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近日,我所海洋与海岸地质实验室黄发明课题组在滨海火电/核电厂(以下简称“滨海电厂”)热污染扩散影响因素研究方面取得新进展。该团队林杰博士等将研究结果以“Quantitative analysis of the factors influencing the dispersion of thermal pollution caused by coastal power plants”为题发表于《Water Research》(top期刊,IF=9.13)。
我国核电厂和火电厂近1/5的装机容量布置在滨海区域,这些滨海电厂均采用海水作为冷却水的源和汇。研究表明火电厂的热效率约40%左右,核电厂的热效率约33%。因此存在大量的热量排入近岸海域,造成海水升温,进而影响其生态环境及水生生物的整个食物网。据不完全统计我国已运营的滨海电厂每年输入沿海海域的热量近9×1015KJ,可使3×1010m3冰川融化。
目前,国内外对海水升温过程中主要影响因素的贡献缺乏系统性和定量化研究。本研究以中国沿海从北到南6个分布相对集中、装机容量较大且温排水表层排放的研究区为例,以环境流体介质质能守恒模型为基础,选取流速、水深、海岸地形因子、横向扩散系数和垂向扩散系数等5个影响因素,定量评估它们对温排水扩散范围的影响。通过定义热扩散能力系数,建立了操作简单的研究区选址综合评判标准。研究结果表明:(1)流速、海岸线地形和横向扩散系数与热扩散能力线性相关。(2)流速和海岸线地形仍然是贡献率一致且最大;(3)影响温排水热扩散能力以及扩散范围的是排水口附近的海岸地形条件,而非排放口所处的地理位置。(4)从热扩散能力和海洋生物的热敏感性的角度来看,在热排放热量相同的情况下,位于东海海域滨海电厂的热排放比位于南海海域滨海电厂的热排放对海洋生态的影响更小。(5)从热扩散影响的角度,为滨海电厂的规划、选址和平面布置建立了各影响因素的综合测算方法。
滨海火电/核电厂热污染扩散影响因素的定量分析摘要图
针对2011年福岛核事故教训启示、我国核电厂分布以及生态用海要求等,近年来课题组开展了复杂环境下滨海核电厂建设海洋环境要素的适宜性以及沿海海域对滨海电厂热排放的生态响应机制等系列研究。研究成果分别发表于《Marine Pollution Bulletin》、《Water》等学术期刊,出版了《滨海核电厂建设海洋环境要素适宜性研究》专著。这些研究成果可为滨海核电厂规划、选址、设计、建设和运营提供决策参考和技术支撑,有助于滨海电厂安全高效发展和沿海海域对滨海电厂热排放海洋生态响应机制的研究。
文章链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135420310939
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025326X18302285
https://www.mdpi.com/2073-4441/11/12/2577