红沿河核电站取水口海冰堆积特性的离散元分析

在寒冷地区,海冰在核电站取水结构物前的堆积会对取水口造成阻塞和损坏,进而影响核电设备的正常运作。以红沿河核电站的取水设施为例,综合考虑该工程海域冰区特点及风和流的作用等因素。建立了海冰的离散元模型,用于模拟海冰在结构物前的堆积和破坏过程。该离散元模型由规则排列的球体颗粒构成,颗粒间采用平行黏结模型进行黏结。考虑了海冰的平均尺寸、密集度及流速三个因素对海冰堆积过程的影响,对海冰堆积高度进行预判。其中,堆积高度随海冰的密集度和流速的增大而增大,而海冰的平均尺寸对堆积高度没有明显影响。分析结果表明,离散元数值模拟可用于评估和预测取水工程中海冰堆积造成堵塞的风险。     

北极海冰数值模拟研究述评

根据国内外近年发表的主要文献,详细介绍北极海冰数值模拟工作的最新进展。综合评述各种主要动力学模式的特点和不足,指出与数值模式有关的主要物理问题,重点介绍海冰模式所特有的问题以及海冰数值模拟工作的发展方向。对以往的数值工作和海冰数值模拟的主要问题进行了总结,并在理论和实践方面进行了深入探讨,有助于我国相关工作的开展。     

南极普里兹湾海冰数值模拟试验

海冰在全球气候的变化过程中,具有举足轻重的作用。在气候模拟中,海冰预报的准确性直接影响到对气候的中、长期预测。海冰的成长和消融受诸多物理过程控制,其中海冰的热力过程是最重要因素之一。     

海冰动力学过程的数值模拟

讨论了海冰动力学性质并阐述决定海冰漂移的动量平衡,冰脊和水道形成及确定冰应力与形变、强度之间关系的海冰流变学.提出了模拟海冰动力学过程的数值模式,模式中冰厚分布由开阔水、平整冰和堆积冰3种要素表示.在这3要素的预报方程中引入形变函数,采用一种参数化方法模拟冰脊和水道.为了表示冰内相互作用,将海冰作为一种非线性粘性可压缩物质,采用粘-塑性本构关系.本文还概述和讨论了模式中所采用的数值方法,应用此模式模拟了渤海、波罗的海的波的尼亚湾和拉布拉多海的冰漂移.渤海冰漂移模拟结果明显地显示出潮周期变化,还模拟了渤海的冰脊和水道,进行了海冰流变学参数的敏感性试验.并将此冰模式与大气模式和边界层模式联接,给出渤海海冰预报结果.     

海冰热力模式及北极海冰季节变化的数值模拟

本文给出了一个改进的海冰热力模式,主要通过海面和冰面的温度变化及热量收支,用来计算海冰面积和厚度的时空分布。     

滨海核电冷源取水区风险生物的分类及特征分析

近年来由海洋生物入侵造成的核电冷源安全事件频发,表明冷源安全已成为核电安全与可靠的重要影响因素,受到社会高度关注。本文对国内外发生的主要冷源安全事件进行统计分析,归纳总结冷源致灾生物的分类特征及其致灾机制,探讨致灾生物的筛选及分级预警标准,解析相关的探测技术、预警手段及处置方法,提出致灾生物研究中亟待解决的关键科学与技术问题,以期为更好应对解决滨海核电冷源安全问题提供参考与理论依据。     

2012-2013年冬季渤海海冰数值模拟研究

本文基于三维有限体积海洋模式FVCOM及其海冰模块,利用美国国家环境预报中心(NCEP)的逐时大气数据资料作为模式强迫场,以及通过调和优化后的WOA月平均气候态温盐场数据作为模式初始场,对2012年11月至2013年3月渤海海冰进行了数值模拟.通过对比数值模拟与实际海冰外缘线距离及海冰覆盖面积,模型能较好地模拟出整个渤...     

两种评价大型底栖动物堵塞滨海核电站冷源系统的风险指数

大型底栖动物是滨海湿地常见生物类群,有报道属于大型底栖动物的海地瓜(Acaudina molpadioidea)等堵塞滨海核电厂冷源系统。本研究根据2017年10月至2018年7月在大亚湾潮下带52个站位用采泥器获得的4个季节大型底栖动物数据,以及2021年3月在大亚湾潮下带4个站位底拖网获得的海地瓜数据,建立了2种评价大型底栖动物堵塞滨海核电站冷源系统的风险指数,即采泥器法风险指数(grappler method risk index,GMRI)和底拖网法风险指数(bottom trawl risk index,BTRI)。在大亚湾7种大型底栖动物中,除了冬季和春季的双鳃内卷齿蚕(Aglaophamus dibranchis),以及夏季的短吻铲荚螠(Listriolobus brevirostris)的GMRI超过50%外,毛头梨体星虫(Apionsoma trichocephala)、冠奇异稚齿虫(Paraprionospio cristata)、波纹巴非蛤(Paratapes undulatus)、海地瓜和棘刺锚参(Protankyra bidentata)等的GMRI均小于50...     

渤海海冰季节演变的数值模拟

MM5数值产品作为大气强迫,利用冰-海洋耦合模式模拟2003～2004冬季渤海海冰演变过程。与海冰遥感、海洋站监测资料等实测资料相比,初冰日和终冰日和观测数据比较接近,模拟海冰各个发展阶段主要分布特征和MODIS遥感图像相似,但模拟的海冰厚度与辽东湾93平台、202平台的冰厚观测数据相比存在较大出入,说明该模型还有待改善。总体上看,冰-海洋耦合模式基本具备模拟渤海海冰季节演变过程的能力。     

北极夏季海冰反照率的观测和数值模拟试验

在中国第3次北极科学考察浮冰站开展了积雪/海冰反照率观测.本文对观测结果进行了分析,并结合一维高分辨雪/冰模式(HIGHTSI)对3个常用的反照率参数化方案在天气尺度的表现进行了评估.观测期间测站反照率变化范围0.75～0.85,其天气尺度变化同天气和表面冰、雪状况紧密相关,降雪和吹雪过程可改变表面积雪厚度及水平分布,...     

