致的E点对应月份的月均单独温升Tbm1和热源2导致的E点对应月份的月均单独温升Tbm2，可得到热源3导致的E点对应月份的月均单独温升Tbm3。
实施例四：
本实施例通过构建了6个实验方案检验本发明方法的可行性以及计算精度；分别计算了滨海核电厂排放口1、排放口2和排放口3各自的温升和叠加温升。
一、参数计算
采用数值计算的方式检验本发明提出的通过推算环境本底水温得到温升方法的可行性，为此构建了斜压二维潮流模型。模型基于MIKE21软件，建立了矩形海区实验模型，如图2所示，矩形海长宽分别为14km和9km，网格分辨率为20m-50m，模型水深自西向东依次变深（-8m至-24m），其中，“-”代表海平面以下，图2中只对数值进行了标注，其中9，10......23表示深度为水下9米，10米......23米，开边界位于矩形海东侧，在开边界处只有M2分潮驱动，其他边界为陆地边界，开边界水温梯度为零。模型为二维斜压模型，初始水温为20℃，初始流速为0cm/s，计算过程中空气温度恒定为21℃，相对湿度恒定为88%，风速恒定为3m/s，风向为SE，模型考虑了海表面长波辐射、净向下的短波辐射、潜热和感热通量。温排水口位于矩形海西侧边界中间，排水量为1m3/s，出水温度为26℃。模型计算步长为3s，计算时长为27d。开展了6个方案的数值计算试验，温排水在模型计算稳定后第3d加入，在第10d温排扩散基本稳定，故取稳定后半月潮温排扩散结果开展分析，即第11d至24d的结果，6个计算方案除排放口外，其他计算条件均相同。
二、试验方案
方案1：模拟滨海电厂运行前，建立水温参考站和水温观测站，构建二者之间的线性关系，同时得到排放口未实施前的整体环境本底水温分布。
方案2：模拟滨海电厂运行后，第一期排放口温排水后，得到第一期排放口的温升。通过方案1的水温参考站和水温观测站之间的线性关系，获得水温观测站的环境本底水温，从而得到第一期排放口实施后水温观测站的温升，将水温观测站温升与水温观测站在第一期排放口实施后的水温观测站绝对水温与排放口未实施前的整体环境本底水温之差进行比较。
方案3：模拟滨海电厂运行后，第一期排放口不进行温排水，第二期排放口单独温排水后，得到第二期排放口导致的单独温升。通过方案1的水温参考站和水温观测站之间的线性关系，获得水温观测站的环境本底水温，从而得到第二期排放口实施后水温观测站的温升。
方案4：模拟滨海电厂运行后，第一期和第二期排放口不进行温排水，第三期排放口单独温排后，得到第三期排放口的单独温升。通过方案1的水温参考站和水温观测站之间的线性关系，获得水温观测站的环境本底水温，从而得到第三期排放口实施后水温观测站的温升。
方案5：模拟滨海电厂运行后，第一个和第二期排放口同时温排后，得到2个排放口的共同温升，推算第二期排放口的单独温升，并与方案2得到的第二期排放口温升值相比较。通过方案1的水温参考站和水温观测站之间的线性关系，获得水温观测站的环境本底水温，从而得到第一个和第二个同时排放口实施后水温观测站的温升。由第二期排放口导致的水温观测站温升=水温观测站温升第一个和第二期排放口-水温观测站温升第一期排放口，将该结果与方案3中水温观测站温升第二期排放口进行比较。
方案6：模拟滨海电厂运行后，第一期、第二期排放口和第三期排放口温排后，得到3个排放口的共同温升，推算第三期排放口的温升，并与方案3得到的第三期排放口温升值相比较。通过方案1的水温参考站和水温观测站之间的线性关系，获得水温观测站的环境本底水温，从而得到第一期、第二期和第三期同时排放口实施后水温观测站的温升，将该结果与方案4中水温观测站温升第三期排放口进行比较。
三、试验过程
方案1计算结果（无温排水）。
如图3所示，因在方案2至方案6中t1未受到温排的影响，故选取为水温参考站。建立t1站与水温观测站之间的线性关系，如图4所示。得到其相关系数均在0.99以上，信度均超过99%。如表1所示，为水温参考站与水温观测站之间的相关系数。表2为水温参考站与水温观测站的线性关系汇总表。
表1 水温参考站与水温观测站之间的相关系数
Figure SMS_1
。
表2 水温参考站与水温观测站的线性关系汇总表
Figure SMS_2
。
方案2计算结果。
当第一期排放口温排水时，根据方案1各水温观测站与水温参考站之间的线性关系，推算出各水温观测站的环境本底水温，水温观测站温升推算第1个排放口=第1个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温。根据方案1中排放口未实施时的各水温观测站水温，与方案2中第1个排放口实施后各水温观测站水温作差，得到各水温观测站的温升，并与水温观测站温升推算第1个排放口比较，如图5所示，其中，实线为水温观测站方案2与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的水温观测站温升。可见，推算得到的各水温观测站的温升与方案2和方案1作差得到的各水温观测站的温升结果基本相同，两种计算方法的均方差很小，说明通过推算环境本底水温得到温升的结果可行，水温观测站温升第1个排放口结果可信度高。如表3所示，为方案2水温观测站温升结果均方差统计表。
表3 方案2水温观测站温升结果均方差统计表
Figure SMS_3
。
方案3计算结果。
