电厂温排水累积影响数值模拟
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 。
（ 下转 第 １ ６页 】 ０
ｌ６ ０
人 民 长 江
２１ ０ １丘
（ 接第 ｓ 上 ０页 ）
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
摘要：本文以广州市黄埔电厂温排水的研究为例,利用MIKE21对
温排水数学模型温度场影响因子的探讨郑国栋1 顾立忠2 黄东1 徐林春1（1. 广东省水利水电科学研究院 广州 510610；2. 华北水利水电学院 郑州 450011）摘要：本文根据MIKE21在温排水数值模拟领域的应用，分析了MIKE21平面二维热对流扩散模型，提出在受潮汐影响的感潮河道中扩散系数，散热系数和新增流量是影响温度场的三个重要影响因子。
比较模型中热扩散系数和散热系数选取和计算方法可以得出：扩散系数的大小取决于模型计算的网格尺度、时间步长和流速，而影响散热系数的主要是水温和风速。
对于枯水期的固定潮型（径流量比例很小），散热系数一定时，温度场在水体中以热源（排水口）为中心向四周扩散，且扩散系数越大，温水扩散速度越快，同时，在纵向上，受水流挟带的作用，热水带随潮涨落在排水口上下游来回摆动；当扩散系数一定时，散热系数越大，温度耗散的速度越快，温升范围也越大，水流间能量交换的能力也越强，同一点的温升值就越小。
当扩散系数和散热系数一定，对于丰水期的固定潮型（径流量比例较大），温度场的范围有明显的缩小，这说明温度场的范围也受上游来流流量的影响。
最后，应用模型在实际工程中的进行了验证计算。
关键词：温排水模型，对流扩散模型，扩散系数，散热系数，新增流量Discussion On The Factors of Temperature Field InfluencesIn Thermal Discharge ModelGuodong Zheng1Lizhong Gu2Dong Huang1 Linchun Xu11. Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangzhou, 5106102. North China University of Water Conservancy and Electric Power, Zhengzhou, 450011 Abstract: According application of MIKE21 on thermal discharge numerical simulation of power plant, the MIKE21 2-d advection-dispersion flow model is analyzed in this paper. The idea that dispersion coefficients, heat dissipation coefficient and additional discharge are three important factors of temperature field influences in tide reach is advanced. Comparing with the computation methods of the dispersion coefficients and heat dissipation coefficient, it is found that the dispersion coefficients depend on the dimension of the grids, time step and velocity, while the heat dissipation coefficient mainly depends on water temperature and velocity of wind. For fixed tide type in dry season, when the heat dissipation coefficient is constant, the temperature field is dissipated around the heat source. The greater the dispersion coefficients are, the faster the dissipated velocity is. Simultaneously, on ordinate direction, because of the water flow, warm water is swung around the heat source as