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滨海电厂循环冷却水工程多采用直流供水系统，冷却水取自海水，温排水由潮流带至附近海域扩散冷却。与一般企业污水排放量相比，电厂温排水排放有温度高，流量大（如可达每秒数百立方）的特点，其对环境影响的重要性越来越被人们重视。优选良好取、排放口布置方式，对于降低取水温升，并使减小高温升面积，降低对环境的影响有重要意义[1 - 6].

　　本文以海甲山附近海域电厂排水为例，基于海域流场特征对比分析近岸浅排与离岸深排、集中排水与分散排水在本工程中适宜性（包括取水温升、高温升影响区范围），并据此分析提出类似潮流条件取排水口的布置原则。

　　1 数据与方法。

　　1. 1 自然概况。

　　海甲山为广东省陆丰市湖东镇西北-东南走向的侵蚀剥蚀低丘陵，由燕山侵入期第四期细粒花岗岩组成，海拔 100 ~ 200 m,其东南端伸向海滨，延伸至岸外，形成小岛或岛礁。海甲山东南部以虎仔、大石母等礁岛为上岬角，与湖东东岸礁石群为下岬角，形成一准螺线海湾。海甲山与其东北部的甲子角形成厂址东部弧形海岸。

　　根据汕尾海洋站 1970 ~ 2006 年资料统计，海域潮汐为日潮性质，多年平均高潮为 0. 78 m,低潮位为 -0. 14 m,平均潮差为 0. 85 m.根据 2008 年冬季、夏季实测资料分析，潮流性质以不正规半日潮流为主，潮流呈现以往复流为主结合弱旋转流的运动形式。夏季各站最大可能流速介于 15 ~ 35 cm/s 之间。冬季各站最大可能流速介于 24. 7 ~ 66. 8 cm/s 之间，海域潮流较强。

　　厂址附近区域季风盛行，4 ~8 月盛行东南风，9~ 次年 3 月盛行东北偏北风。全年平均水温 22. 5 ℃ ,夏季水温 27. 3 ℃。

　　1. 2 取排水工程概况。

　　取排水工程为陆丰甲湖湾电厂，规划建设 8 ×1000 MW 国产超超临界燃煤发电机组，冷却水量夏季为267. 84 m3/ s,冬季为209. 04 m3/ s.取排水温差夏季为 8. 3 ℃，冬季为 10. 6 ℃。取、排水口布置主要有以下六种典型方案组合。其中方案一、二、三、五为西取东排方案，方案六为东取西排方案，方案四为东西分排方案。

　　1. 3 水文观测与地形数据。

　　模型研究采用的水文资料为 2008 年 8 月 15 日 ~9 月 5 日、2008 年 12 月 14 日 ~12 月 21 日实测资料[7],共布设 11 个潮流观测站位及 3 个潮位观测站（见图1），地形资料采用厂区附近实测水下地形图及海图。

　　1. 4 数学模型建立。

　　采用平面二维数学模型进行取排水方案优选。采用破开算子有限元法进行离散求解[6].模型范围系结合当地潮流特性及温排水扩散趋势确定，共有东、西、南三面开边界，其长分别约 26 km、45 km、94km,计算区域三角形离散网格的高最小约为 20 m.

　　模型糙率取值 0. 025 ~0. 03,由 smagorinsky 公式计算涡动扩散系数。热扩散系数参照以往计算经验取值为5 m2/ s.根据全国统一公式计算水面综合散热系数，夏季为36 ~44 W/（m2·℃），冬季为27 ~32 W/（m2·℃）.文献[8]详细对本海域典型实测潮位、潮流过程进行了验证，限于篇幅本文选择列出夏季中潮H2 站潮位、厂址附近 5#验证点资料（见图 4、图 5），结果表明模型计算流速、流向过程线与原体曲线都基本吻合。

　　2 结果与讨论。

　　2. 1 温排水输运扩散。

　　本海域的温排水主要靠潮流动力向外海输运和扩散，有以下特点：

　　其一是温排水的扩散形态总体上类似，主要呈带状分布在厂区与甲子港之间的海湾，六种不同布置方案排水口附近等温升线有明显差异，反映了排水口附近的热水混合和输运能力不相同（见图 6）。

　　其二是方案二、方案三高温升区面积较小，表现在 4 ℃全潮平均温升包络面积小于 0. 1 km2,说明深排方案对温排水的稀释能力好，其潮流输运能力也较强。方案一、方案五温排水扩散形态类似，4 ℃全潮平均温升包络面积相对较大，可达到 4 km2,其原因是排水口位于防波堤东侧，属于近岸浅排，潮流输运能力弱，热水容易窝积。方案四和方案六高温升面积也较大，约 5 km2.方案四属于东西分排方案，西侧排水口在港池附近，为弱流区，温排水容易窝积。方案六是港池排水方案，大量热水在港池弱潮流区窝积。

　　其三是方案四、方案六取水温升夏季小潮大于 2℃,表明该类方案出现明显的温排水输运短路现象。

　　方案二、方案三的取水温升相对较小，约为 0. 2 ℃，表明温排水与海水掺混扩散效果较好，较少温排水随潮流直接进入取水口。

　　2. 2 讨 论。

　　基于海域流场特征，从取水温升、高温升影响区范围方面对比分析近岸浅排与离岸深排、集中排水与分散排水在本海域的适宜性。

　　首先看东排与西排布置原则问题，电厂取水温升计算结果显示东排方案（方案一、二、三、五）明显优于西排方案（方案六）。表明粤东沿岸流（空间尺度 102km）在本海域夏季温排水输运中占据重要的地位。西取东排布置方案符合粤东沿岸流夏季自西向东输运的规律，目前粤东沿海成功运行的电厂，如海门电厂、惠来电厂均采取西取东排为主方式[4].

　　其次是深排、浅排及差位式、分列式布置原则问题。方案一、五为近岸浅排方案，是典型的分列式取排水口布置方案。对于分列式布置理论而言，加大取排水口之间的距离，增大水面散热量，可以降低电厂排水对取水的影响。由于方案一取排水距离大于方案五，温排水的流动路线较长，其取水温升相对较低。离岸深排近取方案（方案三）表现出明显的排水口向取水口流动的特征，说明工程区域深排方案的差位式布置特点并不典型，这与工程海域弧形海岸、防波堤修筑及工程取水、排水有关。以海甲山为节点的两个典型的弧形海岸，海甲山与甲子角为岬角的弧形海岸形成排水口东北部的弧形海岸（空间尺度量级 101km）.码头防波堤（长约 2. 5 km,末端距岸约 1. 5 km）修建增强了海甲山岬角效应，使弧形海岸的形态更加明显，经过甲子屿的潮流向排水口附近曲线流动，旋转流动特征明显，并导致排水在涨潮阶段沿防波堤流入取水口（见图 7）。另外，电厂温排水的排入与取水也使局部流场发生变化，排水口附近形成小尺度涡旋（空间尺度量级 1 km），这些小尺度涡旋无论涨潮落潮期间均存在，形成分离流动，影响水体运动路线。方案二、方案三是部分或全部机组排水向海深层排水，排水口离岸布置，虽然取水口近岸布置，无法形成典型的差位式取排水口布置效应，因此无论深排或是浅排均可归结为分列式取排水口布置思路。但深排方案的优点由于排水口水深大，稀释条件好，热水不易窝积，方案二、三高温升面积远小于方案一、五。

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