近岸水母聚集的水动力机制最新研究进展

水母近岸聚集直接威胁滨海核电取水安全,并给沿岸旅游业、渔业和近海生态环境带来严重负面影响,开展水母运移研究对海岸防灾和生态保护具有重要意义。水母的运移分布主要由环境流驱动和其游泳行为主导。综述了国内外水母研究的最新进展,包括近岸水母聚集与动力环境的相关性、流体中水母个体的受力运动分析、动力环境中的水母生态行为和水母运移的数学模型研究。未来水母研究应致力于阐明水母近岸聚集的动力环境(波流、海风);揭示流动环境中水母被动输移力学机制;明晰水母在不同动力环境下的游泳行为;建立耦合动力输移和生物生态行为的水母运移精细化模型,为水母聚集致灾相关研究提供理论依据,为暴发性海生物入侵风险评估和近岸防灾预报提供技术支撑。     

气象条件对华能东方电厂取水明渠水温的影响研究

明渠是火/核电厂直流或循环供水工程中的重要取水形式。由于开敞水面大,明渠水温对气象条件较为敏感,实践中需明确气象条件变化对明渠水温的影响程度和规律。本文依托于华能东方电厂取水明渠,利用原体观测和数值模拟相结合的方法,对气象条件引起的明渠沿程水温变化开展了研究。研究表明,自然气象条件下,白昼期间明渠水温存在一定的沿程升高,夜间存在微弱的沿程降低趋势;宽阔海域明渠的水温升幅大于内陆明渠,水温沿程温升不超过0.1℃;夏季不利气象条件下取水明渠水温沿程温升较明显;晴朗天气下白昼温升明显高于夜间。     

东山湾水动力数值模拟及其纳潮量和水交换周期计算

东山湾属于半封闭性海湾,水文特性具有一定的代表性。在总结水体交换能力计算方法的基础上,采用对流扩散的水交换模式,建立平面二维数学模型,利用大潮、小潮实测潮位和潮流资料对模型进行了流场的验证,计算了纳潮量,半交换期以及交换率的平面分布。计算得出,大潮和小潮时,纳潮量为9.44×10~8 m~3和5.36×10~8 m~3,半交换期为8.13 d和13.0 d以及交换率的平面分布。整个海湾交换率的平面分布表明:湾口水交换能力最强,湾中部水交换能力良好,而湾顶水交换能力较弱。对东山湾开发利用的过程中,应结合海湾的纳潮量、半交换期以及交换率的分布,合理布置排污口,充分利用海洋自净能力。     

火、核电厂温排水余热量分析及 应用前景展望

基于我国近十年火、核电厂装机容量发展状况,从采用直流供水系统的火、核电厂循环冷却水排水所携带的热量出发,估算分析了我国每年电厂余热的排放量。结果表明,电厂在运行过程中通过温排水向环境水体排放的热量无比巨大,每百万火、核电机组每年排入环境水体的余热可折合标准煤约70一150万t/年,这些余热的直接排放将对受纳水体造成十分严重的热污染,如果能够回收利用,对节能降耗、保护环境意义重大、深远。在此基础上,结合黄浦江沿岸电厂温排水现状的实地调研结果,对进入黄浦江的电厂余热量进行了更深入的估算分析,并进一步探讨了温排水余热利用的可行性与发展前景。     

响应实时气象条件变化的河渠水温快速计算

为了快速准确地预测河渠水温的动态变化,通过概化河渠水面热交换的动态过程,分项计算表面各热通量过程,提出了能响应气象条件实时变化的动态水温快速计算方法。该方法关注动态气象过程及其造成的河渠水温变化,在计算中通过引入平衡迟滞时间概念,考虑了断面平均水温对气象变化的响应迟滞。海南某电厂取水明渠的实证研究表明:该方法能有效捕捉水温对气象条件的实时响应,可准确地模拟河渠沿程水温的动态过程;平衡迟滞时间的引入使模拟误差减小了39%,模型计算的河渠水温对风速、气温和云量更敏感。在全球气候变化和极端天气事件频发的背景下,本研究可为河流水温状况评估及明渠温变估算提供一种快捷有效的方法。     

