滨海核电水文-水温-地形多维度实时监测关键技术——珠江水利科学研究院河流所河口海岸动力学研究室主任侯堋

2025年11月13日，珠江水利科学研究院河流所河口海岸动力学研究室主任侯堋在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上发表《滨海核电水文-水温-地形多维度实时监测关键技术》主旨报告。

本报告由珠江水利科学研究院作报告，介绍面向核电建设与运行的水文、水温、地形多维度实时监测关键技术。针对冷源威胁、温排水影响和海岸侵蚀三大核电环境问题，报告提出将不确定性风险转化为可预警、可量化、可管控的常态化工作。报告详细展示了水文一体化质控监测平台和海洋地形实时监测平台两项自主研发设备，并结合虎门大桥、澳门机场、湛江海上风电及广州龙沙码头等工程应用案例，提出构建'天空海'立体监测网与融合 AI、大数据的未来展望。

关键点
1. 机构介绍与研究基础（00:05）
报告人介绍珠江水利科学研究院，其为水利部、珠江水利委员会下属的副厅级事业单位，是华南地区和珠江流域最大的综合性水利机构。学院设有河口海岸研究专业，积累了珠江河口及华南河口海岸的基础数据，形成了原型观测、遥感监测、数值模拟、物理模型及自动化测控技术'五位一体'的复合技术体系，并与中核、广核在选址、环评、海洋水文等方面长期合作。

2. 核电海洋环境监测的研究背景（03:38）
核电面临三大主要问题：一是冷源威胁；二是温排水影响；三是海上来沙减少可能造成的海岸侵蚀，危及结构物安全。基于这些问题，有必要开展水文、水温、地形的实时监测，将核电运行中的不确定性风险转化为可预警、可量化、可管控的常态化工作。例如通过水温实时监测可在进水口流速降低时提前预警并采取清理措施，通过在排水口安装传感器同步获取水温和潮流数据，以及通过实时监测捕获大风暴潮后新形成的冲刷坑并及时预警。

3. 水文一体化质控监测平台（05:55）
新研发的水文一体化质控监测平台采用自动采集水样、分层采集、无人值守的技术，具有三大特点：精准的取样系统，可分层多要素自动采集，解决浪高流急下精准分层及水样采集存储难题；多要素集成，涵盖气象、水流、温盐、泥沙等；模块化设计，可快速装卸小型浮标并优化投放与回收技术，降低运行成本。设备直径约1.2米，内置最多156个500毫升采样瓶，测深可达20米，通过蓝牙4G或北斗信号远程控制，剖面升降系统可替代传统水文脚车实现分层取样。设备分为上部防护罩、中部数据采集传输控制系统及下部升降系统三部分，一般由一艘船同时投放多个平台。已应用于虎门大桥扩建工程、澳门机场扩建工程及广东粤电博贺温排水监测等多个案例。

4. 海洋地形实时监测平台（09:16）
海洋地形实时监测平台主要安装于桩柱上的探头，通过超声波原理向海底地形发射信号并测算测距。超声波具有耐脏污、测量速度快、精度高且不破坏水下地形等优点。设备采用两个旋转探头，可实现水平方向0到180度、垂直方向0到90度的测量，并研发了设备姿态控制与数据三维复原算法。设备自2022年研发至今已迭代至第五代，现已通过硬件和软件检测。设备主要安装于风电吸力筒、桥梁及码头桥墩，通过北斗和4G远程控制，最远可测300至600米，地形测量精度达1到10公分。系统集成充淤预测算法与可视化平台，可根据实时和历史数据进行大数据分析。已在珠江前航道险工险段、湛江徐闻海上风电（2023年7月至2024年2月，与传统多波束船载数据具较好一致性）及广州龙沙码头（用于监测浮泥厚度，采用双频探头）等场景应用。

5. 数字航道建设与应用创新及未来展望（14:28）
在数字航道建设中，采用浮标搭载监测方法突破设备只能固定于固定结构物的应用局限，拓展多场景监测覆盖面，并引入专用补偿算法修正浮标浮动带来的测量偏差，保障数据精准可靠。未来展望方面，建议构建'天空海'立体监测网，整合固定传感器、无人船、无人机及卫星遥感，实现全时全域感知，对核电能源安全、温盐扩散及基础设施进行全天候无死角监控；同时深度融合 AI 和大数据，从实时感知迈向智能预警与决策，开发专业 AI 模型预测生物入侵路径、诊断海水冲刷速率、保障结构物安全，并动态优化温排水预测模型，为核电安全运行与精准合规提供前瞻性决策支持。

时间线
00:00 - 开场致谢并介绍报告主题，随后介绍珠江水利科学研究院的机构背景、研究基础与科技创新转型方向。
03:38 - 阐述核电海洋环境监测的研究背景，分析冷源威胁、温排水影响、海岸侵蚀三大问题及现有监测存在的不足。
05:55 - 介绍水文一体化质控监测平台的研发原理、三大特点与结构组成，并展示虎门大桥、澳门机场、粤电博贺等应用案例。
09:16 - 介绍海洋地形实时监测平台的超声波测距原理、迭代研发历程与精度指标，展示湛江海上风电及广州龙沙码头等应用成果。
14:28 - 介绍数字航道建设中的监测模式创新，并提出构建'天空海'立体监测网与融合 AI、大数据的未来展望。

AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：

滨海核电多维实时监测技术助力海洋安全与高质量发展

2025年11月13日，珠江水利科学研究院河流所河口海岸动力学研究室主任侯堋在深圳核博会“海洋高质量发展核力无限论坛”上作《滨海核电水文-水温-地形多维度实时监测关键技术》主旨报告，围绕滨海核电在取排水安全、温排水影响评估、海岸地形变化监测等方面的现实需求，系统介绍了珠江水利科学研究院近年来形成的监测装备、数据平台与智能分析技术体系。

珠江水利科学研究院隶属于水利部珠江水利委员会，是华南地区和珠江流域重要的综合性水利科研机构，长期服务于洪涝灾害防御、河流海岸、水资源论证、水生态环境、水利工程、智慧水利和遥感监测等领域。依托佛山丽水物理模型实验基地、珠江河口物理模型以及长期积累的河口海岸基础数据，该院形成了原型观测、遥感监测、数值模拟、物理模型和自动化测控相结合的“五位一体”复合模拟技术体系，并在中核、广核等单位的广东、广西、海南核电厂址选址、水资源论证、环境影响评价和海洋水文研究中积累了丰富经验。

报告指出，滨海核电运行高度依赖稳定、安全的海洋环境，取水口可能受到海洋生物、泥沙、漂浮物或流速变化影响，排水口温升扩散范围关系到环境影响评价和运行合规，周边海岸侵蚀、冲刷坑和地形冲淤变化也可能威胁结构物安全。传统船测和走航式观测以周期性作业为主，难以持续捕捉潮汐变化、极端天气过程和瞬时扩散过程，同时存在成本高、恶劣海况下安全风险大、关键区域难以全天候监测以及模型验证数据不足等问题。因此，将水文、水温和地形变化纳入实时监测体系，能够把不确定风险转化为可预警、可量化、可管控的对象，为核电安全运行和环境管理提供连续数据支撑。

针对水文水温监测需求，报告重点介绍了一体化实时监测平台。该平台可实现无人值守自动采样，支持分层采样和水文、水温、泥沙等多要素连续监测，并通过蓝牙、4G、北斗等方式进行远程控制和实时数据传输。设备采用模块化小型浮标设计，直径约1.2米，内置最多156个500毫升采样瓶，最大测深约20米。运行时，上位机设定采样时间、频次和分层要求，升降系统下放测深仪测定水深并计算分层位置，到达指定层位后由旋转台定位采样瓶并启动水泵采样，同时传感器同步采集数据并上传至远程平台。这一技术解决了浪高、流急条件下精准分层、连续采样和水样存储的难题，降低了长期运行维护成本。

该平台已在多个工程场景中得到应用。在虎门大桥扩建和澳门机场扩建相关监测中，设备在约4米水深区域开展水深、潮流和泥沙监测，连续投放9天，中间待机5天，实现一次部署、两次测量，并完成三层采样，体现出较好的稳定性和水样保存能力。在广东粤电博贺温排水监测中，项目布设11个监测站，重点采集表层和中层水温数据，并实时传输至监测平台，为温排水影响分析和环境评估提供了连续基础数据。

在海洋地形实时监测方面，报告介绍了基于超声测距的海床冲淤监测平台。该设备可安装于桩柱、桥墩、码头或海上风电基础等结构物上，通过向海底发射超声波并接收反射信号测算距离，实现对结构物周边地形变化的连续观测。系统采用双旋转探头，水平方向可进行0至180度扫描，垂直方向可进行0至90度扫描，具有耐脏污、响应快、精度高且不破坏水下地形的特点。自2022年启动研发以来，该设备已迭代至第五代，逐步实现面域监测、多轴步进、智能巡检、防腐防水等级提升等功能，目前可通过北斗和4G远程操控，最远测距约300至600米，地形测量精度约1至10厘米，能够服务于平常期和台风期的地形冲淤动态监测。

这一地形监测系统不仅具备现场测量能力，还融合了冲淤预测算法和可视化平台。系统可将实时监测数据与历史数据结合，通过大数据分析判断不同工况下海床冲淤深度变化，并实时推送预警信息。可视化平台能够展示三维地形、海缆状态以及结构物周边地形变化，为工程运维和安全评估提供直观依据。该技术已应用于珠江前航道险工险段堤脚冲刷监测，并在湛江徐闻海上风电区域开展了从2023年7月至2024年2月的现场监测，结果与传统多波束船载监测数据一致性较好，同时能够识别海底小尺度沙纹，显示出更高的局部精细化测量能力。

报告还提到，该技术正在向港口航道和浮泥监测等场景拓展。例如广州龙沙码头拟采用双频探头方案监测浮泥厚度和回淤情况，解决浮泥发现不及时、碍航风险、偷抛沙识别和清淤成本优化等问题。通过实时推送数据，码头运维人员可减少现场作业频次，提高航道管理和清淤决策效率。与此同时，设备也在探索浮标搭载式监测模式，突破只能固定在结构物上的限制，并通过测量补偿算法修正浮标浮动带来的误差，从而拓展到更大范围、更复杂场景的动态监测。

面向未来，侯堋提出应进一步构建天空地海一体化监测网，将固定传感器、无人船、无人机、卫星遥感等多源数据融合起来，形成全天候、立体化、全域感知的海洋环境监测体系。对于滨海核电而言，这一体系可服务于冷源安全、温升扩散、基础设施状态和海床冲淤变化的无死角监控，为核电建设和运行过程中的风险识别、预警预报和安全保障提供支撑。随着人工智能和大数据技术深入融合，未来还可建立面向核电海洋环境的专业AI模型，用于预测生物入侵路径、识别海床冲刷速率、动态优化温排水预测模型，并为核电安全运行、环境合规和工程运维提供更具前瞻性的决策支持。