the tide rising and falling; when the dispersion coefficients are constant, the greater the dissipation coefficient is, the fast the dissipated velocity of temperature will be stronger. Therefore, the temperature rising scope will get bigger, the energy exchanging between cool and warm water will be stronger, and also the value of temperature rising in the same spot is getting smaller. When dispersion coefficients and heat dissipation coefficient are both constant, compared with the dry season, the discharge proportion of fixed tide type in wet season is greater. In this case, the scope of the temperature rising is apparently shrunk. That is to say the scope of the temperature is also impacted by the additional discharge. In the end of the paper, a actual project is simulated to verify the viewpoints.Keywords: thermal discharge model，advection-dispersion 2-d flow model, dispersion coefficients, heat dissipation coefficient, additional discharge1． 引言水动力学数值模拟技术是人类研究水流运动的一个重要手段。
沿岸往复流海岸电厂平面二维温排水数值模拟研究
平扩 散项 ； 为 源项 的温 度 。 空 间上模 型采 用有 限体积 法进 行离散 ， 时 间上采用 显式 的 欧拉格 式 ， 固边 在 在 在 界上 采用 干湿 网格技 术 。 １ 初 始条 件和 边界 条件 ． ２ 水 动力 的初 始 条件为 （ Ｙ ０＝ ，（，，）０ ，，）０ｖｘ ，Ｏ＝ 。 ，
ｏａ ｐ０ ｐｏ ｙ
ａ ｙ
。 ａ ｐ０ ｙ ｙ ａ
收稿 日期 ：０ ０ １— ７ 修 回 日期 ：０ １０ — ５ ２ １— ２ ０ ； ２ １— １２
作者简介 ： 严冰 （９ ８ ， ， １ ７一）男 河北省保 定人 ， 博士 ， 主要从事港 口与海岸工程方面的研究 。
ａ ｙ
～
（ （ Ｐ ａ＋ ） ２ ）ｙ ） ｕ 一 ＋ ＋ （ ＯＯ） 旦 （＋ Ｏ ｙｘ
…
．．
ａ ７ ＼ ｙ 。ａ
ａ ７’
＼… ＼ 。
／ 。～ 一 ／ ‘
（） ２
Ｏｖ ｈ
ａ
＋
旦 ＋ 垒
ａ
： 一 一
一 鱼 ～
＋ 一
严 冰 ｌ， ＇张 娜 ， 洪 波 赵 ，
（． 津大 学 水 利工 程仿 真 与安全 国家重 点实验 室 ， １天 天津 ３０ ７ ； ００ ２ ２交通运 输 部天 津水 运 工程科 学研 究 所 工程 泥沙 交通行 业 重点 实验 室 ， 津 ３０ ５ ） ． 天 ０ ４６
摘 要： 应用 Ｍｉ ２ Ｆ ｋ １Ｍ模 型对 马来 西亚沙 巴电厂沿 岸往复流海岸 温排 水进行 了数值模 拟 ， ｅ 采用 非结构
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 。
（） ４
ｏ（２ Ａ ｈ
，
Ｏ［
ｈ ） Ｏ根 ＋ ￣ 告 Ｔ 一 Ａ ）
电厂温排水淹没式排放的数值模拟研究
第 ４３卷 第 ３期 ２０１６年 ５月
华 北 电 力 大 学 学 报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｄｏｉ： １０．３９６９／ｊ．ＩＳＳＮ．１００７ —２６９１．２０１６．０３．１４
Ｖｏ１．４３，Ｎｏ．３ Ｍ ａｙ， ２０１６
电厂 温 排 水 淹 没 式 排 放 的 数 值 模 拟 研 究
程友 良，武 凯
（华 北 电力 大学 能 源 动 力 与 机 械 工 程 学 院 ，河 北 保 定 ０７１００３）
