基于生态成本核算的滨海核电厂淡水水源选址研究

彭爵宜，徐志侠，游进军，王 冰

（中国水利水电科学研究院 水资源研究所，北京 100038）

基于生态成本核算的滨海核电厂淡水水源选址研究

彭爵宜，徐志侠，游进军，王 冰

（中国水利水电科学研究院 水资源研究所，北京 100038）

目前核电厂水源选址工作尚未将生态环境纳入选址影响因素进行分析。本文以滨海核电厂为分析对象，提出利用机会成本法、市场价格法及恢复/防护法计算核电厂取水过程产生的生态成本，以此量化工程对生态的影响程度。最后以福建莆田滨海核电厂水源选址工程为例，建立了水源选址影响因子评价体系。分析结果表明：是否考虑生态因子对评价结果排序有一定的影响，考虑生态因子的方案计算结果合理、可行。结果可为相关水源选址提供参考。

滨海核电厂；淡水水源；选择；生态成本

合适、稳定、安全的水源是核电厂顺利施工、调试和安全运行的重要保证。水源选址，作为核电厂前期工作的重要内容之一，要求拟选水源在符合当地水资源管理政策的前提下，既能满足核电厂的用水需求又能保证其他利益相关方的用水权益［1］。如何评价和选择淡水水源是水源选址工作的重中之重，但国内现行的相关核电规程条例中尚未有指导性的水源选址规范及技术规程可供参考，现阶段开展核电厂水源选址评价方法及标准研究对我国核电事业发展具有重要意义。

基于我国核电厂的地理位置分布特点，本文选取滨海核电厂为研究对象，分析了目前淡水水源选址工作考虑的影响因素，指出生态影响因子对水源安全的重要影响，并以环境成本法为指导，提出了量化生态影响程度大小的计算方法，该方法在福建莆田滨海核电水源选址过程的实践表明：基于生态成本核算的滨海核电水源选址评价系统计算结果能够证明理论分析的合理性，可提高水源选址评价结论的可适性。

1 研究现状

滨海核电厂用水主要由常规岛的循环冷却水、核岛的厂用水和全厂生产、生活及消防用水三部分组成。其中循环冷却水和厂用水一般直接采用海水，而全厂生产、生活及消防用水采用厂址附近的河流、水库、湖泊的淡水水体作为淡水水源［2］。根据《核电厂厂址选择基本程序》（EJ/T 1127-2001）规定，在选址阶段，滨海厂址淡水水源主要考核指标包括有无工农业争水问题、水质状况、取水设施和输水干线长度［3］。

现阶段滨海核电厂淡水水源选址工作考虑的影响因素有水源保证、经济成本和社会影响三方面。其中水源保证因子为候选水源的可供水量、供水保证程度、水质状况；经济成本因子为候选水源供输水设施建设成本及对其他同水源取水户的影响补偿成本；社会影响因子为候选水源是否符合国家用水政策、地方水行政主管部门及业主意愿等［4］。这些因子主要从用水角度分析供水水体对核电厂取水的满足程度，忽略了取水工程建设对生态环境的影响。

水资源与生态系统是相互依存、相互制约，前者的变化能引起后者的正负效应，后者的变化亦将导致前者在质与量的改变 。水资源短缺可能引起湿地萎缩，土地荒漠化等生态恶化问题；而陆地植物虽然有助于涵养水分，调节地表径流，控制土壤侵蚀，改善水质等，但自身需消耗水量，一定程度上会减少河川的总径流量。因此，核电厂取水不应忽略生态因子的影响作用，需综合比较各候选水源的水资源条件、经济成本、社会接纳程度和生态系统影响才能更全面评价水源的可靠性和可行性。

