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自然资源遥感  2022, Vol. 34 Issue (3): 112-120    DOI: 10.6046/zrzyyg.2021258
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基于Landsat8和无人机的福清核电温排水分布研究
董双发1,2(), 范晓3, 石海岗1,2(), 许莉萍3, 章新益1,2
1.核工业航测遥感中心,石家庄 050002
2.河北省航空探测与遥感技术重点实验室,石家庄 050002
3.福建福清核电有限公司,福州 350318
Study on distribution of thermal discharge in Fuqing nuclear power plant based on Landsat8 and UAV
DONG Shuangfa1,2(), FAN Xiao3, SHI Haigang1,2(), XU Liping3, ZHANG Xinyi1,2
1. Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China
2. Hebei Key Laboratory of Airborne Detection and Remote Sensing Technology, Shijiazhuang 050002, China
3. Fujian Fuqing Nuclear Power Co., Ltd., Fuzhou 350318, China
全文: PDF(5484 KB)   HTML  
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摘要 

以福清核电附近海域为研究对象,选取Landsat8卫星数据和无人机热红外数据,进行温度反演获取核电附近海域温度空间分布。基于海上测温数据对反演结果进行可靠性验证,研究了核电附近海域温度场的分布变化特征。结果表明: 温度反演结果与海上测温数据具有很强相关性,温度反演结果可靠; 核电运行前,附近海域温度较为均匀,无明显温度分异与温升现象; 核电运行后,周边海域具有明显水温分异现象; 不同潮汐、不同季节条件下,温排水的空间分布与规模差别较大,总体上落潮时温升分布范围大于涨潮,夏季温升分布范围大于冬季。

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董双发
范晓
石海岗
许莉萍
章新益
关键词 Landsat8无人机温度反演核电温排水遥感监测    
Abstract

Based on the thermal infrared data from the Landsat8 satellite and a UAV, this study obtained the spatial distribution of the temperature of the sea area near the Fuqing Nuclear Power Plant through inversion. Then, this study verified the reliability of the inversion results using the measured temperature data and investigated the distribution and variation characteristics of the temperature field in the sea area near the power plant. The results are as follows. The inversion results of the temperature are strongly correlated with the measured offshore temperature data and thereby are reliable. Before the nuclear power plant was put into operation, the temperature of the sea area near the nuclear power plant was relatively uniform, without significant temperature differentiation or temperature rise. By contrast, after the nuclear power plant was put into operation, significant temperature differentiation occurred in the surrounding sea area because of the thermal discharge. Moreover, the spatial distribution of thermal discharge and its scale varied greatly under different tides and seasons. Generally, the temperature rise range was wider under ebb tides than under flood tides and was wider in summer than in winter.

Key wordsLandsat8    UAV    temperature inversion    thermal discharge from nuclear power plant    remote sensing-based monitoring
收稿日期: 2021-08-19      出版日期: 2022-09-21
ZTFLH:  TP79  
基金资助:福清核电温排水监测项目“福清核电2020—2023年温排水监测外委服务”(FQ0FY-20001816-000)
通讯作者: 石海岗
作者简介: 董双发(1980-),男,学士,研究员,主要从事温排水遥感监测、遥感地质、新技术应用等研究。Email: 13643218698@163.com
引用本文:   
董双发, 范晓, 石海岗, 许莉萍, 章新益. 基于Landsat8和无人机的福清核电温排水分布研究[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(3): 112-120.
DONG Shuangfa, FAN Xiao, SHI Haigang, XU Liping, ZHANG Xinyi. Study on distribution of thermal discharge in Fuqing nuclear power plant based on Landsat8 and UAV. Remote Sensing for Natural Resources, 2022, 34(3): 112-120.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/zrzyyg.2021258      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2022/V34/I3/112
Fig.1  福清核电地理位置示意图(2019年12月11日)
数据类型/传感器 幅宽/km 分辨率/m 过境时间 运行工况 季节 潮态
Landsat8/TIRS 185 100 2013-08-04 10:34 未运行 夏季 落潮
2014-01-27 10:34 未运行 冬季 落潮
2018-12-01 10:27 4台机组满功率 冬季 落潮
2019-07-29 10:27 4台机组满功率 夏季 落潮
2019-12-11 10:33 4台机组满功率 冬季 涨潮
2020-08-07 10:33 4台机组满功率 夏季 涨潮
无人机/FLIR TAU2 0.32 0.5 2019-07-15 11:00—14:30 2台机组满功率,2台机组降功率 夏季 落潮
Tab.1  不同传感器热红外数据参数信息对比
Fig.2  热红外温度场图
时相 核电周边海域监测结果
排水口周边 取水口周边
2013年8月4日 [23.0,24.0] [23.0,24.0]
2014年1月27日 [9.0,10.0] [9.0,10.0]
2019年7月29日 [31.0,35.8] [30.4,31.8]
2020年8月7日 [30.0,33.4] [29.7,30.1]
2018年12月1日 [19.7,23.8] [19.3,19.7]
2019年12月11日 [16.5,20.5] [16.5,17.0]
Tab.2  温度场监测结果概况
Fig.3  无人机热红外影像拼接图
Fig.4  无人机航拍影像的温度标定
Fig.5  2019年7月15日海面温度场分布
Fig.6  2019年7月15日实测值与无人机航测数据线性拟合和残差图
Fig.7  2019年7月29日实测值与Landsat8反演数据线性拟合和残差图
Fig.8  温升编码图
Fig.9  不同时相温升面积对比
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