本书系统总结了当前国内外滨海核电温排水监测预测实践中的主要技术，在定点垂向剖面水温实时监测装备试制、遥感数据规范化反演、背景温度有效提取技术研发、数值模拟关键参数取值优化的基础上，对背景温度提取、现场监测、卫星遥感监测、航空遥感监测、物理模型试验、数值模拟及结果核验等方面进行了规范。 本书适用于滨海核电厂、滨海火电厂和内陆滨河滨湖电厂温排水监测与预测，可供从事海水温度监测、温排水数值模拟、温排水物理模型试验及海域使用论证、海洋工程环境影响评价、生态跟踪监测等相关专业领域的管理人员、从业人员、科研人员使用，也可作为高等院校相关专业的教学参考书。

第1篇 总体要求
　　第1部分总则
　　1适用范围
　　本部分规定了滨海核电温排水监测与预测的目标、原则、范围、质量控制、工作方法、工作成果和成果归档的基本要求。
　　本部分适用于滨海核电厂温排水及邻近水域水体温度监测与预测。
　　滨海火电厂和内陆滨河滨湖电厂温排水监测与预测可参照执行。
　　2规范性引用文件
　　GB/T15920—2010 海洋学术语 物理海洋学
　　GB/T14914.2—2019 海洋观测规范 第2部分：海滨观测
　　GB/T12763.2—2007 海洋调查规范 第2部分：海洋水文观测
　　GB17378.2—2007 海洋监测规范 第2部分：数据处理与分析质量控制
　　GB/T18894—2016 电子文件归档与电子档案管理规范
　　GB/T15968—2008 遥感影像平面图制作规范
　　HY/T058—2010 海洋调查观测监测档案业务规范
　　HJ2.3—2018 环境影像评价技术导则 地表水环境
　　NB/T20299—2014 核电厂温排水环境影响评价技术规范
　　HJ1213—2021 滨海核电厂温排水卫星遥感监测技术规范(试行)
　　JTS/T231—2021 水运工程模拟试验技术规范
　　DB35/T1597—2016 温排水监测技术规范
　　SL160—2012 冷却水工程水力、热力模拟技术规程
　　YS-G31—2003 设计图例统一规定
　　3术语和定义
　　(1)水温(water temperature)。
　　现场条件下测得的海水温度。单位为℃。
　　(2)温排水(thermal discharge)。
　　排入自然水体的温度高于自然水体的水。
　　(3)背景温度(background temperature)。
　　未受温排水影响的自然海水温度，也叫基准温度。
　　(4)温升区(temperature rising area)。
　　由温排水引起的受纳水体温度超过该水体背景温度的范围。
　　(5)温排水混合区(thermal discharge mixing zone)。
　　由温排水引起的受纳水体温升超过该水体所在海域水质标准要求的范围。
　　(6)温排水监测(thermal discharge monitoring)。
　　通过接触和非接触等手段获得温排水排放海域水体水温的过程。常用的温排水监测方法包括现场监测、卫星遥感监测、航空遥感监测。
　　(7)温排水预测(thermal discharge predicting)。
　　针对过去及未来时段温排水排放海域水温的后报及预报过程。常用的温排水预测方法包括数值模拟和物理模型试验。
　　4通则
　　4.1目的
　　采用现场监测、卫星遥感监测、航空遥感监测等多种监测方法以及数值模拟、物理模型试验等预测方法获得海水温度、温排水扩散范围和温升程度，从而为准确科学评价滨海核电温排水对周边海洋环境的影响提供依据。
　　4.2 原则
　　温排水监测与预测应遵循以下原则：
　　(1)科学性。核电温排水监测与预测工作应科学严谨，采用的方法、技术应符合相关标准和规范要求。
　　(2)代表性。核电温排水监测的断面、站位、水深层次和观察时段应设置合理，所得数据资料能反映监测范围的海水温度、变化规律及其影响因素。
　　(3)准确性。核电温排水监测与预测获得的数据资料应准确可靠，满足一定的精度要求。
　　(4)可重复性。核电温排水预测方法、技术与程序应合理规范，重复开展工作得到的结果应相同或相似，可以通过第三方开展的核验。
　　(5)一致性。在满足规定误差要求的前提下，核电温排水不同监测手段的监测结果之间、不同预测方法的预测结果之间、监测结果与预测结果之间应保持基本一致。
　　4.3范围
　　温排水监测与预测范围确定应符合下列要求：
　　(1)温排水监测预测范围应根据滨海核电温排水排放特点、影响温排水排放的自然条件、温排水可能影响的区域综合确定，原则上应以项目取排水非透水构筑物外缘向外扩展15km以上。
　　(2)数值模型的计算范围应足够大，能反映核电温排水工程所在海区流场整体特征，其开边界处的水文要素和温升应不受域内温排水工程的影响，宜选在流场比较均匀、冲淤基本平衡的断面。
　　(3)物理模型试验段范围应根据温排水排放情况、排放海域水深地形条件、潮流具体情况确定，应包括温排水工程及其可能影响范围。试验段两侧或四周应有过渡段，过渡段宽度及长度应保证试验段水流运动相似。
