再论山东海阳核电厂厂区标高和厂区护堤设计标准的确定

董胜宪

(华东电力设计院，上海 200063)

1 概述

山东海阳核电厂位于山东省海阳市大辛家镇东南约4km的犄角状半岛上，西北距海阳市中心约22km，西南距青岛市区约103km。半岛向东南方向伸入黄海，面积约3km2，有冷家庄、董家庄等村庄。半岛东犄角为草岛咀岬角，西端为鹁鸽岚岬角，两岬角间距4km。鹁鸽岚西面沿岸是大片浅于1m的沙质浅滩，北至辛家港口门，南至鹁鸽岚西缘，面积1.5km2，南面为黑石头礁石区，并以浅滩形式向西南方延伸，其5m等深线距岸边约2km，波浪容易在这里破碎，经常形成条状的白浪区。草岛咀东面是深水区，5m等深线几乎就在岸边，西面1km处是大埠圈渔码头。半岛东南面海域为核电厂取排水区，5m等深线距岸边约500m。半岛东西两侧为呈对数螺线形的典型沙质海湾。草岛咀以东为琵琶口湾，乳山河在此湾东北部入海，鹁鸽岚北侧有留格河注入湾内。

山东海阳核电厂规划建设容量为6×1000MWe级核电机组，并留有再扩建两台的可能性。厂区一次规划，分期建设。一期工程建设规模为2×1000MWe级核电机组。

一期工程的第一台核岛机组已于2008年7月29日进行负挖，2009年9月份浇灌第一罐混凝土，目前按照计划正在有条不紊地施工中，首台机组计划2014年正式投入商业运行。

2 厂区标高的确定

核电的发展在许多国家已积累了丰富的经验，但在我国由于核电工程建设的数量还不多，经验还不够丰富。许多建设标准和规程、规范尚不健全。因此核电厂厂区标高和厂区护堤设计标准确定的合理与否，不仅可以节省大量资金，而且将直接影响到整个核电厂的工期。

山东海阳核电厂厂址拟建在向海突出，犄角状海岬地形的半岛东部，厂址三面环海，在综合研究了各种条件，认为厂区设计地坪标高应该按照HAD101/09《滨海核电厂厂址设计基准洪水的确定》的原则，根据核电厂设计基准洪水位(DBF)和有关专业设计要求综合考虑。本次厂址竖向规划原则为与核安全有关的厂址区域的地坪标高按 “干厂址”的概念确定，即与核安全有关的厂区地坪设计标高高于包括波浪影响的设计基准洪水位(DBF)；为方便厂区排水和防止核岛区积水，其他区域根据实际情况适当放坡；施工区地坪设计标高高于百年一遇洪水位。

设计基准洪水位DBF由10%超越概率天文高潮位，可能最大风暴潮增水和波浪的影响组成。

根据水文专业资料，海阳核电厂不包括波浪影响的设计基准洪水位为6.21m；核电厂包括波浪影响的设计基准洪水位为7.96m。

根据导则HAD101/09的规定，通过分析比较并根据海阳核电厂厂址地形地貌特点，结合厂区土石方工程，厂区核安全有关的厂区地坪设计标高取值为：包括波浪影响的设计基准洪水位加可能最大台风浪的影响+裕度(取0.44m)为(7.96m+0.44m)，即8.40m；为方便厂区排水和防止核岛区积水，其他区域根据实际情况适当放坡，地坪平均设计标高取值8.10m；厂区护堤设堤顶道路与厂区道路相连，与护堤相连的厂区道路采用城市型道路，道路中心标高为7.90m，故护堤堤顶标高(即堤顶道路标高)与厂区道路一致，取为7.90m。

3 厂区护堤设计标准的确定

华东电力设计院设计的山东海阳核电厂厂区护堤，是该厂区的重要附属工程，是目前我国最长的电厂护堤。厂区护堤总长5904m(陆域部分除外)，开工时间在2005年10月18日，历时施工期19个月，已于2007年5月25日完工。