2 生态因子的成本核算

跨地区供水工程主要包括水源地工程、输水管线工程、水厂工程等，具有涉及面广，影响范围大的特点。水源工程对生态系统的影响有水源地工程和输水管线工程。这两处工程对应的生态系统影响包括水源地生态影响和输水过程生态影响。生态系统对人类的意义在其服务价值，而价值的宏观度量以货币表示，因此，可采用经济学方法估算不同过程中生态系统造成的价值损失，分别为水源地生态成本（WC）、输水生态成本（TC）。通过这两项成本总和值比较可得出不同水源工程对生态系统的影响程度。核电厂生态成本（EC）的构成形式为：

2.1 水源地生态成本水资源有经济服务功能与生态服务功能［6］。其生态价值具有间接性、隐秘性和长期性，加上水资源的非商品性，要对水资源的生态服务价值做出定量评估比较困难［7-8］，此外，不同取水量对水体的水文调节、输沙功能、生态支持、美学功能等方面的影响程度不同［9］。根据文献［10］对陆地水体生态系统服务功能分析，水生态维持生态环境和自然过程的功能主要是调蓄洪水、疏通河道、土壤持留、净化环境、固定碳、维持生物多样性等。核电厂从水库取水后，对水源地生态系统的影响主要是减少水库水量后降低水库在净化环境、固定CO2、生物多样性维持及下游河流输送方面的作用。由于目前在上述几方面的研究主要是针对湿地、湖泊大系统，对水库用水户取水产生的生态价值变化的研究较少，且核电厂取水量相对水源水量小，其取水对生态功能的影响程度表现不明显。因此，本文认为参考湖泊、生态系统计算核电厂取水量较小下对水库生态环境功能造成的价值损失，不仅计算过程繁琐，且对基础数据要求较高。为避免上述计算困难，可通过机会成本法计算水库受用户用水影响造成的生态价值损失。

机会成本法是指当具有多种用途的有限资源从甲项用途改为乙项用途时，前者放弃的效益就是后者使用的机会成本，水资源的机会成本可采用被挤占用户放弃的边际效益或是新项目增加资源供给量的边际费用计算［11］。为保持原水量状态下生态服务功能，供水水库可从其他水源引水补充水量，所以，计算补充水量的经济成本可代替水量损失产生的环境成本。计算公式如下：

式中：WC为水源地生态成本；E1为单位补水量的经济成本，元/m3；V为核电厂取水量，m3。

2.2 输水生态成本核电厂输水管线铺设工程不仅破坏沿线地表植被，减少氧气释放量，还改变沿线土地利用类型，形成裸土侵蚀，这两部分的生态成本分别由以下两公式［6］计算。

减少氧气释放量形成的生态成本采用市场价格法核算，公式如下：

式中：P1为输水管线施工破坏植被产生的生态成本价格，元；E2为氧气修正价格，元/t；ΔQ为生态破坏引起的单位面积植被的氧气释放减少量，t/m2；S为项目建设占用和破坏的面积，m2。

此外，土壤侵蚀形成的生态成本可采用恢复/防护费用法进行核算，公式为：

式中：P2为输水管线对沿线植被破坏造成的土壤侵蚀现象的恢复费用；E3为拦蓄泥沙工程投资费，元/m3；S为荒地侵蚀模数，t/（km2·a）；Q为林地侵蚀模数，t/（km2·a）；A为土壤容重，t/m3。

通过计算以上两种生态成本可估算核电厂输水过程引起的生态成本，公式如下：

3 实例应用

3.1 工程概况福建莆田滨海核电施工期全厂生产用水、消防用水和施工人员生活用水采用淡水水源。运行期间采用淡水及海水淡化作为淡水水源，海水淡化供全厂生产用水、消防用水和绿化用水等，淡水水源供全厂生活水系统用水。施工期淡水设计年取水量约45万m3。运行期设计年用水量约60万m3。

根据工程设计用水量和厂址踏勘调查，初步筛选出核电厂的候选水源为当地调查范围内的4个水库，以A、B、C、D标记该4个水库，并对这4个水库分别计算输水管线成本、输水生态成本和农业补偿额［11-12］。水库的基本情况见表1［13］。

