調(diào)研一方水 守護一方藍

劉玉杰

韓瑞

夜已深，韓瑞在床上輾轉(zhuǎn)反側(cè)，難以入眠。她已經(jīng)在實驗室辛苦了一天，現(xiàn)在卻仍毫無睡意。引起韓瑞反復(fù)思索的，是國家能源局網(wǎng)站剛剛發(fā)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(wǎng)導(dǎo)致循環(huán)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(yīng)，但對海南電網(wǎng)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(fā)生了因海洋生物堵塞核電取水口，導(dǎo)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(chǎn)生不利影響？如何及時應(yīng)對此類事件發(fā)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(yè)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(xué)研究院水力學(xué)研究所的一名高級工程師，專業(yè)方向為生態(tài)水力學(xué)，簡言之，她的研究涉及與水、水生生物及環(huán)境生態(tài)相關(guān)的問題。表面來看，藻類的一次偶然入侵，迫使核電廠反應(yīng)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(diào)研，韓瑞發(fā)現(xiàn)，近年，國內(nèi)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(tǒng)，引發(fā)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(huán)水過濾系統(tǒng)取水口，導(dǎo)致機組停堆運行事件；2020年3月，陽江核電因毛蝦暴發(fā)導(dǎo)致6臺機組全部停堆，被認定為一級國際核與輻射事件等?！斑@意味著海洋生物威脅核電取水安全并非偶然?！表n瑞說。

我國現(xiàn)階段所有核電廠均分布在沿海地區(qū)，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(yīng)堆堆芯余熱導(dǎo)出的核安全功能及重要設(shè)備的正常冷卻。若海洋生物堵塞冷源取水系統(tǒng)，可能導(dǎo)致機組被迫降功率或停堆停機，嚴重時甚至引發(fā)核安全事故，造成無法挽回的損失。如2011年，由于地震導(dǎo)致電廠無法正常取水，使得核反應(yīng)堆無法冷卻，致使堆芯熔化，引發(fā)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(xù)推進核電能源發(fā)展的今天，高度重視海洋生物或異物對取水系統(tǒng)的影響，努力掌握海洋生物或異物的產(chǎn)生和運動規(guī)律，采取有效的防控應(yīng)對措施，保證核電廠取水安全將十分重要。

得出這一結(jié)論后，韓瑞第一時間從國內(nèi)外取水口堵塞事件的發(fā)生原因、電廠類型、應(yīng)急處理方案、防控措施等方面進行詳盡分析，參與會議、發(fā)表論文，呼吁相關(guān)行業(yè)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(yīng)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(shù)措施等，實現(xiàn)核電安全、生態(tài)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(xù)通過調(diào)查研究，不斷發(fā)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(guān)注到這個問題?！弊鳛殚L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(wù)?！澳呐伦詈笥幸稽c小小的推動，這個付出也值得?！表n瑞說。

專注：生態(tài)環(huán)境建設(shè)義不容辭

作為生態(tài)水力學(xué)研究人員，韓瑞一直十分關(guān)注水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響，是生態(tài)環(huán)境的保護者和修復(fù)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(zāi)記錄。為了更好地利用水資源，滿足各地區(qū)防洪、灌溉、用水、發(fā)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(xiàn)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(jīng)濟的發(fā)展。

然而，高壩大庫在帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，對河流生態(tài)環(huán)境所造成的負面影響也不容忽視。近些年，科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)，高壩大庫的建筑會改變河流的自然狀態(tài)，影響水文節(jié)律，使河道的自然洪枯過程減弱，水溫過程均化，影響魚類產(chǎn)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(fù)脆弱的生態(tài)環(huán)境，在國家重點研發(fā)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(jié)構(gòu)變化的生態(tài)影響和分層取水技術(shù)”研究，闡明梯級高壩大庫庫區(qū)及下游河道水溫結(jié)構(gòu)特征，識別影響水溫結(jié)構(gòu)變化的關(guān)鍵因子，揭示水庫聯(lián)合運行下“河流-水庫系統(tǒng)”水溫累積變化規(guī)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(tài)行為學(xué)響應(yīng)，建立耦合生態(tài)行為學(xué)及生態(tài)水溫需求的生態(tài)水力學(xué)模型，明晰水溫結(jié)構(gòu)變化對生物行為、生境的影響；以生態(tài)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(shè)施的水力特性；開發(fā)安全高效的西南高壩大庫分層取水成套技術(shù)，為典型的生態(tài)脆弱區(qū)提供保護和修復(fù)。

在科研攻關(guān)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(shù)據(jù)。野外環(huán)境復(fù)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(shù)據(jù)支撐。

此次課題，他們首次定量揭示了生態(tài)系統(tǒng)重要生物對水溫動態(tài)變化的生態(tài)行為學(xué)響應(yīng)規(guī)律，以生態(tài)水溫需求為控制目標，開發(fā)了安全高效的西南高壩大庫分層取水成套技術(shù)，在推動保護區(qū)魚類的生境保護同時，顯著提高了流域內(nèi)電站分層取水工程的生態(tài)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(tài)環(huán)境問題的時候，她選擇了環(huán)境工程專業(yè)，并說“我希望學(xué)以致用”。于是，在目標的驅(qū)使下，本科階段，她以專業(yè)第一名的身份被保送至中國科學(xué)院大學(xué)，后來，又在中國科學(xué)院大學(xué)的見證下，成為北京市優(yōu)秀博士畢業(yè)生。博士畢業(yè)后，她在德方負責人的面試下，從全國數(shù)以萬計的優(yōu)秀學(xué)生中脫穎而出，順利爭取到德國德意志學(xué)術(shù)交流中心的資助，跟隨水生態(tài)領(lǐng)域著名教授Martin Pusch，在歐洲專業(yè)領(lǐng)域排名第一的德國萊布尼茨實驗室進行訪學(xué)。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(yōu)秀導(dǎo)師的悉心引領(lǐng)。在生態(tài)水力學(xué)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(wěn)研究員憑借在領(lǐng)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(wěn)導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)。另外，Koen Blanckaert教授的指點，也讓她對領(lǐng)域研究擁有更全面和更獨特的視角。

在導(dǎo)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(xué)基金2項、“十三五”國家重點研發(fā)計劃專題1項、人社部留學(xué)人員科技項活動擇優(yōu)資助項目1項、中國水利水電科學(xué)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(chǔ)研究發(fā)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(xué)基金、水利部公益性行業(yè)科研專項以及各類橫向課題十余項，研究成果發(fā)表于Ecohydrology、Science of the Total Environment、Ecological Informatics以及《生態(tài)學(xué)報》等國內(nèi)外期刊，總計28篇；授權(quán)國家發(fā)明專利5項，出版專著1部，參編著作1部；獲高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎科技進步獎1項，大禹水利科學(xué)技術(shù)獎1項，國際生態(tài)信息學(xué)會優(yōu)秀論文獎1項，于2018年入選中國科協(xié)“青年人才托舉工程”，科研能力不斷受到業(yè)界認可。

“科學(xué)研究一定要有延續(xù)性和傳承性，未來，在水利工程對生態(tài)環(huán)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(xù)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(fā)展的生態(tài)藍海。”韓瑞說。