調研一方水 守護一方藍

劉玉杰

韓瑞

夜已深，韓瑞在床上輾轉反側，難以入眠。她已經在實驗室辛苦了一天，現在卻仍毫無睡意。引起韓瑞反復思索的，是國家能源局網站剛剛發布的一則消息：

2018年4月7日，博鰲亞洲論壇召開前期，海南昌江核電廠因大量海藻涌入堵住鼓型濾網導致循環水泵跳閘，昌江核電兩臺機組相繼緊急停運，全廠對外失去電力供應，但對海南電網未造成沖擊性影響。

未造成影響，對大眾而言，就是件小事，但韓瑞不這樣想。

2014年以來，我國核電取水安全問題逐漸暴露，從最北部的遼寧紅沿河核電廠，到最南端的海南昌江核電廠，先后均發生了因海洋生物堵塞核電取水口，導致電廠機組降功率運行甚至停機停堆的事件，嚴重影響了核電的安全運行。

“怎樣及時防控海藻，避免對核安全產生不利影響？如何及時應對此類事件發生？”這些問題一直在韓瑞的腦海里縈繞。在求知欲和使命感的牽引下，她打開電腦，用專業尋求答案。

瞭望：核電取水安全研究任重道遠

韓瑞是中國水利水電科學研究院水力學研究所的一名高級工程師，專業方向為生態水力學，簡言之，她的研究涉及與水、水生生物及環境生態相關的問題。表面來看，藻類的一次偶然入侵，迫使核電廠反應堆短暫停堆、電廠暫時失去了供電能力，但實際上，這件事情背后還隱藏著潛在的威脅。

通過調研，韓瑞發現，近年，國內外核電站取水口海洋生物或異物堵塞問題屢見不鮮。比如2009年12月，因大量水草入侵并堵塞法國CRUAS核電廠4號機組泵站的過濾系統，引發了機組喪失冷源事件；2014年7月，紅沿河核電廠因大量水母涌入循環水過濾系統取水口，導致機組停堆運行事件；2020年3月，陽江核電因毛蝦暴發導致6臺機組全部停堆，被認定為一級國際核與輻射事件等。“這意味著海洋生物威脅核電取水安全并非偶然。”韓瑞說。

我國現階段所有核電廠均分布在沿海地區，而作為機組運行時的冷源（冷卻水源），廠址附近的海域承擔著反應堆堆芯余熱導出的核安全功能及重要設備的正常冷卻。若海洋生物堵塞冷源取水系統，可能導致機組被迫降功率或停堆停機，嚴重時甚至引發核安全事故，造成無法挽回的損失。如2011年，由于地震導致電廠無法正常取水，使得核反應堆無法冷卻，致使堆芯熔化，引發了福島核電事故，該事故被日本原子力安全保安院定為核事故最高分級七級（特大事故），與切爾諾貝利核事故同級。

所以，在國家持續推進核電能源發展的今天，高度重視海洋生物或異物對取水系統的影響，努力掌握海洋生物或異物的產生和運動規律，采取有效的防控應對措施，保證核電廠取水安全將十分重要。

得出這一結論后，韓瑞第一時間從國內外取水口堵塞事件的發生原因、電廠類型、應急處理方案、防控措施等方面進行詳盡分析，參與會議、發表論文，呼吁相關行業盡早開展取水安全研究工作，圍繞海洋生物行為、習性及其對水動力條件變化的響應機制開展研究，盡早提出海洋生物攔截措施和保護性的海洋生物資源回收技術措施等，實現核電安全、生態友好運行。

海藻雖小，核電安全事大。“但目前，我國核電取水安全研究還處于起步階段，所以我會繼續通過調查研究，不斷發聲，喚起大家對核電取水安全問題的重視，讓越來越多的人關注到這個問題。”作為長期從事核電取排水問題的研究人員，韓瑞認為，保證核電廠取水安全，是自己義不容辭的責任和義務。“哪怕最后有一點小小的推動，這個付出也值得。”韓瑞說。

專注：生態環境建設義不容辭

作為生態水力學研究人員，韓瑞一直十分關注水利工程對生態環境的影響，是生態環境的保護者和修復者。

韓瑞介紹說，中國有960萬平方公里國土，但水的面積很少，而且分布不均。黃河上曾有“道光二十三，洪水漲上天，沖走太陽渡，捎帶萬錦灘”之說，歷史上也有“大旱，不雨，亡麥，殍死者眾”的旱災記錄。為了更好地利用水資源，滿足各地區防洪、灌溉、用水、發電、航運等需求，古有大禹治水，今有大型高壩大庫。通過水資源攔截，高壩大庫讓“洪水資源化”成為現實，“水變油”“水變電”“水變氣”的各種“廢物利用”，也極大地促進了社會經濟的發展。