表1 4个水库的基本情况

3.2 水源选址评价体系就莆田核电具体情况建立如下评价系统，确立目标为“核电厂最优水源”，具体准则层分别为：水资源系统、经济系统、社会系统、生态系统，对每个准则层继续分解成各个子准则层（如表2），子准则层共有9个指标，方案层为各候选水源。

3.3 评价结果及分析水资源系统是决定核电厂安全用水的先决条件，它的权重比其他系统大，经济性是核电厂业主重点考虑之一，因此，第二位是经济系统，社会系统的因子起着指导水源选择工作开展的作用，权重要大于生态系统。利用层次分析法计算上述评价体系内各指标的权重，经过专家咨询后采用Saa⁃ty标度比较两两指标之间的权重，具体见表3。

经计算有如下4个水库最终权重分布，如表4。

评价系统（“考虑生态影响的评价结果”）计算得出的排序结果对应各水库的优先度，数据越大，对应该水库的优先度越大。如表4显示各水库的最终权重排序为：水库A＞水库B＞水库C＞水库D，因此，A水库作为核电厂供水水源较其他水库合适，次之为B水库，然后是C水库，最后是D水库。利用相同方法对水源进行水资源、经济、社会三个系统的评价分析，结果如“未考虑生态影响评的价结果”，权重排序为：水库A＞水库C＞水库B＞水库D。对比4个水库基本情况，在经济及生态成本上，A水库的总成本显著大于其他3个水库。在水资源条件对比上，A水库优于其他水库，其不仅水量能够满足核电厂两期用水，且供水保证率高于其他水库，并与核电厂运行期的供水保证率一致，同时还不存在用水户之间的矛盾。而其他水库要通过扩容建设才能满足核电厂的用水要求，不仅有经济成本还有时间成本。因此，理论分析和计算结果说明，A水库比其他水库更适合作为供水水源。两种条件下B、C水库排序相异，说明生态因子对评价结果有一定的影响。如前述，水源工程不能忽略生态影响，且从系统评价法对影响因子要求的完整性论，应考虑生态影响。在本例中，当A水库条件变化不适合用作水源时，应优先考虑B水库，而非C水库，同时辅助其他备用水源。

表2 水源选址结构分析层次

表3 各层指标权重分布

表4 最终权重分布

4 结论及讨论

本文重点分析了滨海核电厂水源选址过程中水源地生态成本及输水管线铺设的生态成本计算方法，以福建莆田滨海核电厂为例，以水资源系统、经济成本系统、社会影响系统、生态影响系统为架构提出滨海核电厂水源选址评价体系，并对该厂址选择水源。由于不同经济估算方法计算的成本差异较大，本文提出的供水生态成本计算方法在核电厂水源选址分析是一个实践，建议后期能在其他案例中与其他方法的计算成果进行对比论证分析。

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Research of choice of fresh water sources for coastal nuclear power plant based on ecological cost accounting

PENG Jue-yi，XU Zhi-xia，YOU Jin-jun，WANG Bing
（China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing 100038，China）

The site selection of water sources for the nuclear power plant did not consider ecological envi⁃ronment in recent work.In this paper，the ecological cost in the water extraction was calculated using the opportunity cost method,market price method and restoration/protection method to quantify the influence of coastal nuclear power plant on the ecology.Taking the Putian nuclear power plant in Fujian province as a study case，the ecological impact evaluation system for site selection of water sources was built.It made a difference whether to consider the ecological factors on the evaluation.The study shows that the evaluation system with ecological factors is reasonable and feasible，which can provide reference for the site selection of water sources for the nuclear power plant.

coastal nuclear power plant；fresh water resource；selection；ecological cost

F407

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.02.017

1672-3031（2014）02-0216-04

（责任编辑：韩 昆）

2013-12-16

国家自然科学基金资助项目（51021006，51279210，50939006）；水利部公益性行业科研专项经费项目（201101016）；国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07201-006）

彭爵宜（1987-），女，广东梅州人，硕士生，主要从事水资源综合规划、水资源论证研究。E-mail：jueyi825@sina.com