温排水对水体环境影响的数值模拟
南迪普电站温排水影响数值模拟研究

动逐渐 减弱 , 温排水 与运河水 流完全 匀合后 , 在 可使运
河水温 抬升约 0 3 。温升 影响 范 围与物 理模 型 试验 .℃ 实测 的温排水 流动影 响范 围吻合 良好 。
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人 民 长 江
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口。因此 , 数学模 型分 析 计算 主要模 拟 电站上 游 排水
口温 排水 温升 效 应 , 计算 区域 包 括 水 电站 以上 长 7 3 1 m 的运 河 、 建工程 取水 口及 电站上游排 水 口 , 河 长 拟 运 年流量 为 2 9 5 s取排 水流 量约为 1 . s冷 8 .4m / , 2 5m / ,
南迪 普 电站 温 排 水影 响数 值 模拟 研 究
华 维 娜, 根 广 , 雪 江 张 李
( 北 农 林 科 技 大 学 水 利 与建 筑 工程 学 院 , 西 杨 凌 7 2 0 ) 西 陕 1 10
摘 要 : 了评 估 电 站 的 温排 水对 自然 水 域 的 影 响 , 过 对 巴基 斯 坦 南迪 普联 合 循 环 电站 取 排 水 系统 进 行 平 面 为 通
图 4
上 游 排 水 口附 近流 场
3 3 温 度 场 分布 .
3 3 1 排 水 口 附 近 温 度 分 布 . .
图 5为上 游排水 口及取 水 口处 温升 等值线 图 。由 图可见 , 高温升 区主要 局 限于排水 口附近 , 温升 的温 低 扩散 范围也较 小 , 随着水流 流 向下 游 , 升影响 逐渐 且 温 减弱 。在 =6 0 m 断 面 处 , 面 平 均 温 升 幅 度 为 2 断 1O ℃ , 升 影 响 宽 度 为 2 m, 该 断 面 宽 度 的 .8 温 1 占 2 .% ; 0 6 在 =7 0 m 断 面 处 ( 0 即距 上 游 排 水 口 10 0 m) 断面平均 温升幅 度仅为 0 4 ℃ , 响宽 度为 8r, , .5 影 n 占该断 面宽度 的 1 . % ; 升影 响 随着水 流 向下 游 流 67 温
某内陆河温排水数值模拟研究

关 键 词 :数 值 模 拟 ;温排 水 ; 内陆 河 流 文献标识码 : A d i1 .9 9ji n 10 —39 2 1 .4 0 8 o:0 36 /.s .0 017 .02 0 .4 s 中 图分 类 号 :P 3 33
Num e i a m u a i n o e m a s ha g n Alu i lRi e rc lSi l to f Th r lDic r e i l v a v r
受 纳水 体温度升高 , 仅会 影 响到水 生生物 的生 长发 育 , 不 而且
会 直接影响工程取排 水方 案 的确定 。 目前湍 流数 学模 型的应 用 已成 为 工 程设 计 与项 目环 评 的重 要 工 具 , 巧菊 利 用 周 P M模式 建立 了大亚湾潮流 的三维数学模 型 , 出了潮流影响 O 给 下温排放的温升分布 ; 张细兵等 基于三角形网格建 立了二维 非恒定流的温排水数学模型 ; 郝瑞霞等 针对受潮汐 影响 的海 域, 采用浮力修 正 的 k— 模 型 模拟 了温度 分 层情 况 ; 光炽 李
wa ic agdfo ap we a t ln e ob i na na drv r sno n o ei.T erslss o h t sd sh re rm o r n a n dt ul i n iln e i f d n sa h eut h w ta :wh ntef e aua u o i- pl p d i ba I e h v rn trlrn f i bg i s g t h o l gwae iu e o gtdn l ln h v ra dt eioh r l aeamot rallwi h v r e ,tec i trdf s slniu ial ao gter e n h stemas r l s n f y i pa le t ter e ;wh ntervrr n f d c s h h i e e o r u e ,te h i u e c ln trdf ssh rznal n p e d o u sra ;wh te h n f i i rs ll h e eau eao n h trilti tbly; o igwae iu e o o tl a ds ra st p te m f i y eh rter o sbgo ma ,tetmp rtr ru d tewae ne ssa it u i a ayefo tep rp cieo edrc ic agn y ec ln ae v r h o io n om fte dan h v oe e to tritkn . n lz rm h es e t ft ie tdsh rigtp o ig w trr e ,tep st na d fr o h ri a en f c nwae na ig v h i i
海上浮动核电站温排水浮升扩散规律数值模拟

p r o c e s s a s t h e r ma l j e t i n c r o s s f l o w t o e s t a b l i s h t h e 3 D ma t h e ma t i c mo d e l f o r t h e r ma l j e t s f l o a t i n g p r o c e s s ,
1 0 . 3 9 6 9 / i . i s s n . 1 0 0 2 — 3 3 6 4 . 2 0 1 5 . 1 0 . 0 5 8 [ D OI编 号 ]
Nu me r i c a l s i mu l a t i o n o f b u o y a nt a n d di f f u s i o n r u l e s o f t h e r ma l
Ab s t r a c t : The wa s t e he a t e mi s s i o ns o f t h e r ma l d i s c ha r g e f r o m f l o a t i ng nu c l e a r po we r pl a n t s ma y ha ve a n e g a t i v e t he r ma l e f f e c t on t he e nv i r o nme n t . I nv e s t i g a t i o n o n t h e bu oy a nt a n d d i f f us i o n r ul e s o f t he r ma l d i s — c ha r g e f r o m f l o a t i ng nu c l e a r p o we r pl a n t s a n d pr o pe r l y c o nt r o l l i n g t he d i s c ha r gi n g t e mp e r a t u r e ha v e gr e a t s i g ni f i c a nc e f or s e a t wa t e r t he r ma l po l l ut i o n p r e ve nt i o n.Thi s pa pe r s i mpl i f i e d t he t he r ma l d i s c ha r g e
典型环境流条件下温排水变态率数值模拟研究