波浪对温差异重流垂向温度场影响的试验研究

为了解明渠排口下游温差异重流在有、无波浪作用下的掺混、扩散特性,采用直段水槽物理模型方法对其进行试验研究。热水排口模型参照电厂取排水工程实际应用长方形截面排水口结构进行设计,设置了静水面表层热水水平排放与环境冷水同向流动两套进水系统。试验分别测得有、无波浪作用下,排口下游4个断面各测点的温度、流速等脉动物理量,重点分析了两种工况下排口下游垂向温度场分布规律。结果表明,无波浪时,同向冷、热水流产生温差异重流分界面不明显;距离排口越远,各断面垂向总体理查森数越小,即流体浮力效应越弱。波浪运动产生强烈紊动效应,能够破坏温差异重流分层结构,增大温度垂向扩散系数(增大量级10-3),使上层水体温度混合均匀;波陡的增大,可加强排口下游温度场垂、纵向扩散水平,中轴线上表层各测点平均时均温升值在无波浪与有波浪作用时最大相差3倍。     

滨海核电厂取水明渠拦污网泥沙附网机理试验研究

近年来,沿岸海域中暴发性海生物或异物堵塞核电厂取水口运行的事件频发,导致电厂冷源丧失,影响核电安全稳定运行。为保障核电厂运行安全,各滨海核电厂普遍使用防海生物浮式拦污网对取水工程进行保护。取水口工程中,拦污网孔径较小时泥沙附网现象严重,若不及时清洗将导致拦污网被破坏失去防护功能,造成巨大损失。因此,为保障核电厂的运行安全,将附网泥沙作为研究对象,根据相关调研资料及前人相关研究成果,对泥沙附网机理进行试验研究。试验结果表明,泥沙附网特性与其孔径大小密切关系,孔径越小挂网越明显,孔径越大越不易挂网;同种孔径拦污网,随着来流速度的增加,阻力系数变化幅度较小,水流速度大小对泥沙附网效应的贡献较小。     

弯管局部阻力系数的试验研究

本文以重要形变件——弯管局部阻力系数的研究成果为例，说明现有形变件局部阻力系数取值存在的问题及开展局部阻力系数研究的紧迫性。文章论述了形变件模型试验的相似性、局部阻力系数的测量定义；讨论了弯管局部阻力系数的影响因素及其影响规律；指出局部阻力系数可以在远低于沿程摩擦阻力系数“阻力平方区”的雷诺数时趋于恒定值；解释了管内壁粗糙度影响弯管局部阻力系数的原因；推荐了常用的圆弧弯管、多片组合弯管(虾米弯)局部阻力系数经验公式。文中所提出的有关数据、曲线和经验公式已经技术鉴定，可直接在指明的水力条件下使用。     

潮流紊动特性试验研究

开展潮流的紊动特性研究,对于了解潮汐水域泥沙及污染物输运机理、保护生态环境具有重要意义。本文通过水槽试验系统全面地研究了潮位正弦变化的往复流紊动特性随潮变化规律,以100 Hz的高采样频率连续采集主流区测点三维瞬时流速,根据移动平均法及最小二乘原理计算时均流速过程曲线,据此分析了紊动强度及雷诺切应力随潮变化规律、特征潮时概率密度分布与正态分布的差异,以及脉动流速的紊动能谱。研究结果表明,水流纵向流速随潮近似于正弦规律变化;纵向、横向与垂向的相对紊动强度在转潮阶段出现峰值;涨急与落急时段,与纵向脉动流速相关的雷诺切应力相对较大,纵向与垂向脉动流速概率密度分布偏离正态分布;特征潮时的脉动能谱密度均随频率增大而减小,水流能量主要集中在10 Hz以内。     

滨海核电厂冷源风险应对措施研究

我国滨海核电厂取水安全形势严峻,由于各电厂分布在不同的取水工程海域且取水方式不同,面临的冷源风险问题及可能的应对措施也不相同。基于我国核电厂取水方式特征、分布海域及国内外相关冷源问题处理处置措施调研,归纳总结了我国滨海核电取水现状、面临的主要冷源风险源及国内外相关应对措施,为保障我国核电取水安全提出可能的解决方案。