彭爵宜，徐志俠，游進(jìn)軍，王 冰

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

基于生態(tài)成本核算的濱海核電廠淡水水源選址研究

彭爵宜，徐志俠，游進(jìn)軍，王 冰

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

目前核電廠水源選址工作尚未將生態(tài)環(huán)境納入選址影響因素進(jìn)行分析。本文以濱海核電廠為分析對(duì)象，提出利用機(jī)會(huì)成本法、市場(chǎng)價(jià)格法及恢復(fù)/防護(hù)法計(jì)算核電廠取水過(guò)程產(chǎn)生的生態(tài)成本，以此量化工程對(duì)生態(tài)的影響程度。最后以福建莆田濱海核電廠水源選址工程為例，建立了水源選址影響因子評(píng)價(jià)體系。分析結(jié)果表明：是否考慮生態(tài)因子對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果排序有一定的影響，考慮生態(tài)因子的方案計(jì)算結(jié)果合理、可行。結(jié)果可為相關(guān)水源選址提供參考。

濱海核電廠；淡水水源；選擇；生態(tài)成本

合適、穩(wěn)定、安全的水源是核電廠順利施工、調(diào)試和安全運(yùn)行的重要保證。水源選址，作為核電廠前期工作的重要內(nèi)容之一，要求擬選水源在符合當(dāng)?shù)厮Y源管理政策的前提下，既能滿足核電廠的用水需求又能保證其他利益相關(guān)方的用水權(quán)益［1］。如何評(píng)價(jià)和選擇淡水水源是水源選址工作的重中之重，但國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的相關(guān)核電規(guī)程條例中尚未有指導(dǎo)性的水源選址規(guī)范及技術(shù)規(guī)程可供參考，現(xiàn)階段開(kāi)展核電廠水源選址評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)研究對(duì)我國(guó)核電事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

基于我國(guó)核電廠的地理位置分布特點(diǎn)，本文選取濱海核電廠為研究對(duì)象，分析了目前淡水水源選址工作考慮的影響因素，指出生態(tài)影響因子對(duì)水源安全的重要影響，并以環(huán)境成本法為指導(dǎo)，提出了量化生態(tài)影響程度大小的計(jì)算方法，該方法在福建莆田濱海核電水源選址過(guò)程的實(shí)踐表明：基于生態(tài)成本核算的濱海核電水源選址評(píng)價(jià)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果能夠證明理論分析的合理性，可提高水源選址評(píng)價(jià)結(jié)論的可適性。

1 研究現(xiàn)狀

濱海核電廠用水主要由常規(guī)島的循環(huán)冷卻水、核島的廠用水和全廠生產(chǎn)、生活及消防用水三部分組成。其中循環(huán)冷卻水和廠用水一般直接采用海水，而全廠生產(chǎn)、生活及消防用水采用廠址附近的河流、水庫(kù)、湖泊的淡水水體作為淡水水源［2］。根據(jù)《核電廠廠址選擇基本程序》（EJ/T 1127-2001）規(guī)定，在選址階段，濱海廠址淡水水源主要考核指標(biāo)包括有無(wú)工農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水問(wèn)題、水質(zhì)狀況、取水設(shè)施和輸水干線長(zhǎng)度［3］。

現(xiàn)階段濱海核電廠淡水水源選址工作考慮的影響因素有水源保證、經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)影響三方面。其中水源保證因子為候選水源的可供水量、供水保證程度、水質(zhì)狀況；經(jīng)濟(jì)成本因子為候選水源供輸水設(shè)施建設(shè)成本及對(duì)其他同水源取水戶的影響補(bǔ)償成本；社會(huì)影響因子為候選水源是否符合國(guó)家用水政策、地方水行政主管部門(mén)及業(yè)主意愿等［4］。這些因子主要從用水角度分析供水水體對(duì)核電廠取水的滿足程度，忽略了取水工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

