基于遥感的滨海核电厂温排水污染监测研究

摘要

随着能源的不断消耗和核电站技术的不断发展，核电站成为许多国家清洁能源的首选。核电站技术确实给人类的能源需求带来了很大的便捷性，但是核电站的温排水却给滨海环境造成了很大的危害。核电站的温排水可以造成局部水域水体温度的急剧升高，增加其化学反应速率，降低水生生物的繁殖率，降低水中溶解氧，造成水的密度和粘度下降，并能加速颗粒物的沉降作用，影响水中悬浮物的沉降速率以及携带泥沙的能力，改变自然水体的水质。同时，温排水还对底栖动物、藻类、鱼类、珊瑚，甚至岸滩生物造成影响，改变其生存、生长和繁殖习性，甚至造成生物的灭亡。因此，加强核电站温排水热污染的监测是保障滨海海域环境和生态系统保持正常运行的重要措施。
　　 在温排水的监测方面，一般采用船舶走航或者浮标进行定点监测，但是这样不仅耗费人力物力，而且只能形成点数据，不能揭示其空间分布规律。热红外遥感技术的发展为温排水监测提供了一种新的方法。Landsat卫星数据在滨海地区具有很好的应用，热红外波段不仅具有较高的空间分辨率(TM为120m，ETM+为60m)，而且也有较高的温度分辨率。通过Landsat热红外波段的温度反演，不仅可以揭示滨海核电站对附近海域的温升强度，而且可以揭示其空间分布规律。本文利用单波段算法和Landsat热红外数据反演田湾核电站周围海域的海表温度，揭示其对周围海域的温升强度和范围。
　　 本文分析核电站建立前后(2003年和2009年)周围海水表面温度，结果表明，核电站的温排水对周围海域具有明显的升温作用，最高温升6.2K，但温升大于2K的区域只占影响区域总面积的8.1％。影响范围主要为沿海岸线向东南方的海湾内区域，最远影响距离为19.67km，但主要影响范围在3km以内。同时，通过季节性温升对比分析发现，冬季的最高温升为5.83K，夏季最高为1.97K，且冬季的温升范围明显大于夏季。陆地水的注入对温升具有一定的影响，冬季陆地水注入对温升具有明显的缓解作用，但夏季却增加温升的范围。