【摘要】：紅沿河核電站是我國北方渤海地區(qū)唯一的核電站,掌握核電站周邊海域流場和溫度場變化特征對保障核電冷源取水安全具有重要意義,對排水口物質(zhì)和能量的輸運規(guī)律研究也具有一定的價值。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)觀測資料,結(jié)合同期遙感風(fēng)場和海表高分辨率溫度場(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)和分析方法對該海域潮流特征進行研究;討論了研究海域溫度的變化規(guī)律,風(fēng)場與表、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間的變化,從而總結(jié)環(huán)境變化對水動力場的影響。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,流向為東北向,余流垂向變化流動能占總動能的17.82%,其平均渦動能量占總渦動動能的66%;S2、S3兩站余流所占比例隨深度變化較小,流向為西南向,余流垂向變化流動能占總動能的17.82%,其渦動能有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;S1—S4四站海底溫度總體呈先減小后增大趨勢震蕩變動,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。近岸站點受太陽輻射等因素影響造成的溫度日變化影響比遠岸站點大;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)場對周期小于0.5d的高頻海流影響較大,近岸補償流中周期大于1d的低頻海流也容易受到風(fēng)的作用,且冬季大風(fēng)對流的影響直達海底。S1站沒有長期連續(xù)的顯著潮流信號;S2—S4站均有顯著的半日潮流信號,半日分潮流能量隨時間振蕩變化且在整個觀測期內(nèi)連續(xù),在2月10日左右開始進入結(jié)冰期時達到最小值。S1—S4站潮汐能量也隨時間振蕩變化,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X145;TM623
【圖文】：

圖 1-1 壓水堆核電站運作原理Fig.1-1 Operation principle of pressurized water reactor nuclear power plant核電站生產(chǎn)運行過程中與海洋環(huán)境的相互影響主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面：核電取水口在取水過程中易受懸浮泥沙、海洋生物、海洋垃圾以及海冰（在我國主要發(fā)生于冬季）的淤積阻塞，核電站取水系統(tǒng)的堵塞問題不僅會對核電機組的運行產(chǎn)生影響，導(dǎo)致核電機組被迫降低功率或停堆停機，還可能對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，這將對局部海域的溫度場、流場結(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北方渤海地區(qū)唯一的在營核電站。與我國其他沿海核電站不同的是，冬季海冰對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和溫度場的變化特征，對保障核電冬季冷源安全具有重要意義，另外對研究排水口物質(zhì)和能量的輸運規(guī)律也具有一定的價值。因此，本文將基于冬季實測水動力資料，詳細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廣東核電集團有限公司，是我國“十一五”期間首個批準(zhǔn)開工建設(shè)的核電項目，是我國目前百萬千瓦級核電機組國產(chǎn)化、自主化程度最高的核電站，同時也是我國東北地區(qū)第一個核電站。紅沿河核電站分兩期規(guī)劃，共建有 6 臺百萬千瓦級的壓水核電機組。其中，一期工程于 2007 年 8 月開工建設(shè)，目前 4 臺機組均已投入運營，單臺夏季冷卻水量約為 50.2m3/s，冬季冷卻水量約為 37.6m3/s[32]；二期工程的 2 臺機組已全面進入設(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，一期工程采用敞開式明渠取水方案，所有機組共用廠區(qū)西側(cè)的 1 個取水口；明渠排水口集中于廠區(qū)西側(cè)護岸外，口門朝向西南，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，位于二級海蝕階地之上，地勢高差起伏較小，大部分地段平坦開闊，海岸線大致呈 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，等深線大概與海岸線平行。離岸不遠處有島，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針旋轉(zhuǎn)分矢量能量分布情況的順時針譜，以及反映海流逆時針分矢量能量分布情況的逆時針譜。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的半日分潮流信號，而全日分潮流信號卻不顯著，取而代之的是頻率在 0.17cph 頻率附近的強信號，且此信號強度略低于半日分潮流頻率，說明 S1 站處潮流以半日分潮流和淺水分潮為主；各層潮流信號順時針方向旋轉(zhuǎn)的能量強于逆時針方向，這說明潮流在 S1 處主要為順時針運動。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信號最強

【參考文獻】

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本文編號：2750196