秦山核电二期扩建工程温排水问题审评

孙　磊

（中核霞浦核电有限公司福建霞浦355100）

秦山核电二期扩建工程温排水问题审评

孙磊

（中核霞浦核电有限公司福建霞浦355100）

核电厂是利用饱和高温蒸汽推动汽轮机做功，实现将蒸汽热能转化为机械功，并最终转化为电能的装置。运行过程中产生的剩余热量通过循环水系统排放大海（滨海电厂），会对排水口周围的海域生态、渔业、航道等产生影响。本文论述了秦山核电二期扩建工程（以下简称“扩建工程”）温排水问题的审评过程以及审评中关注的取、排水口布置合理性，温排水导致温升范围，温排水对生态环境、渔业的影响，扩建工程与秦山核电基地其他机组之间的相互影响等一系列问题进行了阐述。

温排水；调研；适宜性分析；遥感测量

1　温排水对环境的影响

1.1循环水系统的温排水会引起排水口附近海域温度的上升（热污染），从而影响该海域的生态环境，水生动植物、浮游生物、贝类、底栖生物等的生长、分布都将受到影响。

1.2温排水对渔业会产生如下影响：（1）生活在此海域的鱼类因为不适应升高的海水而逃离此海域；（2）潮间带的贝壳、底栖生物和海藻会死亡；（3）循环水系统取水时会吸入一些贝类、鱼苗、鱼仔，经过凝汽器因温度升高而死亡；（4）为减少海水对管道腐蚀以及吸入的贝类堵塞管道，在海水中投放药剂；（5）取、排水流速过大对养鱼、捕鱼造成困难。

1.3循环水系统的取水、排水引起取、排水口附近水流流速的变化，从而对附近航道产生影响。

2　审评方关注的温排水问题

关于秦二扩温排水问题，审评方主要关注如下几个方面：（1）秦二扩的温排水问题要从秦山核电基地多机组同时运行的角度综合考虑；（2）审评方认为《秦山核电二期扩建工程环境影响评价报告》（EIR报告）中对温排水数学、物理模型的介绍不够具体，模拟得出的结论也不够明确；（3）EIR报告中对排水口附近海域4℃温升的范围、包络面积的论述不够深入，要求作进一步的研究，并采取有效措施减少4℃温升的影响范围；（4）扩建工程取、排水口位置的选择是否合理、布置的方案是否合适有待进一步论证；（5）温排水对秦山海域的生态、当地渔业的影响，《EIR报告》中缺乏足够的数据和图件。

联营公司组织核二院等单位根据审评要求开展了许多工作，上述问题（2）、（5）得到关闭，然而其他问题始终不能够彻底解决。

在2005年11月召开的第二次审评对话会上审评方明确要求联营公司进行如下工作：（1）进行秦山地区近岸遥感监测，以提供更加具体、详实的取、排水口附近海域温升数据；（2）对国外核电站温排水的排放实施办法进行调研，并在此基础上作秦山二期扩建工程排水设计方案合理性的论证报告。

3　国外核电站温排水情况调研

2006年4月，联营公司组织相关专业人员前往日本，对日本原子力发电株式会社、日本电力中心研究所、日本海洋生物研究所、柏崎核电站进行了温排水情况调研。

3.1日本核电站为减少温排水影响所采取的对策

（1）降低取水流速，一般为0.25 m/s；（2）深层取水；（3）经过凝汽器的冷却水温升控制在7℃；（4）深层排放，降低温排水的扩散范围；（5）对贝类尽可能少放药剂。

3.2日本核电站的取排水口设置

3.2.1日本核电厂取排水口布置

为了提高热效率，日本电站往往采用深层取水的方式，这样即使在夏季海域表面有高温层的情况下，也可以取到较低温度的水。为了避免上层热水与底层冷水发生热交换，进水流速控制在0.25 m/s左右（较低的进水流速还可减少对鱼仔等水生物的吸入）。日本核电站温排水的排放方式主要有水中排放和表层排放两种。

