调研一方水 守护一方蓝

刘玉杰

韩瑞

夜已深，韩瑞在床上辗转反侧，难以入眠。她已经在实验室辛苦了一天，现在却仍毫无睡意。引起韩瑞反复思索的，是国家能源局网站刚刚发布的一则消息：

2018年4月7日，博鳌亚洲论坛召开前期，海南昌江核电厂因大量海藻涌入堵住鼓型滤网导致循环水泵跳闸，昌江核电两台机组相继紧急停运，全厂对外失去电力供应，但对海南电网未造成冲击性影响。

未造成影响，对大众而言，就是件小事，但韩瑞不这样想。

2014年以来，我国核电取水安全问题逐渐暴露，从最北部的辽宁红沿河核电厂，到最南端的海南昌江核电厂，先后均发生了因海洋生物堵塞核电取水口，导致电厂机组降功率运行甚至停机停堆的事件，严重影响了核电的安全运行。

“怎样及时防控海藻，避免对核安全产生不利影响？如何及时应对此类事件发生？”这些问题一直在韩瑞的脑海里萦绕。在求知欲和使命感的牵引下，她打开电脑，用专业寻求答案。

瞭望：核电取水安全研究任重道远

韩瑞是中国水利水电科学研究院水力学研究所的一名高级工程师，专业方向为生态水力学，简言之，她的研究涉及与水、水生生物及环境生态相关的问题。表面来看，藻类的一次偶然入侵，迫使核电厂反应堆短暂停堆、电厂暂时失去了供电能力，但实际上，这件事情背后还隐藏着潜在的威胁。

通过调研，韩瑞发现，近年，国内外核电站取水口海洋生物或异物堵塞问题屡见不鲜。比如2009年12月，因大量水草入侵并堵塞法国CRUAS核电厂4号机组泵站的过滤系统，引发了机组丧失冷源事件；2014年7月，红沿河核电厂因大量水母涌入循环水过滤系统取水口，导致机组停堆运行事件；2020年3月，阳江核电因毛虾暴发导致6台机组全部停堆，被认定为一级国际核与辐射事件等。“这意味着海洋生物威胁核电取水安全并非偶然。”韩瑞说。

我国现阶段所有核电厂均分布在沿海地区，而作为机组运行时的冷源（冷却水源），厂址附近的海域承担着反应堆堆芯余热导出的核安全功能及重要设备的正常冷却。若海洋生物堵塞冷源取水系统，可能导致机组被迫降功率或停堆停机，严重时甚至引发核安全事故，造成无法挽回的损失。如2011年，由于地震导致电厂无法正常取水，使得核反应堆无法冷却，致使堆芯熔化，引发了福岛核电事故，该事故被日本原子力安全保安院定为核事故最高分级七级（特大事故），与切尔诺贝利核事故同级。

所以，在国家持续推进核电能源发展的今天，高度重视海洋生物或异物对取水系统的影响，努力掌握海洋生物或异物的产生和运动规律，采取有效的防控应对措施，保证核电厂取水安全将十分重要。

得出这一结论后，韩瑞第一时间从国内外取水口堵塞事件的发生原因、电厂类型、应急处理方案、防控措施等方面进行详尽分析，参与会议、发表论文，呼吁相关行业尽早开展取水安全研究工作，围绕海洋生物行为、习性及其对水动力条件变化的响应机制开展研究，尽早提出海洋生物拦截措施和保护性的海洋生物资源回收技术措施等，实现核电安全、生态友好运行。

海藻虽小，核电安全事大。“但目前，我国核电取水安全研究还处于起步阶段，所以我会继续通过调查研究，不断发声，唤起大家对核电取水安全问题的重视，让越来越多的人关注到这个问题。”作为长期从事核电取排水问题的研究人员，韩瑞认为，保证核电厂取水安全，是自己义不容辞的责任和义务。“哪怕最后有一点小小的推动，这个付出也值得。”韩瑞说。

专注：生态环境建设义不容辞

作为生态水力学研究人员，韩瑞一直十分关注水利工程对生态环境的影响，是生态环境的保护者和修复者。

韩瑞介绍说，中国有960万平方公里国土，但水的面积很少，而且分布不均。黄河上曾有“道光二十三，洪水涨上天，冲走太阳渡，捎带万锦滩”之说，历史上也有“大旱，不雨，亡麦，殍死者众”的旱灾记录。为了更好地利用水资源，满足各地区防洪、灌溉、用水、发电、航运等需求，古有大禹治水，今有大型高坝大库。通过水资源拦截，高坝大库让“洪水资源化”成为现实，“水变油”“水变电”“水变气”的各种“废物利用”，也极大地促进了社会经济的发展。