　　4.4质量控制
　　质量控制应贯穿监测预测工作的全过程，主要包括收集资料和监测预测过程两个部分。
　　4.4.1数据资料
　　(1)采用的已有文献、资料应就其合法性、单位制、时效性、可靠性及适用区域等给出明确的质量要求，并进行具体质量分析评估。
　　(2)收集的海洋环境分析测试数据应由依法取得检验检测资质认证证书的单位提供。
　　4.4.2监测预测过程
　　(1)监测预测单位应建立质量管理体系，并能有效运行，根据本单位的质量体系和调查项目要求制订质量控制计划。
　　(2)监测人员应掌握海洋环境调查基础知识、专业知识与调查操作技能，应进行调查技能培训，遵循相关安全作业要求。
　　(3)进行航空遥感监测的驾驶人员应取得航空驾驶员合格证。
　　(4)监测仪器应进行计量检定校准，在检定周期内使用，所用仪器应能满足调查作业要求。
　　(5)温排水预测试验人员应掌握物理海洋等专业基础知识，开展工作人员应进行过相关软件、相关设备的培训工作。
　　(6)数据处理和分析质量控制按《海洋监测规范 第2部分：数据处理与分析质量控制》(GB17378.2—2007)有关规定执行。
　　5工作方法
　　核电不同建设运营阶段(选址、方案论证、运营跟踪监测以及后评估)需要开展的监测预测手段不同、目的不同，其对温排水监测预测的基本要求也不同。
　　5.1选址阶段
　　(1)以资料收集和数值模拟为主，辅以必要的现场监测。
　　(2)资料收集内容包括与拟排放水域有关的水文、气象、地形、海洋保护与利用以及核电厂规划发电容量、工艺和温排水排放量等资料，当相关资料无法收集时应开展现场监测。
　　(3)数值模拟可选用平面二维数值模型。
　　5.2方案论证阶段
　　方案论证阶段应以现场监测和数值模拟为主，辅以必要的物理模型试验，并收集相应的卫星遥感数据。
　　5.2.1现场监测
　　(1)监测目的主要是为数值模拟和物理模型试验参数率定、模型制作、结果验证等提供基础数据。
　　(2)监测内容包括拟排入海域的温度、水文、气象、水深及地形等，具体内容及方法、频率、站位等要求详见第3部分。

目录
前言
第1篇 总体要求
第1部分 总则 3
1 适用范围 3
2 规范性引用文件 3
3 术语和定义 3
4 通则 4
4.1 目的 4
4.2 原则 4
4.3 范围 5
4.4 质量控制 5
5 工作方法 6
5.1 选址阶段 6
5.2 方案论证阶段 6
5.3 运营跟踪监测阶段 7
5.4 后评估 8
6 工作成果 9
6.1 成果报告 9
6.2 专题图件 9
6.3 数据集 11
7 成果归档 12
7.1 归档内容 12
7.2 归档要求 12
第2部分 背景温度提取 13
1 适用范围 13
2 规范性引用文件 13
3 术语和定义 13
4 一般规定 14
4.1 目的 14
4.2 原则 14
4.3 质量控制 14
4.4 工作成果 14
5 现场监测背景温度提取 14
5.1 数据准备 15
5.2 常用方法 15
5.3 方法推荐 16
6 遥感监测背景温度提取 16
6.1 数据准备 17
6.2 常用方法 17
6.3 方法推荐 19
7 数值模拟背景温度提取 19
7.1 数据准备 19
7.2 常用方法 19
7.3 方法推荐 20
第2篇 监测技术
第3部分 现场监测 23
1 范围 23
2 规范性引用文件 23
3 术语和定义 23
4 一般规定 24
4.1 监测范围 24
4.2 质量控制 24
4.3 工作成果 24
4.4 资料和成果归档 25
5 方案论证阶段监测 25
5.1 水温监测 25
5.2 水文动力监测 27
5.3 气象要素 29
6 运营期水温跟踪监测 30
6.1 监测内容 30
6.2 定点长期监测 31
6.3 连续监测 31
6.4 卫星遥感监测 32
6.5 航空遥感监测 32
7 后评估监测 32
第4部分 卫星遥感监测 33
1 范围 33
2 规范性引用文件 33
3 术语和定义 33
4 一般规定 34
4.1 监测目的 34
4.2 监测内容 34
4.3 质量控制 35
4.4 工作成果 35
4.5 资料和成果归档 35
5 流程 35
6 资料获取 36
6.1 遥感影像 36
6.2 辅助数据 36
7 遥感影像预处理 37
7.1 空间裁剪和几何校正 37
7.2 辐射定标 38
7.3 大气校正 38
7.4 水陆分离和云检测 39
8 海水表面温度计算 41
8.1 常用计算方法 41
8.2 算法推荐 46
9 反演温度验证 46
9.1 现场观测数据验证 47
9.2 航空遥感观测验证 47
9.3 验证原则 47
10 成果分析 47
10.1 背景温度提取 47
10.2 温升区获取 47
10.3 专题图件绘制 48
第5部分 航空遥感监测 49
1 范围 49
2 规范性引用文件 49
3 术语和定义 49
4 一般规定 50