根据我国堤防部门的有关要求和《堤防工程设计规范》GB50286-98，厂区护堤按照防洪标准为1级堤防，厂区护堤堤顶道路上的设计活载按《公路工程技术标准》JTGB01-2003公路-Ⅱ级考虑。厂区护堤轴线全长5904m(陆域部分除外)，沿厂址外围海滩面-2.50m～1.00m等深线布置，由外侧堆石小棱体与护堤本身两部分组成。堤顶标高7.90m，宽度8.00m，厂区护堤的堤顶设置防浪墙。护堤堤脚底宽约32.70m～43.20m。设环行路用作厂区景观道路和与大件码头的衔接。护堤外坡直接承受波浪和潮汐的作用，采用钢筋混凝土栅栏板与扭王块等防护块体；内侧跟进回填，与厂区连成整体。

根据海阳核电厂海域地理环境，厂区护堤共分为11个区段，由厂区护堤各个堤段所处的位置分别确定设计潮位和设计波浪标准。

厂区护堤护面结构根据各个堤段确定的设计潮位和设计波浪要素的标准分别设计，最终根据厂区护堤模型试验的结果进行优化。

厂区护堤护面结构在不同的堤段采用不同的结构形式，防浪墙也采用不同的高度，以节省工程投资。

由于山东海阳核电厂厂区护堤所处的位置上下起伏地形较为复杂，因此厂区护堤总的施工原则是严格按照设计图纸施工，对于护堤局部犬牙交错段，厂区护堤中心线不能改变，护堤中心线以外突出部分，按照设计图纸施工必须清理到位，总的原则是厂区护堤边坡前后左右应对齐，而且要考虑到今后护面结构块体的摆放以及防浪墙的施工，对照厂区护堤纵剖面图，与周围及两侧相协调。厂区护堤施工单位是中港第一航务工程局第二工程公司，由北京中水科工程总公司进行监理。

山东海阳核电厂厂区护堤由业主组织，经过验收小组现场检查，已于2007年5月31日通过验收。该工程质量符合规范及设计要求，《港口工程质量检验评定标准》(JTJ221-98)，该工程质量等级为优良。

竣工资料符合相关规范和业主程序《竣工报告的编制规则》、《工程竣工文件的整理与归档》(土建部分)的要求，竣工资料完整、准确、真实。

山东海阳核电厂厂区护堤自从完工验收后，至今4年多时间，已经历了数次大潮汛和风暴潮的直接考验，厂区护堤和护面结构基本完好，完全达到了原来的设计要求。

4 关于地震海啸

2011年3月11日，日本遭到9.0级强烈地震，引发了大海啸，遇难人数超过1.58万人。重创了日本东海岸地区，并造成福岛第一核电站的核泄漏事故。

福岛第一核电站的核泄漏事故 ，给日本人民的生命和财产造成了巨大的损失，引起了世界上的广泛注意。事故发生后不久，德国政府就宣布，关闭所有现在已运行的核电站，停止今后对核电站的新建和开发。

我国政府部门也高度重视，3月16日，温家宝总理主持召开国务院常务会议，对国内核电发展做出四项决定，其中最重要的是立即组织对我国核设施进行全面安全检查，严格审批新上核电项目，以及抓紧编制核安全规划，调整完善核电发展中长期规划。会议强调，在核安全规划批准之前，暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。

国家核安全检查团全面检查投运与在建核电站。4月15日 ～8月5日，由环境保护部(国家核安全局)、国家能源局等多部门联合组织的国家民用核设施综合检查团，对我国在役和在建核电站进行了全面安全检查。检查团参照国际原子能机构所颁布的最新安全标准，对核电厂防洪抗震能力、严重事故预防和缓解、环境监测和应急体系有效性等11个领域进行综合检查。

