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象，提出利用機(jī)會成本法、市場價格法及恢復(fù)/防護(hù)法計算核電廠取水過程產(chǎn)生的生態(tài)成本，以此量化工程對生態(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價體系。分析結(jié)果表明：是否考慮生態(tài)因子對評價結(jié)果排序有一定的影響，考慮生態(tài)因子的方案計算結(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］。如何評價和選擇淡水水源是水源選址工作的重中之重，但國內(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)階段開展核電廠水源選址評價方法及標(biāo)準(zhǔn)研究對我國核電事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

基于我國核電廠的地理位置分布特點，本文選取濱海核電廠為研究對象，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)影響程度大小的計算方法，該方法在福建莆田濱海核電水源選址過程的實踐表明：基于生態(tài)成本核算的濱海核電水源選址評價系統(tǒng)計算結(jié)果能夠證明理論分析的合理性，可提高水源選址評價結(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、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)包括有無工農(nóng)業(yè)爭水問題、水質(zhì)狀況、取水設(shè)施和輸水干線長度［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)成本及對其他同水源取水戶的影響補償成本；社會影響因子為候選水源是否符合國家用水政策、地方水行政主管部門及業(yè)主意愿等［4］。這些因子主要從用水角度分析供水水體對核電廠取水的滿足程度，忽略了取水工程建設(shè)對生態(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、社會接納程度和生態(tài)系統(tǒng)影響才能更全面評價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。水源工程對生態(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)影響和輸水過程生態(tài)影響。生態(tài)系統(tǒng)對人類的意義在其服務(wù)價值，而價值的宏觀度量以貨幣表示，因此，可采用經(jīng)濟(jì)學(xué)方法估算不同過程中生態(tài)系統(tǒng)造成的價值損失，分別為水源地生態(tài)成本（WC）、輸水生態(tài)成本（TC）。通過這兩項成本總和值比較可得出不同水源工程對生態(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)價值具有間接性、隱秘性和長期性，加上水資源的非商品性，要對水資源的生態(tài)服務(wù)價值做出定量評估比較困難［7-8］，此外，不同取水量對水體的水文調(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。核電廠從水庫取水后，對水源地生態(tài)系統(tǒng)的影響主要是減少水庫水量后降低水庫在凈化環(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濕地、湖泊大系統(tǒng)，對水庫用水戶取水產(chǎn)生的生態(tài)價值變化的研究較少，且核電廠取水量相對水源水量小，其取水對生態(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)計算核電廠取水量較小下對水庫生態(tài)環(huán)境功能造成的價值損失，不僅計算過程繁瑣，且對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求較高。為避免上述計算困難，可通過機(jī)會成本法計算水庫受用戶用水影響造成的生態(tài)價值損失。

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

式中：WC為水源地生態(tài)成本；E1為單位補水量的經(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］計算。

減少氧氣釋放量形成的生態(tài)成本采用市場價格法核算，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)成本價格，元；E2為氧氣修正價格，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)費用法進(jìn)行核算，公式為：

式中：P2為輸水管線對沿線植被破壞造成的土壤侵蝕現(xiàn)象的恢復(fù)費用；E3為攔蓄泥沙工程投資費，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。

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

3 實例應(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)計年取水量約45萬m3。運行期設(shè)計年用水量約60萬m3。

根據(jù)工程設(shè)計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個水庫，以A、B、C、D標(biāo)記該4個水庫，并對這4個水庫分別計算輸水管線成本、輸水生態(tài)成本和農(nóng)業(yè)補償額［11-12］。水庫的基本情況見表1［13］。

表1 4個水庫的基本情況

3.2 水源選址評價體系就莆田核電具體情況建立如下評價系統(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)、社會系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)，對每個準(zhǔn)則層繼續(xù)分解成各個子準(zhǔn)則層（如表2），子準(zhǔn)則層共有9個指標(biāo)，方案層為各候選水源。

3.3 評價結(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)主重點考慮之一，因此，第二位是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，社會系統(tǒng)的因子起著指導(dǎo)水源選擇工作開展的作用，權(quán)重要大于生態(tài)系統(tǒng)。利用層次分析法計算上述評價體系內(nèi)各指標(biāo)的權(quán)重，經(jīng)過專家咨詢后采用Saa?ty標(biāo)度比較兩兩指標(biāo)之間的權(quán)重，具體見表3。

