冷/溫排水排放進入近岸海域後，按照其傳輸過程和特性可以區分成近域場(near field)和遠域場(far field)。排放口附近水溫之稀釋效應主要受其起始動量、起始浮量，及排水口導流堤或擴散管之佈置情形所影響，此階段稱為近域場，而後經過短暫的過渡區域後，排放的冷/溫水已失去自我動力而成為被動，此時水溫度之擴散傳輸機能轉由潮汐反覆運動驅動溫度於水平方向之擴散能力，而溫度低(高)之水體會同時往海底(海面)進行垂直方向之擴散，屬於三維方向的擴散物理問題。

研究工作包含環境條件綜整、近域三維擴散模擬及遠域三維擴散模擬，藉此瞭解冷/溫排水入海後鄰近海域之水溫變化。其中

 近域三維擴散模擬

採用CORMIX (CORnell MIXing zone expert system, CORMIX)數值模式，此模式由美國康乃爾大學於1996年開發，可用於分析不同放流水條件下的近域擴散傳輸特性。

 遠域三維擴散模擬

採用成功大學水工試驗所自行研發的三維分層水動力及遠域溫度擴散模式 (A three-dimensional multi-layer hydrodynamic and thermal transport model) 進行模擬，可根據物理問題考量表面波浪、海潮流、風吹剪力流、河川逕流、海洋放流水等相互加成影響下所產生之海域水體動力特性，並再根據水動力結果計算海域內與鹽度、密度相關的溫度擴散現象。模式求解時引入水層概念，即將垂直方向的水深變化進行水平方向之劃分，並對每一個水層進行垂直方向之積分，變成多個二維水深積分模式，水層於垂直方向的物理量並允許互相交換，藉以達成三維計算之目的，而計算的物理量均為平均量。模式利用有限差分法進行空間上的離散，並以蛙跳法(Leap-frog scheme)進行求解，求解過程中引入平滑模組來增進模式穩定性。在模式品管方面，本模式往昔已被應用於研究淡水河口污染物擴散傳輸(劉景毅等, 1999)、美國普吉特海灣(Pudget sound)( Chu等人, 1989)及艾利奧特灣(Elliott bay)(Liou, 1991)等相關實際海岸工程應用研究案例，在模式準確性及合理性上已具有一定程度之公信力。

圖為近域三維擴散模式針對「協和電廠更新改建計畫」於漲潮相位、流速0.248 m/s時所得溫排水排放後的三維空間溫升分佈圖，紅至藍色層代表溫排水由高至低的溫升值分佈，空間原點設定在排放口底床，x軸、y軸各為水平面上的沿岸方向與離岸方向座標軸，z軸為垂直方向往水面，水團內的黑色虛線代表水團中心軸。結果顯示溫排水先呈射流往外沖出，由於起始動量與浮力使得水團發生近域場混合，同時往水面浮升，再隨潮流漂移往下游撓曲與擴散，使得中心軸兩側的擴散範圍逐漸加寬，當移動到下游x=445 m時，水團前端邊緣接觸到海岸，較高溫水團集中於近岸。

近域三維擴散模式所得溫排水之三維空間溫升分佈圖(潮流相位H-1)

模式通過海域流場驗證，再依據排放水條件進行模擬。針對「台中液化天然氣廠港外擴建計畫」，圖顯示模式所得到退潮時台中港海域第1、3、5、7水層之流場分布圖，海流往東北。

遠域三維擴散模式所得臺中港海域流場圖(退潮，第1、3、5、7水層)

綜合上述近、遠域三維擴散模擬成果，可藉以評估電廠或液化天然氣廠之冷/熱排水排出後是否有符合「放流水標準」規定，即排放水水溫在距離排放口500公尺處的表面水溫差不得超過4℃。