摘 要 ： 电厂 温排 水 长期 排 入 周 围水 域 ，会 对 周 围 生 态环 境 产 生 不 利 影 响 。 在 全 球 生 态环 境 问·题 日益 严 重 的 情 况 下 ，对 温排 水 的 扩散 特 性 进 行 研 究 具 有 重要 的现 实 意 义 。 利 用 ＦＬＵＥＮＴ软 件 对 电 厂 温排 水 淹 没 式 排 放 方 式 进 行 了数 值 模 拟 ，模 拟 结 果 与 已有 文 献 中水 槽 试 验 的 结 果基 本 一 致 ，进 而 再 利 用该 模 型 及 方 法 对 其 它 工 况 进 行 了数 值 模 拟 。 结 果表 明 ， 高温 升 区域 主 要 集 中在 近 区 ，随 着远 区的 增 加 温 升 逐 渐 减 小 ， 温升 ２～１℃ 时扩 散 面积 增 加 最 明 显 ；数值 模 拟 相 云 图分 析 方 法 可 用 来 获 得 最 佳 的 温 排 水 方 案 ；在 环 境 水 流 流 速 一 定 的 情 况 下 ， 温 水 向 上 扩散 的 面 积 与 喷 口流 速 成 正 比 。 其 结 论 和 方 法 对 实际 工 程 具 有 一 定 的 参 考 价 值 。 关 键 词 ：电 厂 ；温 排 水 ；淹 没 式 ； 生 态环 境 中 图 分 类 号 ：ＴＫ０９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００７—２６９１ （２０１６）０３—００８８—０７
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。
温排水对水体环境影响的数值模拟
‘
ｌ
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
温排水数值模拟软件综述
了一 些 看 法 。
关键词 ：Ｌ Ｅ Ｔ； Ｋ ２ ； Ｅ Ｆ３ 数值模拟 ； Ｆ Ｕ Ｎ ＭＩ Ｅ １Ｄ Ｌ ｑ Ｄ； 温排 水 中图分类号 ：Ｍ６ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ａ
国民经济的发展 ， 电力需求 的不断 增加 ， 电力建设 提出 了 对 更高 的要 求 。火 、 电厂冷却水 中携带有 大量废热 ， 核 冷却水 的排 放， 一方面会 引起受 纳水域水温 的升高 ， 给受 纳水体带来一 定的 水质 和生 态安全问题 ； 另一方面使 电厂 自身 取水温度升 高 ， 胁 威 发 电机组 的安全 。因此对火 、 核电厂温排水在受纳水域的时空分 布规律进行 深入研究 ， 确预测温排水运动 的流场与温 升范 围， 准 不仅有重要 的学术价值 ， 而且可以为海洋环境 预测 、 电厂选址 以
Ｍ Ｋ １ 件进行宁海 电厂温排放数值模 拟 ，在合理选取典 型 ＩＥ２ 软 潮、 水面综合散热 系数 和热扩散系数 的基础上 ， 出了电厂温排 给
放 引起 的温升分布范 围和取水 口温升 ，为电厂环境影 响评价 和 设计提供依据 。 张舒羽等人 ［利 用 ＭＩ Ｅ １ Ｋ ２ 模型对浙江苍南电厂 冷却水 温排 放进 行了数值模拟 ， 分析不同潮型 、 同流量及不 同 不 季节下 的最 大温升包络面积和取水 口的温 升变化 ，结果表 明电 厂冷却水温排放 的最大温升包络面积范 围与流速和水深 的关 系
密切 。
ＭＩ Ｅ２ 具有用户界面友好 、 Ｋ １ 数据 的前后处 理以及分 析对 比 方便 、 计算速度快 、 稳定条件要求低 等优点 。但也存在一些不足 ：
一
方法。许多商业公 司和科研机构也开发了较为成熟的商业软件 ， 目前 国 际 上 应 用 较 多 的 温 排 水 数 值 模 拟 软 件 有 Ｍ Ｋ ２ 、 ＩＥ １
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
印尼百通热电站温排水数值模拟
＋ ａＨ警＋ ｏ ） ２ 品＋ ａ Ｅ ）１ （ 考 ） １ 百 Ⅳ （ ［
警 “ 一 一 ＋ 舅＝ｇ ＋ ＋ ｃ ＋ｙ１ Ｅ ＋ 舢考 （ ＋ ａＨ 吉 （，） ３ ＂ ０ ） ｌ （ ＇ ｓ ） 警＋ Ｔ 百０ ）１ （ Ｏ一 “ Ｏ＝ （ ＋ Ｏ Ｔ ＋ １ 脒 ， ， Ｋ 、 Ｔ ） （ ４ ）
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 ：
Ｏ（ ｕ） Ｈ
＋ —
—
＋
Ｏ ｙ
：０
（） １
ｔ
Ｏｕ
Ｏ ｘ
＋ ｕ
＋
考＝ｇ 一“ 一Ｙ ｃ 一 ｘ
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
．
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ξ
ξ
η
η
ξ