水資源與生態(tài)系統(tǒng)是相互依存、相互制約，前者的變化能引起后者的正負(fù)效應(yīng)，后者的變化亦將導(dǎo)致前者在質(zhì)與量的改變 。水資源短缺可能引起濕地萎縮，土地荒漠化等生態(tài)惡化問(wèn)題；而陸地植物雖然有助于涵養(yǎng)水分，調(diào)節(jié)地表徑流，控制土壤侵蝕，改善水質(zhì)等，但自身需消耗水量，一定程度上會(huì)減少河川的總徑流量。因此，核電廠取水不應(yīng)忽略生態(tài)因子的影響作用，需綜合比較各候選水源的水資源條件、經(jīng)濟(jì)成本、社會(huì)接納程度和生態(tài)系統(tǒng)影響才能更全面評(píng)價(jià)水源的可靠性和可行性。

2 生態(tài)因子的成本核算

跨地區(qū)供水工程主要包括水源地工程、輸水管線工程、水廠工程等，具有涉及面廣，影響范圍大的特點(diǎn)。水源工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響有水源地工程和輸水管線工程。這兩處工程對(duì)應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)影響包括水源地生態(tài)影響和輸水過(guò)程生態(tài)影響。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類的意義在其服務(wù)價(jià)值，而價(jià)值的宏觀度量以貨幣表示，因此，可采用經(jīng)濟(jì)學(xué)方法估算不同過(guò)程中生態(tài)系統(tǒng)造成的價(jià)值損失，分別為水源地生態(tài)成本（WC）、輸水生態(tài)成本（TC）。通過(guò)這兩項(xiàng)成本總和值比較可得出不同水源工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。核電廠生態(tài)成本（EC）的構(gòu)成形式為：

2.1 水源地生態(tài)成本水資源有經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能與生態(tài)服務(wù)功能［6］。其生態(tài)價(jià)值具有間接性、隱秘性和長(zhǎng)期性，加上水資源的非商品性，要對(duì)水資源的生態(tài)服務(wù)價(jià)值做出定量評(píng)估比較困難［7-8］，此外，不同取水量對(duì)水體的水文調(diào)節(jié)、輸沙功能、生態(tài)支持、美學(xué)功能等方面的影響程度不同［9］。根據(jù)文獻(xiàn)［10］對(duì)陸地水體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分析，水生態(tài)維持生態(tài)環(huán)境和自然過(guò)程的功能主要是調(diào)蓄洪水、疏通河道、土壤持留、凈化環(huán)境、固定碳、維持生物多樣性等。核電廠從水庫(kù)取水后，對(duì)水源地生態(tài)系統(tǒng)的影響主要是減少水庫(kù)水量后降低水庫(kù)在凈化環(huán)境、固定CO2、生物多樣性維持及下游河流輸送方面的作用。由于目前在上述幾方面的研究主要是針對(duì)濕地、湖泊大系統(tǒng)，對(duì)水庫(kù)用水戶取水產(chǎn)生的生態(tài)價(jià)值變化的研究較少，且核電廠取水量相對(duì)水源水量小，其取水對(duì)生態(tài)功能的影響程度表現(xiàn)不明顯。因此，本文認(rèn)為參考湖泊、生態(tài)系統(tǒng)計(jì)算核電廠取水量較小下對(duì)水庫(kù)生態(tài)環(huán)境功能造成的價(jià)值損失，不僅計(jì)算過(guò)程繁瑣，且對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求較高。為避免上述計(jì)算困難，可通過(guò)機(jī)會(huì)成本法計(jì)算水庫(kù)受用戶用水影響造成的生態(tài)價(jià)值損失。

機(jī)會(huì)成本法是指當(dāng)具有多種用途的有限資源從甲項(xiàng)用途改為乙項(xiàng)用途時(shí)，前者放棄的效益就是后者使用的機(jī)會(huì)成本，水資源的機(jī)會(huì)成本可采用被擠占用戶放棄的邊際效益或是新項(xiàng)目增加資源供給量的邊際費(fèi)用計(jì)算［11］。為保持原水量狀態(tài)下生態(tài)服務(wù)功能，供水水庫(kù)可從其他水源引水補(bǔ)充水量，所以，計(jì)算補(bǔ)充水量的經(jīng)濟(jì)成本可代替水量損失產(chǎn)生的環(huán)境成本。計(jì)算公式如下：