事故发生后的一段时间里，我国各家电视台都争相转播了福岛第一核电站核泄漏的受灾情况。中央电视台当时请了一位环境保护方面的核专家做节目，据他介绍日本这次地震引发的大海啸浪高最高高度达到约12m。从核安全角度来讲，他说如果当初在确定福岛第一核电站厂区地坪标高时，抬高12m就可以避免此次事故的发生。按照他的说法，撇开厂址地坪与周围环境不协调不说，沿海核电厂岂不是建在山上更安全。但他有没有想过，按照能量守恒定律，这样的核电厂循环水补给水的运行费用也是相当惊人的。

根据东北电力设计院按照某一滨海核电站2×1000MWe级工程实例，将原来汽机房的凝汽器水室顶标高由14.10m降至7.03m，需要厂房整体(或者凝汽器局部)下降7.07m(也就是说循环水泵的扬程相差7.07m)。考虑到主辅机情况、设备检修及管道布置等因素，采用汽轮机房整体下降7.50m方案，中间层与厂坪齐平。工程初期投资增加约2926万元，而节省的运行费用高达2040万元/年，不到两年既可回收投资。按照核电站设计寿命60年计算，总共可以节约运行费用11.95亿元(减去初期投资增加的约2926万元)，其经济效益是相当可观的。

福岛第一核电站的核泄漏事故发生后没几天，山东海阳核电厂的有关人员就打电话给我，表示了他们对地震海啸的担忧，同时也透露了国家核安全检查团全面检查投运与在建核电站的信息。并向我了解原来在设计山东海阳核电厂厂区标高和厂区护堤时的一些原始数据和资料以应付国家核安全检查团检查。

当然山东海阳核电厂厂区标高和厂区护堤的设计标准不是一个人决定得了的，凝聚着我们所有参与者的辛劳和智慧。是经过多次专家们的评审，由上级有关部门审批以后才最后决定的。

虽然以后由于种种原因，我们院没有继续再做山东海阳核电厂工程，但作为前期工作的参与者，我时时刻刻都关心着山东海阳核电厂的施工进程。

海啸又称为地震海啸。它是有发生在海底的地震、火山爆发或陡岸滑坡所引起的海水剧烈波动。这种波动以长波向外传播。海啸波的能量很大，所到之处，会给沿岸的各种设施和人民的生命财产造成严重的损害。

海啸主要是由海底地震引起的，但不是所有的海底地震都能引起海啸；根据我们国家的权威机构研究表明，只是较强的地震且具备以下条件才能造成海啸。

⑴地震要发生的海底且伴有地壳的大范围急剧升降。

⑵地震强度在里氏6.5级以上且震源深度小于80km。

⑶地震海区的水深要足够深，一般要在1000m以上。

⑷工程海区的水深在几米到几十米范围内的，不具备产生地震海啸的条件。

我们国家海洋环境预报中心近年来在全国范围内做了海啸调查。值得注意的有如下的结论：不是每次地震都能引起海啸。中国的专家曾考证过发生在我国近海的几次大地震，如1969年7月18日发生在渤海的7.4级海底地震；1975年2月4日辽宁海城的7.3级地震；1976年7月28日河北唐山的7.8级大地震以及1988年11月10日发生在北部湾的5.0级地震，沿海验潮站都没有记录到明显的地震海啸波。有历史记录以来中国大陆沿海所记录到的唯一的一次地震海啸是1992年1月4日～5日发生在海南省的地震海啸。

1900年以来发生于黄海和东海6级以上的地震有40余次，但在黄海与东海沿岸都未产生海啸。资料分析表明，1960年以来发生在太平洋，尤其是西北太平洋的几次大地震(1960年5月22日智利大海啸，1972年1月25日台湾火烧岛以东海中8级地震，1968年5月16日日本本州岛以东海中8.1级地震)，青岛港验潮仪记录上，都没有海啸波的反映。总之，越洋海啸对中国沿海的影响是很小的，主要原因是受日本、琉球、台湾、菲律宾、印尼诸岛和浅海大陆架的保护。越洋海啸进入中国沿海后能量衰减很快，不足以引起灾害。如1960年5月22日智利大海啸，在传入日本时，波高达到7m以上，但传至长江口，波高只有20～30cm。因此在确定山东海阳核电厂厂区地坪标高时没有考虑海啸的影响。