adWae n ier gR sac , e ig10 2 C ia n t E g e n eerh B in 0 14, hn ) r n i j
Ab t a t I h s p p r R y o d te s mo e ,t e t p c l e v r n n a o d t n f d f r n sr c : n t i a e , e n l s s s d l h y ia n i me tl c n i o s o i ee t r o i f f w r t fc o ig wae e mer t mo p o i o e f w f l t mp r t r ed n me ia i — l ae o o l t rg o t c mea r h s ft o e d, e e au e f l u r l r o n i s h l i i c se
DI NG a Zh o—l ,MA a g—r i g i Ch n u n
( o eeo rht tr a d Cvl nier g B in n esyo eh ooy C l g fA c i cue n i g ei , e igU i r t f c n l ,Wa rR sucs l e iE n n j v i T g t eo re e
一
手段 , 国绝大 多数 的火 、 电厂 温排放 问题都是 采用物 我 核 理模 型试验进行研究 。物理模 型可分为 正态模 型和变态 模型两类 。正态 模型 , 指 满足 牛顿 三大相 似 定理 以及 是
尺度分析 的方法 的模 型。但在 实 际 中, 于受 到试 验场 由 地 、 流条 件 以 及 量 测 精 度 和 时 间 的 限 制 , 难 完 全 达 水 很
海湾电厂三维斜压水流和温排水数值模拟

随着经济建设 的快速发展 , 海湾 电厂的规模也逐步扩大。 电厂所需的循环冷却水直接排人海水 中, 改变 了水体的物理 、 化学及生态环境 , 可能造成热污染 , 因此有必要建立相应 的模 型对其影响进行预测。 温水与
受纳水体的掺混及传热过程本身是一个三维的过程 , 加之海湾地带地形和水动力条件 的复杂性 , 了解温 要 排 水垂 向水 流特 性 和温 升分 布 , 须进 行 三维 模拟 。 必 已有 学者 将 三维模 型运 用 于温排 水 的研 究 中[ ]在对 。 流场及温度场进行模拟时 , 大多都是先模拟水动力场 , 然后在此基础上模拟温度场 , 且忽略由于密度差异引 起 的密度 梯度 和斜 压效 应 , 这一 效应 在水 动力 条件 复 杂 的海 湾 地带 以及 垂 向密度 分层 明显 的温水 排放 口附 近水域尤为明显[] 3 因此很有必要建立三维斜压水流和温排水数学模型。 。 本文 以象 山湾内某电厂 的温排水为例 , 进行三维斜压水流和温排水数值模拟。 先进行水动力场 和温度 场计算, 将温度场计算结果代人状态方程 , 实时修正水体密度 , 再将密度反馈到斜压项 , 进行流场更新计算 , 进而得到新的温度场 , 依此循环 , 实现水动力场和温度场的耦合计算 。 在根据实测资料对模型进行充分验证 的基 础上 , 模拟 了电厂温排 水扩 散输移 过程 中的三维 温升分 布特 征 。
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浅谈核电厂温排水模型试验

浅谈核电厂温排水模型试验摘要:直流供水核电厂温排水不断地排入受纳水体,造成水域温度升高,对自身取水影响较大,以及影响水体水质,危害水中生物的生长,对周围水域造成热污染。
因此需依据工程规划、设计进度安排,分阶段采用适宜的数学模型计算、物理模型试验手段开展相应研究工作,为工程规划设计及其环境影响评价提供依据。
关键词:核电厂;温排水数值模拟试验;温排水物理模型试验冷却水作为核电厂的机组冷源,经过热交换后,温度一般升高8℃~12℃,成为“温水”流出。
冷却水的注入影响核电站取排水工程水体的水力热力特性,取水温升的高低直接关系到电厂机组效率,水温超过一定限度,还将被迫降低负荷,成为机组满发的巨大障碍,如何利用现有水源的冷却能力来满足工程取水温升的要求,成了冷却水水工设计中的关键问题。
同时,电厂循环冷却水直接排入受纳水域也会对水质、水生物等产生许多连带影响,严重时会发生热污染现象。
特别是核电厂冷却水中有时包含不同程度的低放射性物质,这对环境的影响更不容忽视。
因此需依据工程规划、设计进度安排,分阶段采用适宜的数学模型计算、物理模型试验手段开展相应研究工作,以便合理地选择取排水口的位置和形式,为工程规划设计及其环境影响评价提供依据。
1.核电厂温排水模型试验种类温排水模型试验须根据类比分析或热扩散预测研究的方法获得温升范围,目前常用的热扩散研究方法是数值模拟计算和物理模型试验。
因此温排水模型试验种类分为:温排水数值模拟试验和温排水物理模型试验。
受潮汐影响水域的冷却水工程数值模拟技术经过近二十年的发展,在工程中已得到广泛应用。
目前比较成熟的数值模拟方法(主要是平面二维模型)主要针对冷却水工程的远区问题,对近区热浮力流动的模拟计算离工程需要尚有一定距离,故在实际工程中仍常采用物理模型来研究排取水口的近区三维流动。
通常采用数模和物模相结合的方法(复合模型)来确定电厂冷却水工程的布置方案,数模着重从总体上计算分析受纳水体的热容量和分析总体布置方案;物模则侧重于排取水口的近区热力流的模拟和具体工程布置方案、取排水口体形和尺寸的确定与优化。
温排水环境影响评价导则

