謝東風(fēng),吳修廣

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 嘉興電廠取排水現(xiàn)狀

嘉興電廠位于浙江省平湖市六里灣,面向杭州灣北岸深槽,距上海市90 km,杭州市122 km。電廠一期工程安裝2×300MW國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤機(jī)組,分別于1995年7月和12月運(yùn)行發(fā)電,二期工程安裝4×600 MW國產(chǎn)引進(jìn)型燃煤機(jī)組,已于2004年8月后陸續(xù)投入運(yùn)行;三期工程2×1000 MW超臨界燃煤機(jī)組,目前投入運(yùn)行,各期取排水口和碼頭布置見圖1。一期取水口位于一期碼頭上游約110 m的深槽內(nèi)側(cè)陡坡上,二期取水口位于益山深潭,三期取水口建于益山深潭二期取水口上游;各期排水口均布置在六里灣。設(shè)計(jì)循環(huán)水取、排水量一、二、三期分別為22,84,68 m3/s。

根據(jù)2005年7月浙江省水利河口研究院 《嘉興電廠三期工程—循環(huán)冷卻水溫排放專題研究》 報(bào)告[1]中的結(jié)論之一:“由于嘉興電廠擴(kuò)建后循環(huán)水量達(dá)174 m3/s,且取排水口相距較近,故各期取水口溫升峰值較高,尤其是距排水口僅230 m的一期取水口,其峰值在不利條件下可超過7℃,但高溫升持續(xù)時間較短,小潮時一期取水口超3℃溫升歷時為3 h左右?！笨梢?三期運(yùn)行后,一期取水口循環(huán)水溫升峰值將超過7℃。根據(jù)電廠運(yùn)行部門資料,2005年以來,每年夏季在電廠一、二、三期同時運(yùn)行時,一期被迫降負(fù)荷運(yùn)行,甚至被迫停機(jī)。

由于杭州灣自然變化及圍墾等因素,使一、二、三期取水口附近的潮流、泥沙沖淤發(fā)生變化,導(dǎo)致二、三期工程實(shí)施后,一期循環(huán)水取水口的安全性和經(jīng)濟(jì)性受到了影響。

2011年起,三期機(jī)組投產(chǎn)后,其循環(huán)水排水對二期機(jī)組的影響也已經(jīng)逐漸有所體現(xiàn)。從2012年2月20日至3月19日1個月的海水溫度變化趨勢看,目前二期機(jī)組的循環(huán)水入口海水暖流溫升有2～9℃的變化,溫升最大時可達(dá)9℃,而三期機(jī)組一般有3℃左右的變化,最大不超過4℃,查2011年同期二期機(jī)組循環(huán)水暖流的溫升變化情況,總體沒有2012年大。從當(dāng)前這一現(xiàn)象估計(jì)在夏季工況時,二期機(jī)組將會出現(xiàn)較往年更大的暖流影響,甚至可能會影響到機(jī)組的正常負(fù)荷。

2 影響因素初探

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,影響取水溫升進(jìn)一步升高的因素主要有取排水口及電廠碼頭附近水域沖淤特征、漲落潮流速流向、取排水口近域河床和邊界特征等。

2.1 取水口附近水域沖淤

益山至獨(dú)山六里灣深槽高程自上游向下游逐漸抬高,沖淤變幅則是上游大,下游小。20世紀(jì)70年代以來,益山深潭沖淤變幅大,平均淤積0.03～0.15m/a。取水口所在北岸深槽的淤積將會繼續(xù)向下游發(fā)展,自然狀態(tài)下仍有一定量的淤積。隨著最近幾年,嘉興電廠上、下游水域進(jìn)行了較大面積的圍涂及碼頭建設(shè),使附近水域條件發(fā)生了較大變化,各期取水口附近水域近年來產(chǎn)生了較大的淤積。在可預(yù)見的時段內(nèi),嘉興港獨(dú)山港區(qū)碼頭建設(shè)速度將加快,下游距離嘉電碼頭較遠(yuǎn)水域單個建設(shè)碼頭造成嘉興電廠碼頭附近水域的淤積量一般不會太大,但是水域中存在的結(jié)構(gòu)物對周圍環(huán)境的影響是逐漸體現(xiàn)和不可逆的,多個碼頭的影響也不是簡單的線性疊加。獨(dú)山港區(qū)規(guī)劃的28個連片碼頭及大量棧橋全部建成后,受碼頭、棧橋阻水的影響。經(jīng)初步分析,受此影響嘉興電廠取水口附近水域的漲潮流速將大幅度減小,各期取水口附近水域?qū)⒊霈F(xiàn)進(jìn)一步淤積(見圖2,斷面位置見圖1)。

圖2 二、三期取水口所在斷面歷次大比尺測圖的斷面形態(tài)圖

2.2 取水口附近漲落潮流特征

杭州灣北岸電廠所在水域?qū)僬?guī)淺海半日潮流區(qū),受地形影響,潮流的運(yùn)動形式為往復(fù)流。從取排水口外測水域局部小范圍漲、落急時刻流速等值線、流矢分布(見圖3)[2]可見:取水口水域的潮流基本屬于往復(fù)流,漲、落急流向基本平行于水下地形等深線,漲急流速約0.9～1.1 m/s,落急流速約為0.6～0.8 m/s,該水域是明顯的漲潮流為主,維持水深條件的主要動力為漲潮流。

圖3 取排水口附近水域現(xiàn)狀漲、落急流矢圖

2.3 取水溫升形勢分析

通過圖4的衛(wèi)星照片清晰可見,一期排水口排水通道向一期碼頭棧橋的中部延伸,落潮中后期,一期排水口排出的溫排水直接流向一期取水口(見圖5);同時二、三期排出的溫水也通過一期取水口附近流向下游。

一期取水口距離一、二、三期排水口較近,直線距離分別只有430,230,280 m,近年來取、排水口、碼頭后側(cè)水域持續(xù)淤積 (平均淤高0.5～1.5 m),隨著周邊工程建設(shè)速度的加快,該水域還會出現(xiàn)一定的淤積。尤其是一、二、三期溫排水在落潮中后期直接流向一期取水口,導(dǎo)致一期取水口在不利條件下溫升峰值可超過9℃。

而漲潮初期,由于漲潮流較小,二、三期溫排水貼著三期碼頭后側(cè)流向二、三期取水口(見圖4)。二期取水溫升目前看來僅在個別測次中溫升出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的情況,而三期取水口位置更靠近上游側(cè),尚沒有出現(xiàn)較高的溫升過程。但是隨著臨近三期碼頭對附近水域淤積影響的進(jìn)一步體現(xiàn),下游側(cè)大規(guī)模碼頭建設(shè)的淤積影響,以及益山深潭的進(jìn)一步淤積,二、三期取水溫升將進(jìn)一步加劇。

圖4 嘉興電廠及取排水口水域衛(wèi)星圖片

圖5 低潮位時一期排水口溫排水漫灘流圖

[1]熊紹隆.嘉興電廠三期工程循環(huán)冷卻水溫排放專題研究報(bào)告[R].杭州:浙江省水利河口研究院,2005.

[2]吳修廣.鄰近碼頭對獨(dú)山外閘閘下沖淤影響分析報(bào)告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2011.