式中：WC為水源地生態(tài)成本；E1為單位補(bǔ)水量的經(jīng)濟(jì)成本，元/m3；V為核電廠取水量，m3。

2.2 輸水生態(tài)成本核電廠輸水管線鋪設(shè)工程不僅破壞沿線地表植被，減少氧氣釋放量，還改變沿線土地利用類型，形成裸土侵蝕，這兩部分的生態(tài)成本分別由以下兩公式［6］計(jì)算。

減少氧氣釋放量形成的生態(tài)成本采用市場(chǎng)價(jià)格法核算，公式如下：

式中：P1為輸水管線施工破壞植被產(chǎn)生的生態(tài)成本價(jià)格，元；E2為氧氣修正價(jià)格，元/t；ΔQ為生態(tài)破壞引起的單位面積植被的氧氣釋放減少量，t/m2；S為項(xiàng)目建設(shè)占用和破壞的面積，m2。

此外，土壤侵蝕形成的生態(tài)成本可采用恢復(fù)/防護(hù)費(fèi)用法進(jìn)行核算，公式為：

式中：P2為輸水管線對(duì)沿線植被破壞造成的土壤侵蝕現(xiàn)象的恢復(fù)費(fèi)用；E3為攔蓄泥沙工程投資費(fèi)，元/m3；S為荒地侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；Q為林地侵蝕模數(shù)，t/（km2·a）；A為土壤容重，t/m3。

通過(guò)計(jì)算以上兩種生態(tài)成本可估算核電廠輸水過(guò)程引起的生態(tài)成本，公式如下：

3 實(shí)例應(yīng)用

3.1 工程概況福建莆田濱海核電施工期全廠生產(chǎn)用水、消防用水和施工人員生活用水采用淡水水源。運(yùn)行期間采用淡水及海水淡化作為淡水水源，海水淡化供全廠生產(chǎn)用水、消防用水和綠化用水等，淡水水源供全廠生活水系統(tǒng)用水。施工期淡水設(shè)計(jì)年取水量約45萬(wàn)m3。運(yùn)行期設(shè)計(jì)年用水量約60萬(wàn)m3。

根據(jù)工程設(shè)計(jì)用水量和廠址踏勘調(diào)查，初步篩選出核電廠的候選水源為當(dāng)?shù)卣{(diào)查范圍內(nèi)的4個(gè)水庫(kù)，以A、B、C、D標(biāo)記該4個(gè)水庫(kù)，并對(duì)這4個(gè)水庫(kù)分別計(jì)算輸水管線成本、輸水生態(tài)成本和農(nóng)業(yè)補(bǔ)償額［11-12］。水庫(kù)的基本情況見(jiàn)表1［13］。

表1 4個(gè)水庫(kù)的基本情況

3.2 水源選址評(píng)價(jià)體系就莆田核電具體情況建立如下評(píng)價(jià)系統(tǒng)，確立目標(biāo)為“核電廠最優(yōu)水源”，具體準(zhǔn)則層分別為：水資源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)準(zhǔn)則層繼續(xù)分解成各個(gè)子準(zhǔn)則層（如表2），子準(zhǔn)則層共有9個(gè)指標(biāo)，方案層為各候選水源。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析水資源系統(tǒng)是決定核電廠安全用水的先決條件，它的權(quán)重比其他系統(tǒng)大，經(jīng)濟(jì)性是核電廠業(yè)主重點(diǎn)考慮之一，因此，第二位是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，社會(huì)系統(tǒng)的因子起著指導(dǎo)水源選擇工作開(kāi)展的作用，權(quán)重要大于生態(tài)系統(tǒng)。利用層次分析法計(jì)算上述評(píng)價(jià)體系內(nèi)各指標(biāo)的權(quán)重，經(jīng)過(guò)專家咨詢后采用Saa?ty標(biāo)度比較兩兩指標(biāo)之間的權(quán)重，具體見(jiàn)表3。