温排水环境影响评价导则温排水是指工业、农业、生活等活动中产生的温度较高的废水,它对环境造成的影响不容忽视。
为了评价温排水对环境的影响,科研人员和环保部门制定了一系列的评价导则。
本文将介绍温排水环境影响评价导则的相关内容。
一、评价目的和范围温排水环境影响评价导则的首要目的是评估温排水对环境的潜在影响,从而制定相应的环保措施。
评价的范围主要包括温排水的排放源、水体环境、生物环境以及人类健康等方面。
二、评价指标温排水环境影响评价指标主要包括水质指标、生物学指标、水体生态系统指标和人类健康指标等。
水质指标主要包括温度、溶解氧、pH值、化学需氧量(COD)等参数,用于评估温排水对水体质量的影响。
生物学指标主要包括浮游植物、浮游动物、底栖动物等生物群落结构和多样性,用于评估温排水对水生态系统的影响。
水体生态系统指标主要包括水生植被、湿地等生态系统的变化情况,用于评估温排水对水体生态系统的影响。
人类健康指标主要包括对人体健康可能产生的直接或间接影响,如皮肤炎症、水源污染等。
三、评价方法温排水环境影响评价的方法主要包括实地调查、采样分析和模型模拟等。
实地调查是评价的基础,通过对温排水排放源、周边水体和生态环境进行观测和调查,获取相关数据。
采样分析是在实地调查的基础上,对采集的水样、土壤样品等进行化学分析、生物学分析,获得定量的数据。
模型模拟是通过建立数学模型,模拟温排水对环境的影响程度,预测可能产生的风险。
四、评价结果和风险评估评价结果主要通过数据分析和综合评估得出,对温排水对水质、生态系统影响的程度进行评估,确定其对环境的潜在风险。
风险评估是在评价结果的基础上,根据温排水的特点和环境敏感性,综合考虑可能产生的风险,为环保部门提供科学依据,制定相应的控制措施。
五、环境管理与控制措施根据评价结果和风险评估,对温排水的环境管理和控制措施进行制定。
主要包括减少温排水排放量、提高温排水的处理效果、加强环境监测和管理等方面。
非恒定流环境水体温排水二维数值模拟的开题报告

非恒定流环境水体温排水二维数值模拟的开题报告一、选题背景及意义现代社会经济的快速发展带来了相应的环境问题,其中水污染问题是其中之一。
水污染严重影响生态环境和人类健康。
为此,许多地方采取了污水处理技术以改善水质。
然而,这些处理技术中的温排水问题也需要解决。
温排水是指厂区内用于冷却和加热的工业用水,经过使用后产生一定的热量,最终被排入其它水域。
由于排放水温较高,会导致水体发生温度升高的现象,从而影响水生态环境和靠近排水点的人类健康。
因此,需要对温排水进行科学合理的处理。
二、研究内容为了实现对温排水的合理处理,本研究将进行非恒定流环境水体温排水二维数值模拟。
研究内容包括:1.对流传热方程的建立:对流传热是温排水排入水域后的重要传热过程,建立对流传热方程可为后续研究提供理论基础。
2.数值模拟的建立:本研究将使用数值方法对非恒定流环境水体温排水进行模拟,需要建立相应的数值模拟框架。
3.数据分析与效果评价:在建立数值模拟框架后,将对模拟结果进行数据分析,并进行效果评价,从而对温排水合理处理提供科学依据。
三、研究方法本研究将采用数值模拟方法,建立非恒定流环境水体温排水二维数值模拟模型。
具体方法如下:1.模型建立:基于对流传热方程建立温排水模型,并添加边界条件。
2.数值离散:将模型离散成一系列微小的时间步和空间格点,采用数值方法进行数值离散。
3.计算:使用计算机程序进行运算,得到数值解。
4.数据处理:对得到的数值解进行数据处理和分析,进行效果评价。
四、预期成果通过本研究,可以建立非恒定流环境水体温排水二维数值模拟模型,并进行数据分析及效果评价。
预期成果包括:1.建立合理可行的模型,模拟温排水排入水域后的传热及温度升高过程。
2.分析温排水对水体生态环境的影响。
3.提供科学依据,为温排水的合理处理提供技术支持。
五、研究难点及解决方案1.非恒定流环境下水体温度场复杂,需要针对该复杂问题建立具有一定普适性的计算模型。
解决方案:适当简化环境条件,提高模型精度。
电厂温排水累积影响数值模拟

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) 基金项目 :水利部公益性行业科研专项基金资助项目 ( C K S F 2 0 1 0 0 0 1 , : 作者简介 :张细兵 ( 男, 高级工程师 , 研究方向为水动力学数值模拟 , 1 9 7 6 E-m a i l s s 9 8 7 1@v i . 1 6 3. c o m -) j p
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C V CCn2 U2 +V2 Z g 槡 ξ h =- ξ η +C - g 1 ξ η η h3
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C Cη h U+ f ξ
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此, 本文基于正交曲线网格 , 采用有限体积法建立 研究了多个电厂温 了平面二维温排 水 数 学 模 型 , 排水的叠加影响 , 为电厂环境影响评价和水资源论 证提供了科学依据。
第3 0卷 第3期 2 0 1 2年3月 ( ) 文章编号 : 1 0 0 0 7 7 0 9 2 0 1 2 0 3 0 1 0 3 0 4 - - -
水 电 能 源 科 学 W a t e r R e s o u r c e s a n d P o w e r
V o l . 3 0N o . 3 M a r . 2 0 1 2
·1 0 4·
水 电 能 源 科 学 2 0 1 2年
s i n ω Φ f =2 、 η 为坐标变换系数 ; 式中 , C Z、 h 分别为水位和 ξ C 水深 ; U、 V 分别为曲线 坐 标 系 下 垂 线 平 均 流 速 在
2 实例
2. 1 河道及工程概况 以长江下游镇扬河段世业洲右汊右岸电厂群 为例 , 该工程河段自上而下有三个电厂 , 分别为大 唐南京电厂 、 句容电厂 ( 拟建 ) 和镇江电厂 , 间距分 别约为 3. 5、 1. 5k m。 拟 建 句 容 电 厂 位 于 长 江 下 游镇扬河段世业洲汊道右汊右岸的大道河口与虹 。 镇 扬 河 段 上 起 三 江 口 ,下 迄 五 图 1) 桥口之间 ( 峰山 , 河段全长约 7 自上而下按河道平面形 4k m, 世 业 洲 汊 道、 六 圩 弯 道、 态的 不 同 分 为 仪 征 水 道 、 畅洲汊道及大港水道 。 世业洲汊道自泗源沟至瓜 长2 右汊为主汊 , 长1 为 洲渡口 , 4. 7k m, 5. 8k m, 曲率比较适度 的 弯 曲 河 道 , 平 均 河 宽 约1 4 5 0m。 长江主流出仪征 弯 道 后 , 由左向右过渡至世业洲 右汊 , 主流沿高资 弯 道 右 岸 下 行 至 龙 门 口 附 近 与 又向左汊过渡至六圩弯道 。 左汊支流汇合后 ,
温排水对水体环境影响的数值模拟

