融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法和装置，属于遥感技术领域。本发明专利技术不使用与潜排区最佳相似的无排区代替潜排区，而是通过一种更科学、合理的计算方法，使用水动力模型推测潜排区的模拟温度值，获取核电厂温排水所影响海域的水体的模拟温度场的均值作为基准温度，这种方法更加科学、合理，具有较好的说服力。本发明专利技术无需依赖主观经验，提高了核电站温排水环境影响评价的客观性与准确性。水动力模型在历史数据上已经得到了很好的精度，得到的潜排区的模拟温度值的精度较高，得到的基准温度也具有较好的准确性。本发明专利技术对于不同的海域的滨海核电厂温排水监测区域均可以适用，增强了算法或模型的可移植性。植性。植性。

【技术实现步骤摘要】
融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法和装置


[0001]本专利技术涉及遥感
，特别是指一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法和装置。

技术介绍

[0002]目前我国已有大亚湾、秦山、田湾、宁德、红沿河、三门和阳江等多个已商运核电厂。核电厂在提供大量电力能源的同时，也在不断地向附近海域排入冷却水，造成水域温度升高，对周围水域水生生物数量、种类、群落结构产生不同程度的影响。由核电厂排入海域且温度比周围海水温度高的海水即为温排水。
[0003]当前核电温排水热影响监测与评价主要采用现场观测、遥感监测和模拟监测三种技术手段。而卫星遥感具有大范围、直观、可视、同步性好、成本低等优势，随着遥感温度反演技术的发展，遥感监测已成为当前开展核电厂温排水热污染监测与评价的首选技术。利用卫星遥感进行核电温排水热影响监测与评价的核心问题就是确定一个科学、合理的评价基准，即基准温度。基准温度的确定是核电温排水遥感监测中极为重要的一环，基准温度的改变会对温排水区域、强度评估成极大影响。因此，科学设定基准温度，对定期、准确地调查评估温排水的影响范围、强度，评估核电温排水对海水环境影响具有重要意义。
[0004]当前通过不同计算方法或模型获取的基准温度结果相差较大，对于客观的反应温排水实际情况存在一定的争议，且方法或模型的可移植性较差。但是，在实际工作中，针对不同的研究区，工作者通常凭借自己的主观经验进行基准温度计算方法的选择，或是将5
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6种不同的计算方法逐一进行计算和对比分析，来确定最合适的基准温度计算方法，这就造成了核电站温排水温升范围监测结果的不准确，直接影响了对核电站温排水环境影响评价的客观性与准确性。
[0005]例如，当前常用的一种基准温度计算方法，是利用核电站附近海域内不受温排水影响的与温排区背景温度最佳相似区域的遥感平均温度作为温排水基准温度。具体方法是基于核电厂温排水排放后确定的温升影响区域，将研究区域划分为无排区(不受温排水影响的区域)和潜排区(温排水温升影响区域)。通过对温排水排放前的历史遥感影像反演的温度数据进行统计分析，从而建立潜排区和无排区空间上的最佳相似区，用最佳相似的无排区的遥感反演温度均值作为附近海域温排水潜排区的基准温度替代值，进而获得温排水温升强度、面积等空间分布信息，进行温排水的评价分析。
[0006]但是，与潜排区最佳相似的无排区和潜排区之间毕竟是存在差别的，两者只是相似，而不是相同，现有技术的这种使用最佳相似无排区替代的方法只是一种无奈的估算选择，缺乏一定的说服力，其确定的基准温度的准确性也不高。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法和装置，通过更科学、合理的计算方法获取核电温排水基准温度，提高了核电站温排
水环境影响评价的客观性、准确性和可移植性。
[0008]本专利技术提供技术方案如下：
[0009]一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，所述方法包括：
[0010]S100：获取核电厂运行前的海表温度场历史数据；其中，所述海表温度场历史数据覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围；
[0011]S200：将所述海表温度场历史数据划分为输入区温度数据和验证区温度数据；
[0012]S300：基于所述海域范围已知的水动力模型，将所述海域范围划分为与所述海表温度场历史数据的像元一致的栅格，以所述输入区温度数据为输入进行模拟，得到验证区模拟温度数据；
[0013]S400：基于模拟得到的验证区模拟温度数据与所述验证区温度数据计算模拟误差，基于所述模拟误差对所述水动力模型的参数进行优化，返回S300进行重复迭代，直至所述模拟误差小于设定的误差阈值；
[0014]S500：获取核电厂运行后的待研究时刻的所述海域范围的海表温度场数据；
[0015]S600：根据现有的温排水潜排区范围，将所述海表温度场数据划分为潜排区温度数据和无排区温度数据；
[0016]S700：基于所述海域范围优化后的水动力模型，将所述海域范围划分为与所述海表温度场数据的像元一致的栅格，以所述无排区温度数据为输入进行模拟，得到潜排区模拟温度数据；
[0017]S800：计算所述潜排区模拟温度数据中所有像元的温度值的平均值，作为核电温排水基准温度；
[0018]S900：将所述潜排区温度数据中各个像元的温度值减去所述核电温排水基准温度，得到温排水温升强度数据。
[0019]进一步的，通过如下公式计算所述模拟误差ΔT；
[0020][0021]其中，x
i
为所述验证区温度数据中第i个像元的温度值，y
j
为所述验证区模拟温度数据中第j个像元的温度值，N为验证区像元的总数。
[0022]或者，通过如下公式计算所述模拟误差ΔT；
[0023][0024]其中，x
i