經(jīng)計算有如下4個水庫最終權(quán)重分布，如表4。

評價系統(tǒng)（“考慮生態(tài)影響的評價結(jié)果”）計算得出的排序結(jié)果對應(yīng)各水庫的優(yōu)先度，數(shù)據(jù)越大，對應(yīng)該水庫的優(yōu)先度越大。如表4顯示各水庫的最終權(quán)重排序為：水庫A＞水庫B＞水庫C＞水庫D，因此，A水庫作為核電廠供水水源較其他水庫合適，次之為B水庫，然后是C水庫，最后是D水庫。利用相同方法對水源進(jìn)行水資源、經(jīng)濟(jì)、社會三個系統(tǒng)的評價分析，結(jié)果如“未考慮生態(tài)影響評的價結(jié)果”，權(quán)重排序為：水庫A＞水庫C＞水庫B＞水庫D。對比4個水庫基本情況，在經(jīng)濟(jì)及生態(tài)成本上，A水庫的總成本顯著大于其他3個水庫。在水資源條件對比上，A水庫優(yōu)于其他水庫，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，并與核電廠運行期的供水保證率一致，同時還不存在用水戶之間的矛盾。而其他水庫要通過擴(kuò)容建設(shè)才能滿足核電廠的用水要求，不僅有經(jīng)濟(jì)成本還有時間成本。因此，理論分析和計算結(jié)果說明，A水庫比其他水庫更適合作為供水水源。兩種條件下B、C水庫排序相異，說明生態(tài)因子對評價結(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)評價法對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水庫條件變化不適合用作水源時，應(yīng)優(yōu)先考慮B水庫，而非C水庫，同時輔助其他備用水源。

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

本文重點分析了濱海核電廠水源選址過程中水源地生態(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價體系，并對該廠址選擇水源。由于不同經(jīng)濟(jì)估算方法計算的成本差異較大，本文提出的供水生態(tài)成本計算方法在核電廠水源選址分析是一個實踐，建議后期能在其他案例中與其他方法的計算成果進(jìn)行對比論證分析。

［1］ 郭有，李達(dá)然，賁岳.內(nèi)陸核電水源供水保證率選?。跩］.水利水電技術(shù)，2011（12）：9-11，15.

［2］ 趙家敏.濱海核電廠淡水水源［J］.山東電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報，1999（4）：99-102.

［3］ EJ/T1127-2001，核電廠廠址選擇基本程序［S］.

［4］ 邱靜，黃本勝，馬瑞，等.核電廠用水合理性分析及體會［J］.水資源管理，2011（17）：35-39.

［5］ 鐘淋涓，方國華，國延恒.水資源、社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境相互作用關(guān)系研究［J］.水利經(jīng)濟(jì)，2007（5）：4-7.

［6］ 馬乃喜，惠泱河.生態(tài)環(huán)境保護(hù)理論與實踐［M］.西安：陜西人民出版社，2002.

［7］ 王女杰，劉建，吳大千，等 .基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的區(qū)域生態(tài)補償——以山東省為例［J］.生態(tài)學(xué)報，2010，30（23）：6646-6653.

［8］ 甘月云，金輝，陳星，等 .水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價——以常熟市陶蕩面為例［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（40）：10994-10995.

［9］ 趙同謙，歐陽志云，王孝科，等.中國陸地地表水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值評價［J］.自然資源學(xué)報，2003，7（4）：443-452.

［10］ 陳寧，張健，譚浩瑜.用機(jī)會成本法計算生態(tài)環(huán)境供水經(jīng)濟(jì)效益［J］.河海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006（9）：583-586.

［11］ 鄭海霞，張陸彪.流域生態(tài)服務(wù)補償定量標(biāo)準(zhǔn)研究［J］.環(huán)境保護(hù)，2006（1A）：42-46.

［12］ 代小平，陳菁，褚琳琳，等.農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)讓補償額綜合測算方法研究［J］.節(jié)水灌溉，2010（10）：66-71.

［13］ 徐志俠，彭爵宜，王冰，等.福建莆田小型堆高科技示范工程水資源調(diào)查分析和水源比選報告［R］.北京：中國水利水電科學(xué)研究院，2013.

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

國家自然科學(xué)基金資助項目（51021006，51279210，50939006）；水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目（201101016）；國家水體污染控制與治理科技重大專項（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