） 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
ξ η
η
ξ ξ
ξ
η ξ
ξ
η
η η
ξ η
０
ξ η
２
η
η
ξ
ｈ Ｕ２
Ｃ Ｖ ＣＣｎ２ Ｕ２ ＋Ｖ２ Ｚ ｇ 槡 ξ ｈ ＝－ ξ η ＋Ｃ － ｇ １ ξ η η ｈ３
］
Ｃ Ｃη ｈ Ｕ＋ ｆ ξ
ξ η
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 ，
Ｃ η
其中
σ ξ η
＋ ［ Ｃ ξ ＣＣ η］ Ｃ １ Ｖ Ｕ ＋ σ ＝２ υ［ Ｃ η ＣＣ ξ］ Ｃ Ｖ Ｃ Ｕ ＋ ＝σ ＝υ ［ ］ Ｃ ）Ｃ Ｃ ） Ｃ ξ（ η（
σ υ ｔ ξ ξ＝２
η η ｔ
１ Ｕ
ξ
Ｃ Ｖ ξ
ξ η η
η
ξ η
η ξ
ｔ
η
（ Ｃｈ Ｃｈ ＋ （ ＋ σ ） σ ） ［ ξ η Ｃ Ｃ （ ） ｈ ｖ ３ －ｈ σ σ ＋ＣＣｑ ξ η］
η ξ η ξ η η η ξ ξ ξ ξ η
０
（ Ｃ Ｃη ｈΔ Ｔ） （ Ｃｈ ξ Ｃ ｈ ＵΔ Ｔ） Ｔ） ＋ ＋ （ ＋ η ξ ＶΔ ｔ ξ η
， 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ １ ０ ７ ２ ２ ２ ０ １ １ ０ ９ ０ １ － － － －
Ｃ Ｃη ξ
Δ （ρＣ
ｋ ｓ Ｔ
ｐ
ｈ Ｔ Δ ＋ ） （ Ｃ ξ ） ξ Ｃ ｈ Ｔ Δ （ ） Ｄ ４ （ Ｃ η ） η Ｔ０ ＝ Ｄｘ －ｑ
ξ ｙ ξ η
电厂温排水累积影响数值模拟研究
２ ， 张细兵１， 王东林３
（ １．长江科学院 河流研究所 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ０； ２．武汉大学 水利水电学院 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ２； ） ３．湖南核电有限公司 ，湖南 岳阳 ４ １ ４ ０ ０ ０ 摘要 ：基于正交曲线网格 ， 采用有限体积法建立了天然 河 道 平 面 二 维 温 排 水 数 学 模 型 ， 利用实测的电厂温排 水资料验证了模型 ， 并以长江下游镇扬河段世业洲汊道段 为 例 ， 计算了考虑拟建的句容电厂单独运行和与上 下游电厂同时运行两种工况下温排 水 影 响 。 结 果 表 明 ， 三电厂同时运行影响范围明显大于单 个 电 厂， ０． １～ 拟建句容电厂 １ ℃ 温 升 线 扩 散 长 度 与 宽 度 均 增 大 约 ５％ ， 取 水 口 最 大 温 升 增 加 ０． ０ ． ３ ℃ 温升线相互贯通 ； ２ 为电厂环境影响评价和水资源论证提供了科学依据 。 ℃， 关键词 ：温排水 ；累积影响 ；平面二维 ；数值模拟 中图分类号 ： Ｘ ５ ７； Ｘ １ ４ ３； ＴＶ １ ３ １ ． ４ 文献标志码 ：Ａ
１ 平面二维温排水数学模型
１． １ 曲线坐标系下基本方程 采用水深平均二维水流方程和热量守恒方程 作为模型基本方 程 ， 在求解时先对基本方程进行 正交变换 ， 得到对应的正交曲线坐标系下方程为 ： ／ （ ／ （ ／ Ｃ Ｃη Ｚ ｔ＋ Ｃ ｈ Ｕ） Ｃ ｈ Ｖ） ξ η ξ ξ＋ η ＝ｑ （ ） １
］
（ Ｃｈ Ｃｈ σ ） σ ） ＋ （ ＋ ［ ξ η Ｃ Ｃ （ ） ｈ ｕ ２ σ σ －ｈ ＋ＣＣｑ η ξ］ （ Ｃ ＣＣｈ Ｖ） （ Ｕ Ｖ） Ｃｈ Ｖ） Ｕ Ｖ ＋ （ ＋ｈ － ＋ ［ Ｃｈ ｔ ξ η ξ
Ｃ Ｃη ｈ Ｖ＋ ｆ ξ
火电站的运行需以冷却水为载体将废热释放 由取水口引进低温冷却水 ， 与机组 到环境水体中 ， 水温 将 升 高 １ 再由排水口 进行热交换 ， ０～２ ０ ℃， 排入环境水 体 。 由 于 长 江 水 运 便 利 、 运输成本低 及冷却水取用方 便 等 因 素 ， 越来越多的火电厂在 还有相当规模的火电站列入建设 沿江地区修建 ， 规划 ， 从而适合兴 建 大 型 火 电 厂 的 岸 线 资 源 越 来 越少 ， 因此不可避 免 地 出 现 在 同 一 水 域 兴 建 多 个 火电厂的现象 ， 温水排放口布置密集 ， 部分河段产 形成大范围的温水带 ， 对水生态环境 生叠加影响 ， 一般针对 构成威胁 。 以 往 对 电 厂 温 排 水 的 研 究 ， 单个电厂工程 ， 对在同一水域兴建多个电厂而引
１～６］ 。鉴 起的温排 水 累 积 影 响 问 题 则 研 究 较 少 ［
（ Ｃ Ｃ Ｃ ｈ Ｕ） （ Ｃｈ ξ η Ｃ ｈ Ｕ２） Ｕ） Ｖ Ｕ ξ－ ＋ （ ＋ｈ ＋ η ξＶ ｔ ξ η η
［
ｈ Ｖ２
Ｃ ＣＣｎ２ Ｕ Ｕ２ ＋Ｖ２ Ｚ ｇ 槡 η ｈ ＝－ ξ η ＋Ｃ ＋ ｇ １ η ξ ξ ｈ３