楊焱鑫 謝 佳 杜域超 余永貞 吳群河
(1.湛江中粵能源有限公司,湛江 廣東 524099;2.中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)研究所,廣州 廣東 510275)
本研究觀測裝置由溫度觀測系統(tǒng)、快艇、通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)接收器等幾部分組成。本研究溫排水口北側(cè)海域和南側(cè)海域巡航觀測表層水溫,以獲得特征潮汐相位條件下,溫排水的實(shí)際擴(kuò)散形狀。巡航觀測水溫探頭的感應(yīng)時(shí)間為0.1秒,航速30km/h,感應(yīng)水溫的水域范圍<1m,每隔10s讀取巡航觀測數(shù)據(jù)。
本研究實(shí)例為湛江調(diào)順電廠溫排水口附近海域,該廠中心坐標(biāo)為E110°24’30’’,N20°18’41’,總的溫排水夏季為43.63m3/s,冬季為34.27m3/s。溫排水連續(xù)排放,經(jīng)長824m、寬10m的明渠后,排入麻斜海。
按照表1安排的時(shí)間,對(duì)溫排水口附近海域進(jìn)行巡航觀測表層水溫,以獲得特征潮汐相位條件下,溫排水的實(shí)際擴(kuò)散形狀。巡航觀測水溫探頭的相應(yīng)時(shí)間為0.1秒,航速30km/h,感應(yīng)水溫的水域范圍<1m。
表1 巡航觀測時(shí)刻安排表
高低潮條件下(3:00-4:00時(shí)間段),電廠以北海域海水表層溫度最高點(diǎn)位于D斷面,達(dá)到34.6℃。距離電廠排放口距離最遠(yuǎn)的A斷面溫度最低。電廠排放溫排水入海域后,以北海域需經(jīng)過較長距離的衰減作用;
圖1
電廠以南海域從F斷面至J斷面(即從N-S方向)海水表層溫度逐漸降低。F斷面溫度最高,在32.6-33.6℃之間;J斷面南面海域表層海水溫度最低。隨著高低潮的擴(kuò)散推動(dòng)作用,距離電廠排放口越遠(yuǎn),海水表層溫度越低;
低高潮條件下(8:30-9:30時(shí)間段),電廠以北海域海水表層溫度分布較簡單,其中最高點(diǎn)出現(xiàn)在A-B斷面之間,最高溫度可到35℃;其他范圍內(nèi)海水表層溫度較均勻,在31.5~34℃的范圍內(nèi)。在低高潮條件下,海水表層溫度較高區(qū)域較集中,且不是出現(xiàn)在電廠排放口附近。表明低高潮條件對(duì)海水表層溫排水的擴(kuò)散和推動(dòng)起到一定的作用;
在太陽輻射的作用下,電廠南面海域海水表層溫度相對(duì)高低潮條件下(3:00~4:00時(shí)間段)普遍較高,其中電廠排放口、G斷面南面小部分海域海水表層溫度最高,達(dá)35.5℃;大部分海域海水表層溫度在32.5~34.5℃之間,中部海域溫度較低,在26.5~29℃之間。潮汐沿岸線對(duì)表層海水的推動(dòng)作用較明顯;
高高潮條件下(15:00-16:00時(shí)間段),電廠以北海域海水表層溫度從A-E斷面溫度逐漸降低,其中A斷面溫度最高,達(dá)36℃;從A-C斷面溫度逐漸降低,溫度范圍在33.5~36℃之間;C-D斷面之間的海水表層溫度西側(cè)較高,在32~33℃之間,東側(cè)相對(duì)較低,在30.5~32℃之間;E斷面溫度在29.5~31.5℃之間。高高潮條件下,海水運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,迅速推動(dòng)表層溫排水運(yùn)動(dòng),因此電廠排放口附近海水表層溫度反而出現(xiàn)較低的情況。
電廠以南海域中電廠附近的F斷面溫度最高,達(dá)33.8-34.4℃之間;從F-J斷面海水表層溫度略有下降。潮汐沿岸線對(duì)表層海水的推動(dòng)作用較中部海域而言較弱。
低低潮條件下(20:30-21:30時(shí)間段),電廠以北海域,B斷面海水表層溫度最高,達(dá)到36℃,海水表層溫度最高不出現(xiàn)在電廠排放口斷面,而是出現(xiàn)在B斷面,在A-B斷面又出現(xiàn)降低的現(xiàn)象。
電廠以南海域F斷面溫度最高,達(dá)38℃以上,J斷面溫度最低,在31.5-32.5℃之間,且沿岸線海域海水表層溫度比中部海域海水表層溫度更低。由于低低潮出現(xiàn)在夜間,由于太陽輻射的減弱,海水表層溫度降低,且沿岸線海域降低得更快,且由于低低潮期間海水流速較低,對(duì)于電廠溫排水的推動(dòng)作用也不明顯。
3.1 利于研究溫排水的生態(tài)影響
溫排水對(duì)附近水域中魚類分布及產(chǎn)卵活動(dòng)有影響,當(dāng)海水增溫超過3℃時(shí)對(duì)某種魚類的危害明顯,增溫小于3℃時(shí)對(duì)魚類的不利影響較小,甚至表現(xiàn)出有利影響[1-2]。溫升的幅度直接決定對(duì)浮游動(dòng)物的影響范圍[3]。
了解溫排水海域的溫度場分布及影響范圍,可以調(diào)整溫排水放口位置、對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整以減少對(duì)海洋生態(tài)的影響。
3.2 為溫排水管理提供依據(jù)
確定溫排水排放口控制的極端高溫值(或排放口的最大溫升);確定溫排水混合區(qū)邊緣的溫升限值;確定溫排水混合區(qū)的范圍。因此溫排水海域溫度場的分布是上述研究的基礎(chǔ)。
為了滿足審管部門的要求,濱海電廠有必要通過科學(xué)有效的監(jiān)測方式來分析研究電廠周圍海域溫排水的擴(kuò)散和分布情況,本研究可以滿足環(huán)保審管部門的監(jiān)測要求。
3.3 及時(shí)掌握電廠周邊環(huán)境變化對(duì)溫排水分布產(chǎn)生的影響,了解溫排水對(duì)取水溫升的影響程度,確保發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3.4 溫排水引起環(huán)境水體溫升為調(diào)整近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃等提供客觀依據(jù)。
[1]林昭進(jìn),詹海剛.大亞灣核電站溫排水對(duì)鄰近水域魚卵、仔魚的影響[J].熱帶海洋,2000(1):44-51.
[2]孫艷濤,王惠民,吳修鋒.溫排水對(duì)水體生態(tài)環(huán)境影響的分析及處理[J].水資源保護(hù),2008(2):70-72.
[3]徐曉群,曾江寧,曾淦寧,等.濱海電廠溫排水對(duì)浮游動(dòng)物分布的影響[J].生物學(xué)雜志,2008,27(6):933-939.