河口海岸核電工程的水環境效應

《河口海岸核電工程的水環境效應》是依託清華大學，由方紅衛擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：河口海岸核電工程的水環境效應
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：方紅衛
• 項目類別：重點項目

項目摘要

隨著我國沿海地區核電工業的快速發展，核電工程的水環境影響引起了人們的高度重視，涉及到的溫水擴散和核素物質遷移轉化以及與泥沙顆粒的吸附與解吸過程，也是水環境與泥沙研究中的前沿科學問題。研究擬針對核電工程所排放溫水和核素遷移轉化過程中的表面散熱係數、室內物理模型試驗與現場實測過程參數的尺度關係、以及泥沙顆粒與核素吸附解吸並隨泥沙沖淤遷移轉化過程等關鍵科學問題開展研究。以大亞灣、嶺澳、田灣核電作為典型案例，採用上述工程的溫水擴散、核素遷移實測資料為基礎，結合項目組已經開展的我國多個核電工程物理模型試驗和數值模擬計算資料庫，進行不同尺度效應和關鍵參數分析；採用高精度的環境掃描電鏡設備和能譜儀設備觀測泥沙顆粒表面與核素的吸附解吸規律，並建立泥沙與核素耦合輸移模式。研究工作將對我國核電工程溫水和核素排放提出最佳化建議，並為核電工程水環境效應評價規範的修訂提供技術支撐。

結題摘要

隨著我國沿海地區核電工業的快速發展，核電工程對水環境的影響受到越來越多地關注。其中涉及到的溫水擴散、核素物質遷移轉化以及核素與泥沙顆粒的吸附與解吸過程，是水環境與泥沙研究中的前沿科學問題。 研究中首先採用高精度的環境掃描電鏡設備和能譜儀設備觀測泥沙顆粒表面與重金屬的吸附解吸規律，並建立泥沙與重金屬耦合輸移模式。之後採用模型試驗方法，通過分析室內物理模型試驗與現場實測過程參數的尺度關係，明確了變態物理模型與原型水平擴散係數間的轉換關係式，也給出了水平擴散係數與模型變率的關係。然後針對核電工程排放的溫水和核素遷移轉化過程中的表面散熱係數問題，通過文獻調研、實測資料分析以及數值模型計算等方法得到了水面熱交換係數的最佳化方法，提出了基於熱通量平衡法和綜合散熱係數法的，可反映來流水文條件以及氣象條件綜合影響的取水明渠“氣象-水溫”簡易估算公式。最後以大亞灣、嶺澳、田灣核電作為典型案例，採用上述工程的溫水擴散、核素遷移實測資料為基礎，結合項目組已經開展的我國多個核電工程物理模型試驗和數值模擬計算資料庫，進行不同尺度效應和關鍵參數分析。結果表明，建立的水動力-泥沙-重金屬遷移數學模型能較好地反映出重金屬在水相、懸沙相和床面相之間轉移的動力學過程。同時模擬的結果均顯示大量的重金屬在遷移的過程中將被泥沙顆粒所吸附。因此，在核素遷移過程的時候，考慮泥沙顆粒對於核素的吸附作用是十分有必要的。 本研究對我國核電工程溫水和核素排放有十分重要的工程指導意義，並為核電工程水環境效應評價規範的修訂提供技術支撐。