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乌莎码头
由于 大部 分水 体 的水 流 及温 升分 布均 随时 间变 化, 为非恒 定 流动 。江段 河道 复 杂 , 深相 对于 水体 水
表 面 宽 度 较 小 , 此 , 流 运 动 可 简 化 为 沿 水 深 平 均 因 水 的 二 维 非 恒 定 流 动 。 本 文 采 用 平 面 二 维 水 流 温 度 场 数 学 模 型 , 池 州 电 厂 的 温 排 水 流 场 和 温 度 场 进 行 对
分析 结果 显 示 , 州 电厂 二 期 扩 建后 的 温排 放 对 保 护 区及 周 边 水 体 不 会 产 生 明显 的热 影 响 。 池
关 键 词 : 排 水 ; 体环 境 影 响 ; 值 模 拟 温 水 数
Abs r ct Rat ta : i onaldr n ofpowerpl tcool at ai an i w erand t per ur edi i r ng em at pr ct e on of ecei n wat an pr i vig er c de ov s om e s ent i denc f A ci ic evi f es orEI ofwat ody . erb The f l ow i d and t em per ur i d oft m al sc f el he t at e f her el di har e i g n C hzh PowerPl i i ul ed by a i ou ant s sm at doptn he m at ig t hem at o i m del ort cal wo — m en onalf f —di si l fel ow i d and t n ・ er ・
图 l 池 州 电厂 及 原 测 量 断 面 位 置
核电厂温排水环境影响评价及减缓措施

核电厂温排水环境影响评价及减缓措施核电厂作为一种清洁能源发电方式,广泛应用于世界各国。
然而,核电厂的运行会产生大量的温排水,对周边水环境可能造成一定的影响。
因此,对核电厂温排水环境影响进行评价,并采取相应的减缓措施是非常必要的。
一、核电厂温排水环境影响评价核电厂的温排水主要通过核反应堆冷却系统流出,温度较高。
这些温排水对于周边水域可能产生以下几方面的影响:1. 热效应:温排水排入水域后,会产生热效应,导致水温升高。
这种升温会影响水生生物的生态系统,一些对低温敏感的生物可能会受到伤害,甚至死亡。
2. 溶解氧减少:温排水的大量排放会导致水体中的溶解氧减少,影响水中生物的呼吸和生存。
3. 改变水流模式:温排水的排放可能改变水域的水流模式,进而影响水中生物的栖息地和迁徙。
鉴于核电厂温排水对环境可能带来的影响,需要进行合理的评价,以便及时采取减缓措施。
二、核电厂温排水减缓措施为了减轻核电厂温排水对环境的影响,可以采取以下一些有效的减缓措施:1. 环境参数监测:核电厂应当建立严格的环境参数监测系统,监测温排水排放对水域温度、溶解氧和水流模式的影响。
及时发现异常情况,并采取相应的措施。
2. 热效应减缓:为减轻核电厂温排水对水温的影响,可以采用多种技术手段,如增加热排放区域的面积,减少排放温度,降低排放流速等。
3. 溶解氧补充:核电厂可以通过引入新鲜氧气或其他气体,以补充溶解氧减少的问题。
另外,增加水域的植被覆盖,提高水中植物的光合作用可以增加水中的溶解氧含量。
4. 水流模式恢复:核电厂可以通过建设水流引导系统,尽量恢复原有的水流模式,减少温排水排放对水流的影响。
5. 生物保护区建设:核电厂周边可以建立生物保护区,保护敏感生物栖息地,避免受到温排水影响。
6. 宣传教育:核电厂应当加强公众宣传教育,提高公众对温排水环境影响的认知,引导公众合理利用水域资源,保护水生生物和生态环境。
总结:核电厂温排水的环境影响评价以及减缓措施是确保核电发电是安全、可持续的重要环节。
mike21FM-温排水

Abstract: Numerical simulation is conducted on hot water discharged by Laibin power plants impacting the surrounding waters environment under two kinds of conditions in this article. And the two simulation results are analyzed. It is realized to apply Mike21FM simulating hot water’s impacting the surrounding waters environment. Assessment methods and application process are proposed on Mike21FM application to the field of EIA. It lays the foundation of achieving technical review on water environmental impact assessment. Key words: Laibin: Mike21FM; Hot discharged water; numerical simulation
工况 1 和工况 2 的模拟预测结果比较见表 2,从表中可以看出工况 2 比工况 1 对水域环 境的影响要大,这主要是由于工况 2 比工况 1 的河流来流量小,所以水流的稀释扩散能力比 工况 1 条件下要弱,因此工况 2 条件下排放的温排水对水域环境的影响比工况 1 要大。
图 9 工况 2 来宾预测河段的模拟结果
图 1 来宾河段的地形
基于FVCOM模式的温排水三维数值模拟研究