4.1 监测目的 50
4.2 监测内容 50
4.3 质量控制 50
4.4 工作成果 50
4.5 资料和成果归档 51
5 流程 51
6 监测方案 51
6.1 监测技术 52
6.2 监测计划与设计 53
7 热红外数据预处理 55
7.1 畸变校正 55
7.2 影像镶嵌 55
7.3 几何校正 56
8 温度校正与验证 56
8.1 观测数据 56
8.2 温度校正 56
8.3 温度验证 57
9 成果分析 57
9.1 背景温度提取 57
9.2 专题图件绘制 57
9.3 结果分析 57
第3篇 预测技术
第6部分 数值模拟通用技术 61
1 范围 61
2 规范性引用文件 61
3 术语和定义 61
4 一般规定 62
4.1 数值模拟目的 62
4.2 质量控制 62
4.3 工作成果 62
4.4 资料和成果归档 63
5 流程 63
6 资料收集 63
6.1 水下地形 63
6.2 海洋水动力 64
6.3 海水温度 64
6.4 气象 64
6.5 其他 64
7 模型选择 65
7.1 水动力模型 65
7.2 温度模型 67
7.3 水气热交换模型 68
7.4 主要参数的计算和选择 68
7.5 模型选择 69
8 模型构建 70
8.1 模型网格 70
8.2 地形数据处理 71
8.3 模型驱动 71
9 模型验证 74
9.1 模型稳定时间 74
9.2 验证顺序 75
9.3 验证指标 75
10 计算工况和成果分析 75
10.1 计算工况 75
10.2 成果分析 76
第7部分 数值模拟关键参数取值 77
1 范围 77
2 规范性引用文件 77
3 术语和定义 77
4 MIKE模型关键参数 78
4.1 底摩阻计算公式 78
4.2 水平涡黏系数 80
4.3 水平扩散系数 81
4.4 垂向涡黏系数 82
4.5 垂向扩散系数 84
4.6 热通量 85
4.7 水面综合散热系数 86
4.8 其他 88
5 FVCOM关键参数 88
5.1 底摩阻系数 88
5.2 水平涡黏系数 89
5.3 水平扩散系数 89
5.4 垂向涡黏系数 90
5.5 垂向扩散系数 91
5.6 热通量 91
5.7 参数推荐 92
6 Delft3D模型 92
6.1 底摩阻系数 92
6.2 水平涡黏系数 93
6.3 水平扩散系数 93
6.4 垂向涡黏系数 94
6.5 垂向扩散系数 96
6.6 热通量 97
第8部分 物理模型试验 100
1 范围 100
2 规范性引用文件 100
3 术语和定义 100
4 一般规定 101
4.1 仪器设备 101
4.2 质量控制 102
4.3 工作成果 104
4.4 资料和成果归档 104
5 流程 104
6 资料收集 105
6.1 地形 105
6.2 海洋水文 105
6.3 水温资料 105
6.4 气象资料 106
6.5 其他资料 106
7 模型设计 106
7.1 模型试验相似准则 106
7.2 模型设计 108
8 模型制作 109
8.1 模型试验设备 109
8.2 模型检测仪器 110
8.3 模型制作与安装 110
9 模型试验 111
9.1 模型验证试验及精度控制 111
9.2 不同情景方案试验 112
10 成果分析 113
10.1 专题图件绘制 113
10.2 数据分析 113
第9部分 温排水数值模拟结果核验 114
1 范围 114
2 规范性引用文件 114
3 术语和定义 115
4 一般规定 115
4.1 核验原则 115
4.2 核验方法 116
4.3 核验重点 116
5 核验路线 116
6 整体规范性 117
6.1 结构完整 117
6.2 图表规范 117
6.3 数据可靠 117
7 模型设置合理性 118
7.1 模型基本设置 118
7.2 模型构建 118
7.3 模型关键参数 118
7.4 模型验证 118
8 模型工况设置和成果分析 119
8.1 计算工况 119
8.2 数据分析 119
9 核验结果评价 120
主要参考文献 121
附录
附录A XX温排水XX报告格式 127
A.1 文本格式 127
A.1.1 文本规格 127
A.1.2 封面格式 127
A.1.3 封里内容 127
A.1.4 内容格式 127
A.2 XX报告编写大纲 127
附录B 资料收集及现场监测记录表 128
附录C 核电建设各阶段现场监测报告编写大纲 132
C.1 论证阶段现场监测报告编写大纲 132
C.2 运营期跟踪监测报告大纲 132
C.3 后评估报告大纲 133
附录D XX项目卫星遥感温度反演报告编写大纲 135
附录E 航空遥感监测记录表 136
附录F XX项目航空遥感反演大纲 138
附录G 核电温排水数值模拟报告大纲 139
附录H 物理模型试验报告大纲 140
附录I 模型变态率选择原则 141
附录J 温排水数值模拟结果核算报告大纲 143