当第2个排放口温排水时，根据方案1各水温观测站与水温参考站之间的线性关系，推算出各水温观测站的环境本底水温，水温观测站温升第2个排放口=第2个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温。根据方案1中排放口未实施时的各水温观测站水温，与方案3中第2个排放口实施后各水温观测站水温作差，得到各水温观测站的温升，并与水温观测站温升第2个排放口比较，如图6所示，实线为水温观测站方案3与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的水温观测站温升。可见，推算得到的各水温观测站的温升与方案3和方案1作差得到的各水温观测站的温升结果基本相同，两种计算方法的均方差很小，说明通过推算环境本底水温得到温升的结果可行。如表4所示，为方案3水温观测站温升结果均方差统计表。
表4 方案3水温观测站温升结果均方差统计表
Figure SMS_4
。
方案4计算结果。
当第3个排放口温排水时，根据方案1各水温观测站与水温参考站之间的线性关系，推算出各水温观测站的环境本底水温，水温观测站温升第3个排放口=第3个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温。根据方案1中排放口未实施时的各水温观测站水温，与方案4中第3个排放口实施后各水温观测站水温作差，得到各水温观测站的温升，并与水温观测站温升第3个排放口比较，如图7所示，实线为水温观测站方案4与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的水温观测站温升。可见，推算得到的各水温观测站的温升与方案4和方案1作差得到的各水温观测站的温升结果基本相同，两种计算方法的均方差很小，说明通过推算环境本底水温得到温升的结果可行。如表5所示，为方案4水温观测站温升结果均方差统计表。
表5 方案4水温观测站温升结果均方差统计表
Figure SMS_5
。
方案5计算结果。
当第1个和第2个排放口温排水时，根据方案1各水温观测站与水温参考站之间的线性关系，推算出各水温观测站的环境本底水温，水温观测站温升推算第1个和第2个排放口=第1个和第2个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温。将方案5中各水温观测站水温与方案1作差，得到第1个和第2个排放口温排水时，2个排放口共同实施时温升，并与水温观测站温升推算第1个和第2个排放口结果相比较，见图8和表6。图8中，实线为水温观测站方案5与方案1作差得到的温升，即第1个和第2个排放口温排水的叠加温升，虚线为根据推算得到的水温观测站温升。可见，推算得到第1个和第2个排放口叠加温升推算结果与方案5与方案1作差得到的温升基本相同。
在此基础上，进一步推算由第2个排放口造成的温升，水温观测站温升推算第2个排放口=第1个和第2个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温-水温观测站温升第1个排放口，其中，水温观测站温升第1个排放口来源于方案2的结果。根据方案3中第2个排放口实施时的各水温观测站绝对水温，与方案1中各水温观测站绝对水温作差，得到各水温观测站的温升，并与水温观测站温升推算第2个排放口比较，如图9和表7所示，图9中，实线为水温观测站方案3与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的第2个排放口导致的水温观测站温升。可见，水温观测站温升推算第2个排放口与方案3和方案1作差得到的各水温观测站的温升结果基本相同，两种计算方法的均方差较小，说明通过推算环境本底水温得到温升的结果可行。
表6 方案5水温观测站温升结果均方差统计表
Figure SMS_6
。
表7 方案5推算得到第一个和第二期排放口共同排放时第二期排放口导致的温升结果均方差统计表
Figure SMS_7
。
方案6计算结果。
当第1个、第2个和第3个排放口温排水时，根据方案1各水温观测站与水温参考站之间的线性关系，推算出各水温观测站的环境本底水温，水温观测站温升推算第1个、第2个和第3个排放口=第1个、第2个和第3个排放口实施后的温观测站绝对水温-环境本底水温。将方案6中各水温观测站水温与方案1作差，得到第1个、第2个和第3个排放口温排水时，3个排放口共同实施时温升，并与水温观测站温升推算第1个、第2个和第3个排放口结果相比较，见图10和表8，图10中，实线为水温观测站方案6与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的水温观测站温升。可见，推算得到第1个、第2个和第3个排放口造成的叠加温升推算结果与方案6与方案1作差得到的温升基本相同。
在此基础上，进一步推算由第3个排放口造成的温升，水温观测站温升推算第3个排放口=第1个、第2个和第3个排放口实施后的水温观测站绝对水温-环境本底水温-水温观测站温升推算第1个排放口-水温观测站温升推算第2个排放口，其中，水温观测站温升推算第1个排放口来源于方案2的结果，水温观测站温升推算第2个排放口来源于方案3的结果。根据方案4中第3个排放口实施时的各水温观测站水温，与方案1中各水温观测站水温作差，得到各水温观测站的温升，并与水温观测站温升推算第3个排放口比较，如图11和表9所示，图11中，实线为水温观测站方案4与方案1作差得到的温升，虚线为根据推算得到的第3个排放口导致的水温观测站温升。可见，水温参考站温升推算第3个排放口与方案4和方案1作差得到的各水温观测站的温升结果基本相同，两种计算方法的均方差较小，说明通过推算环境本底水温得到温升的结果可行。
表8 方案6水温观测站温升结果均方差统计表