然而，高壩大庫在帶來巨大經濟效益的同時，對河流生態環境所造成的負面影響也不容忽視。近些年，科學家們逐漸發現，高壩大庫的建筑會改變河流的自然狀態，影響水文節律，使河道的自然洪枯過程減弱，水溫過程均化，影響魚類產卵、孵化和遷徙，造成魚類種群減少，生物多樣性降低等問題。

為修復脆弱的生態環境，在國家重點研發計劃的支持下，韓瑞從眾多影響因素中，選擇以水溫為切入點，開展“梯級高壩大庫水溫結構變化的生態影響和分層取水技術”研究，闡明梯級高壩大庫庫區及下游河道水溫結構特征，識別影響水溫結構變化的關鍵因子，揭示水庫聯合運行下“河流-水庫系統”水溫累積變化規律；篩選對水溫變化敏感的生物，研究目標生物對水溫變化的生態行為學響應，建立耦合生態行為學及生態水溫需求的生態水力學模型，明晰水溫結構變化對生物行為、生境的影響；以生態水溫需求為控制目標，研究適用于西南高壩大庫的電站分層取水設施的水力特性；開發安全高效的西南高壩大庫分層取水成套技術，為典型的生態脆弱區提供保護和修復。

在科研攻關中，韓瑞和團隊不辭辛苦，在夏天最熱的時候、冬天最冷的時候，帶著實驗儀器，步行前往河流邊采樣，采集實測數據。野外環境復雜惡劣，但在大家的堅持下，他們成功采集到了真實且完整的第一手資料，為研究的順利推進提供了數據支撐。

此次課題，他們首次定量揭示了生態系統重要生物對水溫動態變化的生態行為學響應規律，以生態水溫需求為控制目標，開發了安全高效的西南高壩大庫分層取水成套技術，在推動保護區魚類的生境保護同時，顯著提高了流域內電站分層取水工程的生態效益。

回首：勇者不懼 未來可期

任何一個人，其成就和身份，都離不開自己的選擇和努力，韓瑞也是一樣。2004年，在國家高度重視生態環境問題的時候，她選擇了環境工程專業，并說“我希望學以致用”。于是，在目標的驅使下，本科階段，她以專業第一名的身份被保送至中國科學院大學，后來，又在中國科學院大學的見證下，成為北京市優秀博士畢業生。博士畢業后，她在德方負責人的面試下，從全國數以萬計的優秀學生中脫穎而出，順利爭取到德國德意志學術交流中心的資助，跟隨水生態領域著名教授Martin Pusch，在歐洲專業領域排名第一的德國萊布尼茨實驗室進行訪學。既然認定了研究方向，那就把它做到最好，這是韓瑞的人生信條。

在科研的道路上，韓瑞還得到了優秀導師的悉心引領。在生態水力學方向，因為各種因素影響，研究方法還停留在單方向定性描述上，而陳求穩研究員憑借在領域的多年探索，突破性地提出了定量的研究方法。作為研究過程的參與者和見證者，韓瑞得到了陳求穩導師的悉心指導。另外，Koen Blanckaert教授的指點，也讓她對領域研究擁有更全面和更獨特的視角。

在導師的一路護送下，韓瑞的科研能力得到打磨和提升。從2008年起，她先后主持國家自然科學基金2項、“十三五”國家重點研發計劃專題1項、人社部留學人員科技項活動擇優資助項目1項、中國水利水電科學研究院研究專項1項，作為第二負責人或主要完成人承擔了國家原重點基礎研究發展計劃（“973計劃”），水體污染控制與治理科技重大專項、國家自然科學基金、水利部公益性行業科研專項以及各類橫向課題十余項，研究成果發表于Ecohydrology、Science of the Total Environment、Ecological Informatics以及《生態學報》等國內外期刊，總計28篇；授權國家發明專利5項，出版專著1部，參編著作1部；獲高等學校科學研究優秀成果獎科技進步獎1項，大禹水利科學技術獎1項，國際生態信息學會優秀論文獎1項，于2018年入選中國科協“青年人才托舉工程”，科研能力不斷受到業界認可。

“科學研究一定要有延續性和傳承性，未來，在水利工程對生態環境的影響和核電取水安全防控這兩個方向的研究中，我還將繼續努力，希望能將我的研究不斷地向前推進，更好地守護水電、核能發展的生態藍海。”韓瑞說。