为所述验证区温度数据中第i个像元的温度值，y
j
为所述验证区模拟温度数据中第j个像元的温度值，N为验证区像元的总数，δ为设定的参数。
[0025]进一步的，所述S100包括：
[0026]S101：获取核电厂运行前的覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围的历史热红外遥感影像；
[0027]S102：对所述历史热红外遥感影像进行影像裁剪、去云处理和水体提取，得到所述
海域范围的历史热红外遥感影像；
[0028]S103：基于已知的水体温度反演模型对所述海域范围的历史热红外遥感影像进行海表温度反演，得到所述海表温度场历史数据。
[0029]进一步的，所述历史热红外遥感影像的时间为核电厂首台机组运行前1年内。
[0030]进一步的，所述S500包括：
[0031]S501：获取核电厂运行后的待研究时刻的覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围的热红外遥感影像；
[0032]S502：对所述热红外遥感影像进行影像裁剪、去云处理和水体提取，得到所述海域范围的热红外遥感影像；
[0033]S503：基于已知的水体温度反演模型对所述海域范围的热红外遥感影像进行海表温度反演，得到所述海表温度场数据。
[0034]一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定装置，所述装置包括：
[0035]历史数据获取模块，用于获取核电厂运行前的海表温度场历史数据；其中，所述海表温度场历史数据覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围；
[0036]历史数据划分模块，用于将所述海表温度场历史数据划分为输入区温度数据和验证区温度数据；
[0037]第一模拟模块，用于基于所述海域范围已知的水动力模型，将所述海域范围划分为与所述海表温度场历史数据的像元一致的栅格，以所述输入区温度数据为输入进行模拟，得到验证区模拟温度数据；
[0038]验证模块，用于基于模拟得到的验证区模拟温度数据与所述验证区温度数据计算模拟误差，基于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，所述方法包括：S100：获取核电厂运行前的海表温度场历史数据；其中，所述海表温度场历史数据覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围；S200：将所述海表温度场历史数据划分为输入区温度数据和验证区温度数据；S300：基于所述海域范围已知的水动力模型，将所述海域范围划分为与所述海表温度场历史数据的像元一致的栅格，以所述输入区温度数据为输入进行模拟，得到验证区模拟温度数据；S400：基于模拟得到的验证区模拟温度数据与所述验证区温度数据计算模拟误差，基于所述模拟误差对所述水动力模型的参数进行优化，返回S300进行重复迭代，直至所述模拟误差小于设定的误差阈值；S500：获取核电厂运行后的待研究时刻的所述海域范围的海表温度场数据；S600：根据现有的温排水潜排区范围，将所述海表温度场数据划分为潜排区温度数据和无排区温度数据；S700：基于所述海域范围优化后的水动力模型，将所述海域范围划分为与所述海表温度场数据的像元一致的栅格，以所述无排区温度数据为输入进行模拟，得到潜排区模拟温度数据；S800：计算所述潜排区模拟温度数据中所有像元的温度值的平均值，作为核电温排水基准温度；S900：将所述潜排区温度数据中各个像元的温度值减去所述核电温排水基准温度，得到温排水温升强度数据。2.根据权利要求1所述的融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，通过如下公式计算所述模拟误差ΔT；其中，x
i
为所述验证区温度数据中第i个像元的温度值，y
j
为所述验证区模拟温度数据中第j个像元的温度值，N为验证区像元的总数。3.根据权利要求1所述的融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，通过如下公式计算所述模拟误差ΔT；其中，x
i
为所述验证区温度数据中第i个像元的温度值，y
j
为所述验证区模拟温度数据中第j个像元的温度值，N为验证区像元的总数，δ为设定的参数。4.根据权利要求1
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3任一所述的融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，所述S100包括：S101：获取核电厂运行前的覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围的历史热红外遥感影像；
S102：对所述历史热红外遥感影像进行影像裁剪、去云处理和水体提取，得到所述海域范围的历史热红外遥感影像；S103：基于已知的水体温度反演模型对所述海域范围的历史热红外遥感影像进行海表温度反演，得到所述海表温度场历史数据。5.根据权利要求4所述的融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，所述历史热红外遥感影像的时间为核电厂首台机组运行前1年内。6.根据权利要求4所述的融合水动力模型的核电温排水基准温度确定方法，其特征在于，所述S500包括：S501：获取核电厂运行后的待研究时刻的覆盖核电厂排水口周围设定的海域范围的热红外遥感影像；S502：对所述热红外遥感影像进行影像裁剪、去云处理和水体提取，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红艳，赵焕，徐宁宁，王雪蕾，王庆涛，贾兴，黄莉，冯爱萍，张晓刚，逯颖，
申请(专利权)人：生态环境部卫星环境应用中心，
类型：发明
国别省市：