Figure SMS_8
。
表9 方案6推算得到第一个、第二个和第三期排放口共同排放时第三期排放口导致的温升结果均方差统计表
Figure SMS_9
。
以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站；
S2、构建所述水温参考站与所述备选水温观测站的线性关系，基于所述线性关系对不满足预设条件的所述备选水温观测进行剔除，得到水温观测站；
S3、基于所述线性关系，计算核电厂分期扩建后若干个温排放口中每个排放口的实际温升值以及月均温升值。
2.根据权利要求1所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，其特征在于，所述S3包括：
S31、基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温计算第一期排放水口温排水的实际温升值；
S32、持续对所述水温观测站进行表、中、底层的所述绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的所述月均温升值；
S33、基于第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值；
S34、基于第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
3.根据权利要求2所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，其特征在于，计算第二期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第二期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值。
4.根据权利要求3所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定方法，其特征在于，计算第三期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第三期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值、第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
5.一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，其特征在于，包括：
采集单元、构建单元和计算单元；
所述采集单元用于根据水文环境背景特征，选取水温参考站和备选水温观测站；
所述构建单元用于构建所述水温参考站与所述备选水温观测站的线性关系，基于所述线性关系对不满足预设条件的所述备选水温观测进行剔除，得到水温观测站；
所述计算单元用于基于所述线性关系，计算核电厂分期建设若干个排放口温排水共同叠加温升和每个排放口单独月均温升值。
6.根据权利要求5所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，其特征在于，所述计算单元的工作过程包括：
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温计算第一期排放水口温排水的实际温升值；
持续对所述水温观测站进行表、中、底层的所述绝对水温的观测，得到第一期排放口温排水的所述月均温升值；
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温，计算第一期排放水口和第二期排放口温排水的实际叠加温升值；
基于第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水的所述月均温升值；
基于所述线性关系获得所述水温观测站的环境本底水温，并基于水温观测站的绝对水温和所述环境本底水温，计算第一期排放水口、第二期第排放口和第三期排放口温排水的实际叠加温升值；
基于第二期排放口温排水的所述月均温升值计算第三期排放口温排水的所述月均温升值。
7.根据权利要求6所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，其特征在于，所述计算单元计算第二期排放口温排水的所述月均温升值的方法包括：
获得第二期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值计算第二期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值。
8.根据权利要求7所述一种核电厂多个温排水口叠加和单独温升确定***，其特征在于，所述计算单元计算第三期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值的方法包括：
获得第三期排放口运行后所述水温观测站的绝对水温；
基于所述绝对水温获得所述水温观测站的实际温升值；
基于所述实际温升值与第一期排放口温排水的所述月均温升值、第二期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值计算第三期排放口温排水单独运行产生的所述月均温升值。
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