然而，高坝大库在带来巨大经济效益的同时，对河流生态环境所造成的负面影响也不容忽视。近些年，科学家们逐渐发现，高坝大库的建筑会改变河流的自然状态，影响水文节律，使河道的自然洪枯过程减弱，水温过程均化，影响鱼类产卵、孵化和迁徙，造成鱼类种群减少，生物多样性降低等问题。

为修复脆弱的生态环境，在国家重点研发计划的支持下，韩瑞从众多影响因素中，选择以水温为切入点，开展“梯级高坝大库水温结构变化的生态影响和分层取水技术”研究，阐明梯级高坝大库库区及下游河道水温结构特征，识别影响水温结构变化的关键因子，揭示水库联合运行下“河流-水库系统”水温累积变化规律；筛选对水温变化敏感的生物，研究目标生物对水温变化的生态行为学响应，建立耦合生态行为学及生态水温需求的生态水力学模型，明晰水温结构变化对生物行为、生境的影响；以生态水温需求为控制目标，研究适用于西南高坝大库的电站分层取水设施的水力特性；开发安全高效的西南高坝大库分层取水成套技术，为典型的生态脆弱区提供保护和修复。

在科研攻关中，韩瑞和团队不辞辛苦，在夏天最热的时候、冬天最冷的时候，带着实验仪器，步行前往河流边采样，采集实测数据。野外环境复杂恶劣，但在大家的坚持下，他们成功采集到了真实且完整的第一手资料，为研究的顺利推进提供了数据支撑。

此次课题，他们首次定量揭示了生态系统重要生物对水温动态变化的生态行为学响应规律，以生态水温需求为控制目标，开发了安全高效的西南高坝大库分层取水成套技术，在推动保护区鱼类的生境保护同时，显著提高了流域内电站分层取水工程的生态效益。

回首：勇者不惧 未来可期

任何一个人，其成就和身份，都离不开自己的选择和努力，韩瑞也是一样。2004年，在国家高度重视生态环境问题的时候，她选择了环境工程专业，并说“我希望学以致用”。于是，在目标的驱使下，本科阶段，她以专业第一名的身份被保送至中国科学院大学，后来，又在中国科学院大学的见证下，成为北京市优秀博士毕业生。博士毕业后，她在德方负责人的面试下，从全国数以万计的优秀学生中脱颖而出，顺利争取到德国德意志学术交流中心的资助，跟随水生态领域著名教授Martin Pusch，在欧洲专业领域排名第一的德国莱布尼茨实验室进行访学。既然认定了研究方向，那就把它做到最好，这是韩瑞的人生信条。

在科研的道路上，韩瑞还得到了优秀导师的悉心引领。在生态水力学方向，因为各种因素影响，研究方法还停留在单方向定性描述上，而陈求稳研究员凭借在领域的多年探索，突破性地提出了定量的研究方法。作为研究过程的参与者和见证者，韩瑞得到了陈求稳导师的悉心指导。另外，Koen Blanckaert教授的指点，也让她对领域研究拥有更全面和更独特的视角。

在导师的一路护送下，韩瑞的科研能力得到打磨和提升。从2008年起，她先后主持国家自然科学基金2项、“十三五”国家重点研发计划专题1项、人社部留学人员科技项活动择优资助项目1项、中国水利水电科学研究院研究专项1项，作为第二负责人或主要完成人承担了国家原重点基础研究发展计划（“973计划”），水体污染控制与治理科技重大专项、国家自然科学基金、水利部公益性行业科研专项以及各类横向课题十余项，研究成果发表于Ecohydrology、Science of the Total Environment、Ecological Informatics以及《生态学报》等国内外期刊，总计28篇；授权国家发明专利5项，出版专著1部，参编著作1部；获高等学校科学研究优秀成果奖科技进步奖1项，大禹水利科学技术奖1项，国际生态信息学会优秀论文奖1项，于2018年入选中国科协“青年人才托举工程”，科研能力不断受到业界认可。

“科学研究一定要有延续性和传承性，未来，在水利工程对生态环境的影响和核电取水安全防控这两个方向的研究中，我还将继续努力，希望能将我的研究不断地向前推进，更好地守护水电、核能发展的生态蓝海。”韩瑞说。