所谓水中排放，就是将电站产生的大量温排水通过埋在地下的金属管道送入大海深处。这种排放方式的优点是温排水与周围海水的掺混作用强，引起的温升范围小，但是快速上升的水流会对渔船操作造成困难，而且造价高，技术难度大，制约因素多。表层排放造价低，技术难度小，施工简单，对附近航线、渔船行走等影响也比较小，但是温排水掺混能力小，排放口周围温升大，温排水扩散范围广。

3.2.2日本核电厂取排水口的设计特点

日本核电站往往在取、排水口之间，靠近取水口侧修建一道拦水坝，厚度1m左右，拦水坝的长度以阻拦效果最佳为宜，用来阻挡可能由排水口处涌来的升温水，从而避免了电站取水口处的天然海水与排水口处的升温海水相互交汇，进而影响电站效率的可能。拦水坝的形状并不绝对是直线，尤其是在伸向大海的那头呈逐渐弯向取水口处的弧形。

排放口外围通常会建造一道挡浪墙，防止排水口排出的水流对外围航线产生不利影响。挡浪墙内形成一个面积0.006 km2左右的蓄水池，蓄水池呈梯形，短口端在排水口处，长口端面向大海，也就是说这个蓄水池呈喇叭口形状逐渐伸向大海。这样的设计有利于温排水与周围海水快速混合。

3.2.3日本核电厂温排水温度区域的划分

由核电站排水口排出的温排水，首先进入挡浪墙形成的蓄水池，排出水温度与取水口处的海水温度之差是7℃，从这个蓄水池底部的孔口排出去的温排水与比其低7℃的大海海水掺混后，就会形成一个温升3℃的海域，其面积大约为2.6 km2，这种海水再继续与紧挨着的海水掺混后又要形成一个温升1℃的海域，其面积大约9.4 km2。

值得注意的是，日本政府的温排水分析评价中没有4℃温升的说法，但是要求预测温升1℃的包络面积，在此范围内进行评估和补偿，操作性非常强。

4　秦二扩温排水方案适宜性分析

4.1取水口布置方案的合理性论证

秦二扩厂址的南侧面向杭州湾，湾内东西方向有两个矶头，相距1000 m，由于涨、落潮的控制，加上矶头绕流，在两个矶头周围形成两个较深的冲刷坑，大深潭靠近湾内东面的矶头，小深潭靠近湾内西面的矶头。湾内水深为23m～16 m，是很有利的取水地段，因此分别在东、西两个矶头设置二期、二期扩建工程的取水口。

取水口采用岸边式喇叭口取水头部，取水头部距离深潭底部6m～12 m，属于深层取水，这样做基于以下三点考虑：（1）保证在最低潮位也能安全取水；（2）避免了泥沙淤积取水口；（3）深层取水，提高电厂热效率。

取水流速控制在0.64 m/s，基于如下考虑：（1）杭州湾为强潮海湾，厂址附近水深、流急，涨、落潮流速均可达2.5 m/s，如果秦山二期扩建工程采用日本同行的做法将取水流速控制在0.25 m/s以下，不仅造价高，施工难度大，幕墙孔口也有被淤积的危险；（2）取水口附近海域为三类水质，生物资源贫乏，没有渔场，也非鱼的产卵区和回流区，过分的限制取水流速没有必要。

4.2排水口布置方案的合理性论证

排水口布置在二期工程取水头部所在的矶头东侧以外550 m处，此处距离大深潭只有300 m，水深变化幅度达到8 m，取水口则布置在矶头西侧。矶头在取水口和排水口之间架起了一道天然的“拦水坝”，有效的将取水口附近的天然海水与排水口附近的升温排水相隔离。