文章编号:1000-4874(2009)-04-0432-08曹颖,等:基于FVCOM 模式的温排水三维数值模拟研究 4331 引言近年来随着社会经济的发展,我国加大了海岸带资源的开发活动,在沿海地区兴建了很多热电厂,这些电厂大多以所在滨海位置的海水作为循环冷却水水源,电厂的温排水直接排入海湾,造成所在海域环境的热污染。
韩康[1]、徐啸[2]等对近海海湾的温排水进行了二维数值模拟研究。
然而温排水排放后,由于温差所产生的浮力效应,温排水趋于海水上层运移,海水上层温升与深层温升是不一样的,呈现出明显的垂向温度不同的分布。
而目前广泛应用的二维温排水数值模型是基于垂向水深平均的模型,无法反映这种情况,其预测结果就难免有较大的缺陷,只有建立三维数学模型才能更加准确了解温升场的三维结构特征。
因此,黄平[3]、郝瑞霞[4]提出了一种准三维的温排水数值模型。
本文以象山港内的某电厂温排水为例建立了一个新的三维温排水数值模型。
根据象山港的地形和水动力特点[5,6],选用现今国际海洋界最新的河口、陆架和海洋模型(FVCOM 模型[7] 2004版),建立了象山港海域的三维有限体积潮流模型。
FVCOM 模型为美国Massachusetts Dartmouth 州立大学陈长胜所领导的研究小组开发,其控制方程类似于POM 模型[8],包括自由表面、非线性平流项、耦合的密度和速度场、径流、垂直混合的2.5阶湍流闭合模型等,数值模型采用有限体积法(FVM ),可应用于各种河口、海湾、陆架和海洋问题。
FVCOM 模型采用σ垂向坐标和水平三角形非结构网格坐标的结合,可以使模型应用对感兴趣区域处的网格进行加密处理,既可控制计算量,又不牺牲笛卡尔坐标的特性。
在此基础上,采用类似的数值方法开发了一个三维对流扩散模型,采用该模型对象山港湾某电厂温排水的潮流场、温度场进行了计算,模拟了电厂温排水输运扩散过程的三维分布特征,分析了温排水造成的三维温度场变化。
波流共同作用下的海湾温排水数值模拟

冬季最大流速为 0 4 / , 向变化 主要 从 s . 8m s 流 E方 向到 S W 方 向。工程附近的波浪资料 主要使用博 贺测波站 2 0 0 5年的 观测资料 。本海 区常年 出现 以风浪为 主的混合浪 , 东北季风 期涌浪 出现较 多, 南季风期 出现相 对较少 ; 波 向的统计 西 对 可 以得 出 博 贺 电厂 站 2 0 0 5全 年 常 浪 向 为 E E, 率 为 S 频 5.% ; 5 7 次常浪 向为 s , 率为 3 . % ; E频 1 8 全年 的强 浪 向出现 在 S E向 , 2 0 S 在 05年博 贺的波 浪观测 中, 测得 的有效波高 凰
要: 近年来我 国在滨海地 区建设 了许 多大型的热电厂 , 这些热 电厂 的运 行 需要 以冷却 水为载体将废 热释放到
海湾中, 热电厂的温排 水改 变了排 水 口附近局部 水域 的流场 , 并且使水温上升 , 导E- 程 附近 水域 的 生态环境发 生 r -
变化 。针对上述 问题 , 考虑河 口海岸地 区波浪 与潮流运 动的特 点 , 通过辐射应力、 应力 以及表 面风应力将波浪 对 底
动 量方 程 :
O t
( 1 )
本 文以座落 在广东茂 名市东 南部 的博 贺湾博 贺 电厂 为 例, 以沿水 深平均 二维水 动力及物质运 输数值模 型为研究 用
下的海湾温排水 的温升分布和 电厂取水 口温升变化规 律 , 为 电厂取 、 排水 口布置及环境影 响评 价提供技 术依据 。
海湾 , 温排水排 出后 , 随潮流的涨 退 , 在排水 口附 近一 定水域 里上下摆动 , 热水温 度场 随水体 的运 动呈 现涨 落分 布 , 湾 海
: 程 区域二维波浪 、 [ 潮流温排水数学模 型运动控制 方程
印尼百通热电站温排水数值模拟

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4 7
可压缩 流体 运动 的基本 方程 出发 , 略物理 量沿 水 深方 向的变 化 , 忽 将
水 株万 同积 分 , 即求得 殊 发 半
均 的平 面二 维浅水 方 程和温 度输 移扩 散方 程 :
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7 ℃ I] 本文 采用 平面二 维数 学模 型对 印尼百通 电 厂温 排水 小 潮 和大 潮 潮型 下形 成 S
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的温 度 场 分布 做 了
模拟 , 析 了取水 口附近 的温升 曲线和不 同等 温线 的包络 面积 . .
印尼 百通 电站 附近海域 宽 阔 , 海水 深度较 浅 , 速和水 温在 垂直方 向上 的变化 相对较 小 . 流 因此 , 不 从
世 界绝 大部分 沿海地 区都是 人 口集 中、 经济发 达 的地 区 , 能 源 的需 求也 最 为迫 切 . 对 由于海 滨地 区 可 以利 用海水 作 为冷却水 节约 电站 的用水 成本 , 设火 电站或 核 电站成 为 缓 和这 些地 区能源 危 机 的重 建 要 途径 之一 . 然而 , 用过 的冷却 水排 入海 洋后 , 使 会对海 洋环境 产生 一定影 响 , 水 中的余热 引起 的海水 废
象山港电厂温排水的实测和数值模拟研究

