河口海岸核电工程的水环境效应

随着我国沿海地区核电工业的快速发展，核电工程的水环境影响引起了人们的高度重视，涉及到的温水扩散和核素物质迁移转化以及与泥沙颗粒的吸附与解吸过程，也是水环境与泥沙研究中的前沿科学问题。研究拟针对核电工程所排放温水和核素迁移转化过程中的表面散热系数、室内物理模型试验与现场实测过程参数的尺度关系、以及泥沙颗粒与核素吸附解吸并随泥沙冲淤迁移转化过程等关键科学问题开展研究。以大亚湾、岭澳、田湾核电作为典型案例，采用上述工程的温水扩散、核素迁移实测资料为基础，结合项目组已经开展的我国多个核电工程物理模型试验和数值模拟计算数据库，进行不同尺度效应和关键参数分析；采用高精度的环境扫描电镜设备和能谱仪设备观测泥沙颗粒表面与核素的吸附解吸规律，并建立泥沙与核素耦合输移模式。研究工作将对我国核电工程温水和核素排放提出优化建议，并为核电工程水环境效应评价规范的修订提供技术支撑。

随着我国沿海地区核电工业的快速发展，核电工程对水环境的影响受到越来越多地关注。其中涉及到的温水扩散、核素物质迁移转化以及核素与泥沙颗粒的吸附与解吸过程，是水环境与泥沙研究中的前沿科学问题。.研究中首先采用高精度的环境扫描电镜设备和能谱仪设备观测泥沙颗粒表面与重金属的吸附解吸规律，并建立泥沙与重金属耦合输移模式。之后采用模型试验方法，通过分析室内物理模型试验与现场实测过程参数的尺度关系，明确了变态物理模型与原型水平扩散系数间的转换关系式，也给出了水平扩散系数与模型变率的关系。然后针对核电工程排放的温水和核素迁移转化过程中的表面散热系数问题，通过文献调研、实测资料分析以及数值模型计算等方法得到了水面热交换系数的优化方法，提出了基于热通量平衡法和综合散热系数法的，可反映来流水文条件以及气象条件综合影响的取水明渠“气象-水温”简易估算公式。最后以大亚湾、岭澳、田湾核电作为典型案例，采用上述工程的温水扩散、核素迁移实测资料为基础，结合项目组已经开展的我国多个核电工程物理模型试验和数值模拟计算数据库，进行不同尺度效应和关键参数分析。结果表明，建立的水动力-泥沙-重金属迁移数学模型能较好地反映出重金属在水相、悬沙相和床面相之间转移的动力学过程。同时模拟的结果均显示大量的重金属在迁移的过程中将被泥沙颗粒所吸附。因此，在核素迁移过程的时候，考虑泥沙颗粒对于核素的吸附作用是十分有必要的。.本研究对我国核电工程温水和核素排放有十分重要的工程指导意义，并为核电工程水环境效应评价规范的修订提供技术支撑。