山东海阳核电厂在检查期间顺利通过了国家核安全检查团的全面检查，专家们没有发现重大的安全隐患。

另外根据大亚湾核电站的分析结果，在广东沿岸海区没有调查到近区海啸涌浪的历史资料。大亚湾核电项目的分析结果认为，远地海啸在大亚湾产生的最大波动不会超过38cm，防城港和钦州湾以及附近海区，距离太平洋更远，而且由于雷州半岛和海南岛的阻碍作用，远地海啸在这些海域产生的最大波动只能小于38cm，因此，在北部湾海域的海啸远小于因台风等天气过程造成的增减水效应，从不利条件的组合来看，在设计厂址地坪标高时可以不考虑海啸的影响。这也是我国某权威机构研究报告的结论意见。因此在这里我顺便插一句，广西白龙核电厂在确定厂址地坪标高时也没有考虑海啸的影响。

5 结语

我们国内有一些人，总是认为核电厂的建造，牵涉到核安全，标准越高越好。广西白龙核电厂在做初步可行性研究报告时，厂址设计基准洪水位为：10.77m(85国家高程基准)，在做可行性研究报告时，厂址设计基准洪水位就改为：13.47m(85国家高程基准)，一下子就提高了2.7m。至今也让我百思不得其解。核电厂厂区标高和厂区护堤设计标准的确定对工程量造价影响很大，由于核电厂安全性的要求，滨海核电厂厂区标高原来就比一般比常规火力发电厂厂区标高要高出很多。单从厂区的土方平整，工作量就要比常规火力发电厂高出许多。现在厂区标高一下子又要抬高2.0m～3.0m，可想而知土方工程量又会增加不少。

我们在做核电厂工程时，采用的原始基本数据，厂址设计基准洪水位是一个非常重要的数据，怎么说改就能改了呢，真是不可思议。我们站在核安全的角度上，不可否认安全应该是放在第一位的，但同时我们也不能拿国家的钱当儿戏。对于我们具体搞工程的人来讲，也要节约国家的每一个铜板。核电厂厂区标高和厂区护堤设计标准确定的合理与否，不仅可以节省大量资金，而且将直接影响到整个核电厂的工期，因此应该引起各方面的重视。

综上所述，沿海核电厂在确定厂区标高和厂区护堤设计标准时，无可非议安全是首要的。但另外还需要考虑到厂区的土石方平衡和循环水补给水的运行费用以及核安全厂房的地质条件等诸多因素，综合平衡比较以后才能最后作出决定。

[1]HAF10，核电厂厂址选择安全规定 [S].

[2]HAF102，核电厂设计安全规定[S].

[3]HAD101/09，滨海核电厂厂址设计基准洪水位的确定[S].

[4]核电规划工作手册(第一卷)[K].北京：电力工业部规划计划司，1994.

[5]核电建设前期工作规程规范汇编[G].北京：电力工业部规划计划司，1996.12.

[6]董胜宪.海滨电厂厂区围堤及贮灰场围堤堤顶标高设计标准探讨[C].1987年全国第四次水工专业会议交流资料，1987.

[7]山东海阳核电厂工程设计基准洪水位和设计低水位分析报告[R].青岛：中国海洋大学，2005.

[8]山东海阳核电厂工程厂区护堤断面模型试验报告[R].南京：南京水利科学研究院，2005.

[9]广西沿海核电初步可行性研究阶段海洋水文专题研究报告[R].广州：中国科学院南海海洋研究所，2005.

[10]董胜宪.山东海阳核电厂厂区标高和防波堤堤顶标高的确定[J].核电工程与技术，2006(4).

[11]董胜宪.山东海阳核电厂厂区护堤设计标准的确定[J].核电工程与技术，2009(2).

[12]刘向明，裴育峰，龙建.核电站汽机房降标高布置技术经济分析[J].电力工程技术，2011(1).