海湾 , 内较窄 , 港 宽约 3 m, ~8k 水深 1 ~ 2 港 中部 达 2 ~5 0 0m, 0 5m。宁 海 电厂位 于象 山 港湾 底处 , 该海域 的平 均潮差 为 3 8 最 大潮 差 5 4m, 于强 潮 海 区 , 位 表 现 出非 . 8m, . 属 潮 正规半 日潮 浅海潮 港所 具有 的潮汐 特征 。 对 于象 山港 的潮汐 潮流 , 前人做 了很 多研 究 工 作 。蔡 伟 章 等分 析 了象 山港 的潮 汐和 潮流 , 出象山港地 区潮 汐属 于非正 规半 日浅海 潮 的结 论[ ; 得 1 董礼 先等通 过象 山港水 域 的 潮波运 动数 值模拟 , 析 了象 山港 M 分 分潮 的生 成和增 长机 制 ; 陈伟 、 董礼 先 、 娄海 峰等 对象 山港 的水交换 周期 也做 了一定 的 研究 ¨ ] 3 。本 文 的 主要 工作 是 对 象 山港 宁海 电厂 附 近海域 的潮 流和水 温进行 系统 的观测 调查 , 将该 海 域 的数 模计 算 结 果与 实测 结 果进 行 并 对 比分 析 , 给出 电厂附 近海域潮 流和 温排水 的分 布和 变化特 征 。 浙 江 国华宁海 发 电厂厂址 位于 象 山港 底部 ( 1 , 临象 山港 , 图 )北 南靠 团结 塘 , 西接 白 象 山, 东至强 蛟镇 。为 了评估 电厂建 设对 电厂前 沿水域 海洋 环境 的影 响范 围和强度 , 掌握 厂址前 沿及 附近海 域环境 变化 情况 , 文 于 2 0 本 0 8年 1月 2月 对 电 厂前 沿 海 域对 潮 流 、
中 图分 类 号 :P7 1 3 3 . 文 献标 识码 :A
随着 人们 对能源 需求 的不 断增加 , 沿海火 电 、 电厂 林立 而起 , 核 带来大 量热 污染 问题 ,
海南某滨海核电厂温排水三维数值模拟

(5)
ˆ 是水体与 Dν 是垂向涡动扩散系数。水平涡粘系数和涡粘扩散系数根据混合长模型确定。 H
大气的热交换。 Ts 是热源源项。
∂ ∂∆T ∂ ∂∆T FT = Dh + Dh ∂x ∂x ∂y ∂x
其中 Dh =
(6)
A
σT
, Dν =
海南某滨海核电厂温排水三维数值模拟
倪培桐,张晓艳
(广东省水利水电科学研究院,广州,510610)
摘 要:目前工程上广泛应用温排水数值模型多为平面二维模型,但平面二维数值模拟不能完全反映
温排水的近区水力、热力效应,同时也不能模拟工程海域的温盐分层环境,制约着平面二维温排水数 学模型的成果应用。本文在海南某滨海核电厂温排水研究基础上建立了温排水三维数值模型,并成功 应用于工程方案比选。 关键词:温排水;三维数值模型
1温排水三维数学模型11控制方程1潮流方程uvwsxyz??????1200011axyxxutszpuuvuwu??fvgtxyzxxssgudzfusxhxyzz????????????????????????????????????2200011ayxyyvtszpvuvvwvfugtxyzyyssgvdzfvsyhxyzz???????????????????????????????????????356其中t是时间xyz为笛卡尔坐标是水位d是静水深hd是总水深zyxuvxyzwxyz是水流速度2sin?f是科势力因子g是重力加速度yx水体密度xxxyxyyyssss是辐射应力
νt , σ 是普朗特数。 σT T
1.2 边界条件及参数化 (1)自由水面边界条件: 水面、床面边界流速条件 水面:
∂η ∂η ∂η +u +v − w = 0, ∂t ∂x ∂y
温排水数值模拟技术在火电厂水资源论证中的应用

面, 如果 浅水 区潮 流混 合 比较 强 烈 , 排水 入 水 后 不 久 温
电厂 L G工 程取用 虎 门水 道 咸 淡水 做为 循 环冷 却 N
就与水体垂 直混 合均匀 。如 果垂直 混合 不强 烈 时 , 排 水 水源 , 水 口布 置 在 电 厂一 、 期 排水 口上 游 2 0~ 温 取 二 0 水 只影 响到水 的表 层 , 要用 复 杂 的 三维 模 型 来 描 述 。 40m处 ( 30m) 需 0 约 6 。温 排水 采 用 “ 层 直 排 ” 置 在 浅 布 根 据美 、 科学 家对 温 排 水 预测 的 研究 结 果 , 修 正 后 取水 口下 游 , 计喇 叭 口型排水 口以 消能并 降低 出流 流 法 用 设 的二维模 型预测 温排水 的影 响分布 , 同样 可得 到 合 理 的 速 , 与取水 口保 持 一 定 的 距 离 , 到 “ 地排 放 ” 避 免 做 异 ,
王 瑞 兰 , 克俊 马
( 东省 水利水 电科 学研 究院 , 东 广州 50 1 ) 广 广 16 0
摘 要: 采用数学模 型技 术模拟珠江 电厂取排 水温升 , 结果表 明: 江 电厂 三期 工程大 、 珠 小潮 高温 区(  ̄ 温水 ) 3C升 不超过
13k 取 水 温升 小 于 3C, 潮 平 均取 水 水 温 在 3 ℃ 以下 ; 建 I G工 程 取 水 量 小 于 三 期 工 程 。 此 L G 工 程 冷 却 水 温 . m ,  ̄ 全 3 新 J N 因 N 升 及 温度 场分 布 范 围都 低 于 三期 模 拟 结果 ,N 项 目温排 水 影 响 的 程 度 和 范围 不 大 , 水 生 生 物 及 水 生 态 环 境 不 会 造 成 显 LG 对 著影响。 关键 词 :水 资 源 ; 论证 ; 排 水 ; 值 模 拟 温 数
电厂温排水对水环境影响的数值模拟