排水口顶标高1.22 m，位于平均潮位0.265 m之上，属于表层排放，这样做基于如下考虑：（1）杭州湾海域复杂的地形、水域环境不适合水中排放。如果将排水管深入外海的深水区或者矶头东侧的深潭处，工程造价太大，施工难度太高，而且排水口被淤死的可能性很高；（2）如果像日本很多表层排放的核电厂那样在排水口外围修建“挡浪墙”，形成一个蓄水池，温排水在蓄水池内充分掺混后再通过挡浪墙底部的孔口排向外海域，在杭州湾海域这种做法是不必要的，也是不可行的。一方面矶头东侧的大深潭属于回流区，温排水在这里已经得到了充分的掺混；另一方面如果修建挡浪墙，挡浪墙底部的孔口很容易被淤积；（3）水科院数模、物模试验表明，现行的排水方案对二期、二期扩建工程取水口的取水几乎不会产生影响；而将排水口向上游移动60 m，标高降低2.5 m，二期、二期扩建工程取水口的取水与现行方案相比所造成的温升影响几乎没有产生任何可以觉察到的改变。

4.3群堆影响

温排水数模、物模试验表明，二期、二期扩建工程温排水量为148 m3/s，1℃等温升线所包络的面积0.9 km2～3.1 km2，对于下游秦山一期的取水温升仅在落潮时有影响，最大影响也不超过0.2℃。秦山一期的温排水对二期、二期扩建工程的取水几乎不产生影响。

秦山三期物模试验表明，秦山核电基地七台机组同时运行的情况下，温排水流量290 m3/s，三期排水口1℃温升的包络面积在小潮时也仅仅只有33.5 km2。

不难推断，二期、二期扩建工程排水口4℃温升包络面积全潮最大不会超过1.2 km2，对杭州湾海域影响非常小。

4.4小结

（1）秦山地区海域为三类水质，水生物资源贫乏、种类简单，是建造核电站的理想厂址；（2）秦二扩取排水口的工程措施在安全性、经济性前提下已经采取了最优化、最合理的布置；（3）秦二扩温排水对近岸海域的温升影响范围是可以接受的；（4）秦二扩温排水对近岸海域的生态、渔业没有产生可以觉察到的不利影响。

5　秦山海域的遥感测量

按照原国家环保总局的要求，联营公司联系秦山核电基地环应中心（以下称基地环应中心），要求由基地统一组织秦山海域近岸遥感监测的相关工作。随后，秦山核电基地将该工作委托于核工业航测遥感中心（以下称遥感中心）。遥感中心接手任务后成立了专题组，分别于2006年8月、2006年11～12月对秦山基地附近海域进行潮汐观测，获得杭州湾潮汐规律后出动遥感飞机对海域进行遥感测量，获得夏季八个潮汐状况（大潮落急、大潮落末、大潮涨急、大潮涨末、小潮落急、小潮落末、小潮涨急、小潮落末）56条带数据和冬季八个潮汐状况54条带数据。遥感中心将获得的遥感数据进行了整理、数学处理后制作了十六个典型潮汐状况下秦山核电基地各核电厂温排水羽迹分布特征图。

通过遥感测量结果得知：（1）秦山核电基地各核电厂温排水引起的4℃温升范围非常有限，整个核电基地的4℃温升包络面积也不超过0.1 km2；（2）扩建工程的温排水不会回流到取水口引起取水升温；（3）在部分潮段，二期、二期扩建工程与三期的温排水羽迹发生汇合，但是连通区温升有限，对各自的取水几乎不产生影响；（4）二期、二期扩建工程与一期的取、排水相互独立，不会发生搅混情况。

至此，水科院关于秦山核电基地各电厂温排水模拟计算的合理性得到证实，《适宜性分析报告》也得到了实测数据的充分验证。2006年12月联营公司将《秦山核电基地温排水近岸遥感测量报告》提交环保总局，得到了评审专家的认可，2006年6月第二次EIR遗留问题对话会上扩建工程温排水问题终于得到关闭。

［1］中华人民共和国环境保护局GB3097-1997，海水水质标准［S］.北京：国家环境保护局，1997.

孙磊（1982—），男，汉，江苏响水，大学本科，职员，工程师，工作方向：核电。