寒潮天气下高风险冰块追踪预测方法及数值模拟

为向拟建、在建和已建冰区所有冷源取水工程海域的海冰环境监测和动态风险预警提供技术支撑,本文构建了海冰–海洋耦合条件下的拉格朗日粒子追踪预测模型,并以辽东湾某核电站取水口为例,模拟并探讨了寒潮天气下高风险冰块在24 h、48 h和72 h的运移轨迹及其进入取水口的概率。结果表明,由于取水口的走向与流向和风向几乎垂直,因此在口门外随机释放的1 200个高风险冰块粒子中只有不到6%的粒子进入到取水口内。通过分区域标识粒子颜色,发现这些粒子多来自于靠近取水口300 m范围内。敏感性分析的结果表明,当释放粒子数量增至5倍时,结论不变。该项研究为冷源取水安全预警提供了一种新方法。     

秋季红沿河核电站海域水龄分布及其对水母丰度分布的影响

本研究调查了秋季红沿河核电站海域镭、氡同位素的活度水平及分布情况,结合镭同位素表观年龄模型计算该海域的水体年龄,进而得出研究区域的水体运移方向,初步探讨了水母丰度分布与水体运移的相关关系。得到结论如下：(1)红沿河核电站海域表层水体中²²⁴Ra、²²⁶Ra及²²²Rn的活度水平分别为2.9～62.4 dpm/(100 L),11.9～57.4 dpm/(100 L)及0.1～1.3 dpm/L,镭同位素活度呈现出近岸高、远岸低的分布趋势,氡同位素的分布则更大程度上受水温控制;(2)通过²²⁴Ra/²²⁶Ra表观年龄模型计算得出红沿河海域表层水体年龄范围介于0～16 d,平均年龄(10.9±3.6) d,水体主体流向为北偏东方向,流速为7.2 cm/s;(3)水母丰度分布与水体流向呈现出较为一致的对应关系,在主体流向方向上,水体年龄较大的海域水母丰度最高。     

海洋表层温度剖面数值模拟

遥感测量海水表面温度(SST)需用海表面以下实测温度资料加以校正,由于长时间大范围进行海洋表层海水垂向温度剖面野外观测非常困难,建立经有限资料验证的数值模型十分重要。文章基于美国加利福尼亚湾3组船载光学实验的气象及海温资料,考虑太阳热辐射作用与海表面冷温层效应,建立了一个海表下20m深度范围内水温剖面演变的数值模型。通过冷温层计算合理加密了表层网格,使数值模型更准确地估计海表散热作用。计算结果与野外实测海温资料对比显示,海表剖面测试仪(SkinDeEP)未能准确定位和捕捉海表冷温层,实验方法有待改进。整合模型能准确描述海温剖面的演变趋势,在近海表20cm深度内,特别是与遥感SST相关的近海表1cm深度内,模拟结果优于无本皮肤层模型的计算结果。     

防城港核电厂温排水对海水养殖分布影响研究

为探究核电厂温排水对海水养殖的影响, 本文通过遥感监测和现场调查手段, 获取防城港核电厂附近海域的实际温升分布情况后, 统计分析了其运营前后温升0.5 ℃海域的养殖规模和附近海域水环境状况, 并分别从不同层面对其结果进行了讨论, 包括水环境变化对周边环境影响、温升变化对养殖种类和地区渔业发展的影响等, 提出了清除温排水负面热影响的建议措施。本文可为今后进一步研究滨海核电厂温排水影响范围与近岸海水产养殖区之间的关系提供参考依据。     

太平洋夏季水对加拿大海盆海冰的影响

近年来,北极海冰发生了大面积减少,减少的原因仍存在着争议。基于2003-2011年的水文和遥感卫星数据,对北冰洋加拿大海盆的太平洋水和海冰进行研究。通过对比2006年和2007年太平洋水位温与海冰密集度的空间分布,发现太平洋水暖异常于2007年1-3月进入加拿大海盆的中部,并可能导致了2007年夏季海冰大面积的融化。2003-2011年,在加拿大海盆的中部,太平洋水位温与海冰密集度存在着时间上的负相关。选取2007年8月,发现两者在空间上也存在着负相关。这很可能说明太平洋水暖异常在流动的过程中,向上输送了热量,在一定程度上,融化了海冰,从而触发海冰-反照率正反馈,导致海冰的减少。因此,通过白令海峡进入北冰洋的太平洋夏季水,对北极海冰面积的减少有着重要影响。     

红沿河核电站邻近海域海流特征观测与分析

掌握核电站周边海域流场特征对保障核电冷源安全及研究排水口温排水输运规律具有重要意义。基于2013年12月~2014年2月在红沿河核电站邻近海域获取的四个站点海流连续观测资料,利用低通滤波和调和分析的方法,分析了该海域的余流和潮流特征。结果表明,核电站邻近海域冬季余流流速大于秋季,且随深度增加而减小;中层附近余流变化较小,越接近底层余流变化越大;海域潮流类型属于规则半日潮流,且浅水分潮特征显著; M_2和K_1分潮流的最大流速随深度增加而减小;除取水口站位外,其他站位主要分潮流运动形式皆表现为往复流特征。