摘
要 :电厂冷却水的合理排放和排放 水体 的温 度预测能 为水体环境影 响评价提供科学依据 。文 中建立平面二维温
度 场 数 学模 型 ,分 别 在 冬 季 保 证率 为 9 % 的枯 水 流 量 、夏 季 最 枯 流 量 两 种 水 文 条 件 下 对 鄂 州 电厂 温 排水 一 、二 、三 0
鄂 州 电厂 三 期 工 程 拟 按 照 规 划 扩 建 2×1O 0 ,0 MW 超 临 界 燃 煤 机 组 ,主 厂 区位 于 二 期 工 程 西 北 面 、 规 划 的 扩 建 场 地
上 , 电厂 本 期 扩 建 工程 从 长 江 叶 家 洲 河 段 南 岸 黄 家 矾 取 水 , 温 水 排 放 口断 面 有 一 深 潭 ( 于 河 槽 北侧 ) 常 水 位 下 水 深 达 位 , 5 余 米 ;排 放 口所 在 河 段 曲率 较 大 、水 下地 形 复 杂 、 水 深 变 0 化 较 大 ,水 流 结 构 相 对 复 杂 。
安 全 性 ,风速 取 为 0 ;T 各 网格 计 算 温 升 加 上环 境 水 温 。 ) 一
5 模 拟 工况
汪家铺 王范高蒋
肖 家 洲
图 3 冬 季 ( 水 )设 计 水 情 ( = 0 )温 升 场 枯 p9%
鄂 州 电厂 三 期 工 程 建 成 投 入 运 行 后 , 三期 工 程 温 排 水 将
表 1 工程 温 水 排放 情 况
长 江
,
汪 家太山
0 25 = 00m /0
黄家 矶 = 口
6 数 值 模拟 结 果 及 分 析 .
图 4 夏 季 最 枯 设 计 流 量 下 温 升 场
利 用 该 平 面 二 维 水 流 温 度 场 数 学 模 型 ,采 用冬 季 保 证 率
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1 工程概况
江苏常熟发电有限公司(以下称一期工程)位于江苏省常熟市吴市乡境内、长江徐六 泾河段的南岸,距常熟市城区 24km。电厂厂址地势开阔,不占良田,具有建设大型电厂的 良好条件。图 1 为常熟电厂附近江段示意图。
1.水动力场 以大潮下流态为例对整个计算区域涨潮和落潮流态进行分析,如图 4~5 所示。 模型计算河段的涨落潮态基本与实际相符,计算表明,河段受径流和潮流双重作用, 电厂排水口附近水域潮流动表现为往复流动,落潮时落潮流靠着电厂流向下游,涨潮时涨潮 流靠着电厂上溯。
-4-
g=9.8m/s2; ε x 和 ε y 分别为x,y方向紊动扩散系数; u* 和 v* 分别为源汇节点周边沿x,
y方向的流速。
-2-
2.2 定解条件
初始条件 边界条件
ζ (x, y,0) = ζ 0 (x, y) u(x, y,0) = u0 (x, y) v(x, y,0) = v0 (x, y)
3.2 定解条件 初始条件 T (x ,y ,0)= T0 (x,y) 边界条件 入流边界, T = T (t) ;出流边界, ∂T = 0, n 为出流边界法向单位矢量。 ∂n
3.3 数值方法
对于方程(4),仍选用剖开算子法,将其剖分为对流分步、扩散分步及反应分步进行 求解。
4 计算条件的选取
4.1 计算区域
常熟电厂
图 4 大潮落急流场图
h(m) h(m)
常熟电厂
2.潮位验证
图 5 大潮涨急流场图
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 0 -1.0
徐六泾站
计算潮位 实测潮位
5
10
15
20
25
t(h)
图 6 大潮徐六泾站潮位验证图
1.5
1
0.5
0 0
-0.5
徐六泾站
计算潮位 实测潮位
h+ζ h
h+ζ h
为x,y方向的垂线平均流速( u ' , v' 分别为任意点流速在x,y方向的分量); q 为单位
面积上的温排水水量上的源汇强度(m/s);科氏系数 f = 2ω sin ϕ ( ω 为地球自转的角速
度, ϕ 为计算区的纬度);谢才系数 c = 1 (h + ζ )1/ 6 (其中, n 为曼宁系数);重力加速度 n
5.3 温度场计算结果分析
对温升总体状况进行分析,电厂热水从排水口排出后与江水掺混,在潮流和径流的双 重作用下向周围输移和扩散,温升范围主要落在电厂附近江面。
冬季大潮水文条件下,常熟电厂现状机组运行时的温升场包络线分布如图 12 所示。由 图可见,由于电厂附近江段有一定的负流量,潮流为往复流动,因此电厂温排水对排水口上、
常熟电厂现状工程容量为1200MW,配备有4台300MW的改进型燃煤机组,分别于1993 年和1994年建成投产。在现状建设时预留的煤码头、煤场和取、排水口等共用设施位置已被 华润电力常熟二电厂3×600MW机组工程(以下简称二期工程)使用。
1.潮位站布置 本次水文测验期间共布设天生港、营船港、徐六泾、白茆口 4 个固定潮位站,电厂煤码 头 1 个临时潮位站。天生港、营船港、徐六泾、白茆口均属于国家基本站。各潮位站具体布 设位置见图 1。 2.测验垂线布置 根据《实施细则》的要求,本次在测验水域布置 6 条固定垂线,其中 1#、2#、3#采用 ADCP 走航式测流,4#、5#、6#垂线采用定船抛锚测流,另外在测验水域还布置了 6 条测温 垂线。布置点位见图 1。