經(jīng)計(jì)算有如下4個(gè)水庫(kù)最終權(quán)重分布，如表4。

評(píng)價(jià)系統(tǒng)（“考慮生態(tài)影響的評(píng)價(jià)結(jié)果”）計(jì)算得出的排序結(jié)果對(duì)應(yīng)各水庫(kù)的優(yōu)先度，數(shù)據(jù)越大，對(duì)應(yīng)該水庫(kù)的優(yōu)先度越大。如表4顯示各水庫(kù)的最終權(quán)重排序?yàn)椋核畮?kù)A＞水庫(kù)B＞水庫(kù)C＞水庫(kù)D，因此，A水庫(kù)作為核電廠供水水源較其他水庫(kù)合適，次之為B水庫(kù)，然后是C水庫(kù)，最后是D水庫(kù)。利用相同方法對(duì)水源進(jìn)行水資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)分析，結(jié)果如“未考慮生態(tài)影響評(píng)的價(jià)結(jié)果”，權(quán)重排序?yàn)椋核畮?kù)A＞水庫(kù)C＞水庫(kù)B＞水庫(kù)D。對(duì)比4個(gè)水庫(kù)基本情況，在經(jīng)濟(jì)及生態(tài)成本上，A水庫(kù)的總成本顯著大于其他3個(gè)水庫(kù)。在水資源條件對(duì)比上，A水庫(kù)優(yōu)于其他水庫(kù)，其不僅水量能夠滿足核電廠兩期用水，且供水保證率高于其他水庫(kù)，并與核電廠運(yùn)行期的供水保證率一致，同時(shí)還不存在用水戶之間的矛盾。而其他水庫(kù)要通過(guò)擴(kuò)容建設(shè)才能滿足核電廠的用水要求，不僅有經(jīng)濟(jì)成本還有時(shí)間成本。因此，理論分析和計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，A水庫(kù)比其他水庫(kù)更適合作為供水水源。兩種條件下B、C水庫(kù)排序相異，說(shuō)明生態(tài)因子對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有一定的影響。如前述，水源工程不能忽略生態(tài)影響，且從系統(tǒng)評(píng)價(jià)法對(duì)影響因子要求的完整性論，應(yīng)考慮生態(tài)影響。在本例中，當(dāng)A水庫(kù)條件變化不適合用作水源時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮B水庫(kù)，而非C水庫(kù)，同時(shí)輔助其他備用水源。

表2 水源選址結(jié)構(gòu)分析層次

表3 各層指標(biāo)權(quán)重分布

表4 最終權(quán)重分布

4 結(jié)論及討論

本文重點(diǎn)分析了濱海核電廠水源選址過(guò)程中水源地生態(tài)成本及輸水管線鋪設(shè)的生態(tài)成本計(jì)算方法，以福建莆田濱海核電廠為例，以水資源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)成本系統(tǒng)、社會(huì)影響系統(tǒng)、生態(tài)影響系統(tǒng)為架構(gòu)提出濱海核電廠水源選址評(píng)價(jià)體系，并對(duì)該廠址選擇水源。由于不同經(jīng)濟(jì)估算方法計(jì)算的成本差異較大，本文提出的供水生態(tài)成本計(jì)算方法在核電廠水源選址分析是一個(gè)實(shí)踐，建議后期能在其他案例中與其他方法的計(jì)算成果進(jìn)行對(duì)比論證分析。

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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

（責(zé)任編輯：韓 昆）

2013-12-16

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51021006，51279210，50939006）；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（201101016）；國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)（2012ZX07201-006）

彭爵宜（1987-），女，廣東梅州人，碩士生，主要從事水資源綜合規(guī)劃、水資源論證研究。E-mail：jueyi825@sina.com