图 2 计算区域网格剖分示意图图
图 3 电厂附近加密部分网格图
4.2 计算水文条件
计算水文条件为数学模型验证计算以及温排水影响预测计算所需的水文条件都采用现 状冬季实测大潮水文条件和实测小潮水文条件计算。
原型观测水文资料(2006 年 3 月 30 日~31 日为大潮过程、3 月 23 日~3 月 24 日为小 潮过程)作为水流数学模型验证的水文条件以及温排水影响预测计算的水文条件,分别称为 实测大潮和实测小潮水文条件。
上游和下游计算边界均以潮位过程线作为其边界条件;固定边界采用可滑
动边界条件,即 ∂U = 0 (U 为边界水流合速度, n 为固定边界法向单位向量),对于两岸 ∂n
边滩,则按动边界处理。
2.3 数值方法
(1)~(3)式组成的水流模型基本方程中含有非线性混合算子,可采用剖开算子法进行离 散求解[4,5]。这一数值方法可以根据方程所含算子的不同特性,将该方程剖分为几个不同的 子算子方程,各子算子方程可采用与之适应的数值方法求解;这种方法能有效地解决方程的 非线性和自由表面确定问题,具有良好的计算稳定性和较高的计算精度。
冬季小潮位水文条件下,潮位较低,水流掺混作用较弱,电厂温排水影响范围较冬季大 潮时大。
冬季小潮水文条件下的温升包络线面积相对最大,其中 1.0℃等温升值包络线影响面积 1.515km2 , 2.0℃ 等 温 升 值 包 络 线 影 响 面 积 0.910km2 , 3.0℃ 等 温 升 值 包 络 线 影 响 面 积 0.636km2,4.0℃等温升值包络线影响面积 0.507km2。
3 平面二维温度场数学模型
3.1 基本方程
∂ ∂t
[(h
+
ζ
)T]
+
∂ [(h
∂x
+ζ
)uT]
+
∂ ∂y
[(h
+ζ
)vT]
=
∂ ∂x
⎢⎣⎡(h
+
ζ
)Dx
∂T ∂x
⎤ ⎥⎦
+
∂ ∂y
⎡ ⎢⎣(h
+ζ
)Dy
∂T ∂y
⎤ ⎥⎦
−
KsT ρCΡ
+
ST
(4)
式中: T 为沿水深的平均温升; Dx 和 Dy 分别为x,y方向的热扩散(涡动分散)系 数(m2/s); K s 为水面综合散热系数(J/s﹒m2﹒0C); ρ 为海水密度(kg/m3); CΡ 为海水 的等压比热(J/kg﹒0C); ST 为温排水的热量源汇强度(m2﹒0C/s)。
4.3 计算参数的选择
根据大通江段的实际情况,主河道的河床糙率采用 0.018~0.035;水面综合散热系数按
照 Gunneberg F.公式确定[6],不考虑风速的影响:扩散系数选用 Ex =5.0m2/s, E y =0.5m2/s。
5 模型计算结果分析
5.1 数学模型验证计算
图 6~7 分别为大潮、小潮下徐六泾站潮位验证,图 8~12 分别为实测大、小潮水文条件 下的(选取 1#、2#测平均流速验证计算结果。由图可见,实测水文条件下,平均流速、水位 分布的计算值与实测值相当吻合。表明所建立的水流数学模型较好地模拟了计算江段的水流 变化情况,其计算结果可信,所选取的计算参数合理。
(2)
∂v + u ∂v + v ∂v ∂t ∂x ∂y
= − fu − g ∂ζ ∂y
−
gv u 2 + v 2 C 2 (h + ζ )
+
ε
y
⎡ ⎢ ⎣
∂2v ∂x 2
+
∂2v ∂y 2
⎤ ⎥ ⎦
+
qv* h+ζ
(3)
∫ ∫ 式中: ζ 为潮位; t 为时间; h 为水深; u = 1 ζ u 'dz 和 v = 1 ζ v'dz 分别
(1) 水流运动方程:
∂ζ + ∂ [(h + ζ )u] + ∂ [(h + ζ )v] = q
∂t ∂x
∂y
∂u ∂t
+ u ∂u ∂x
+ v ∂u ∂y
=
fv − g ∂ζ ∂x
−
gu u 2 + v 2 C 2 (h + ζ )
+
ε
x
⎡ ⎢ ⎣
∂2u ∂x 2
+
∂2u ∂y 2
⎤ ⎥ ⎦
+
qu* h+ζ
相对而言,冬季小潮水文条件下 1.0℃等温升值包络线离岸方向扩散距离最远,为 0.699km,仅约占排水口处河道宽度(5.66km)的 12.0%。总体而言,常熟电厂两期工程现 状运行时,温排水分布范围较小,基本限于电厂排水口附近近岸水域,对长江水环境的影响 有限。
常熟电厂
4.0 3.0
随着电力工业的发展,热排放对水环境造成的污染愈来愈受到人们的关注。大量冷却水 集中排放,会使周围的水体升温,不合理排放不但会影响人们的生产生活,而且也会给水体 生态环境带来巨大的影响,甚至使水体恶化,从而导致水体生物大量的死亡。一些发达国家 在20世纪70年代以前就已开始研究电厂热排水对水生生态系统的影响,并相继召开了几次国 际研讨会。从20世纪80年代初,我国专家开始发表与电厂热排水有关的研究成果[1-3]。
计算区域选取电厂上游约 19 公里的营船港断面至下游约 9 公里的白茆河口断面间长约 28 公里的江段,其范围如图 1 所示。全域采用正交曲线计算矩形网格,共布置了 351×81 个
-3-
节点,27194 个单元,在排水口及测点附近进行了网格加密,如图 2、3 所示,整个区域内 最大网格步长为 290m 左右,最小网格步长为 24m 左右,时间步长取 12 秒。
温排水对水体环境影响的数值模拟
孙艳涛,许宁,刘伟