核电站的“风水”
我们常说，所有重大工程的选址都有一个从宏观布局到微观落位的复杂过程，核电项目也不例外。一座核电站从规划到建成，其历时之长，耗资之巨，动用人力之多，不可胜道。核电是实实在在的大国超级工程，因此建在哪里显得尤为重要。所以，为核电站选择一个优良厂址的重要性就显现出来了。正如民众买房子时要考虑通风、采光、交通等条件，甚至是藏风聚气、荫庇后昆一样，核电站也要看“风水”。
当然，这里所说的“风水”并不是封建迷信，而的的确确是“风”和“水”的条件，其所代表的是核电站选址所要考虑的周围土地和水资源、地质、地形、地震、海洋和陆地水文、气象、人口等历史资料和实际情况。
在展开说明这些“风水”条件之前，我们时时刻刻不能忘记的就是核安全准则。选择适合建造核电站的厂址，是核电工程的第一个环节，也是核电安全管理的起点。选址至少必须考虑到三方面的影响：
●厂址所在区域对核电厂的影响。
●核电厂对厂址所在区域的影响。
●人口分布的影响。
时刻牢记核安全，我们就可以开始逐一辨析纷繁复杂的“风水”条件了。概而言之，主要包含以下九大因素：
一是地理位置和地形地貌条件。这是一个核电厂址最为直观的特征。地理位置直接影响着与周边城镇的相对关系、工程取排水、交通通达性等诸多因素，地形地貌则很大程度上决定了核电厂建筑布局和工程建设时的难易程度，以开阔平坦、有一定的地势高度为宜。
某核电厂原始地形地貌
二是地震地质与岩土条件。大地的稳定是保障核电工程安全的重要基础。因此，选址人员对地震地质条件的考察（包括诱发地震可能性）是十分全面的，既要在空间上识别从厂址区域内逐步拓展到厂址附近范围的大地构造、主要断裂带等，也要在时间上认识过去已形成的断裂带并拓展到判断新构造运动的趋势，以确保现在和未来，核电厂址都可以在地基均匀、稳定的位置上“稳坐钓鱼台”。
旧金山大地震曾造成严重破坏
汶川地震纪念碑
强烈地震及其次生灾害会对核电站造成严重威胁。2011年3月11日，日本福岛附近的东日本9.0级超强地震，由地震引发海啸所致的福岛核电站事故造成了广泛性的环境影响，余波至今仍未散去。除此之外，1999年9月21日，我国台湾南投县集集镇发生7.6级地震。地震发生时，位于台湾岛北部的金山、国圣等三座核电机组自动停堆，台湾岛南部的马鞍山核电站因配电设施受损而降功率运行。因此，面对破坏力巨大的地震，核电站只好选择“惹不起，躲得起”的策略。
地震地质示意图
大量资料证实，地震的发生与断层活动有密切关系，尤其是中强以上地震，与活断层的关系更为明显。大地震延断层造成的错动，是一般工程措施难以防御的，因此避开活动断层是第一选择。
核电选址就像是拿着放大镜观察饼干上的裂缝一样，逐一判断每条断裂带上的地震活动情况。在我国，需要参照现行《中国地震动参数区划图》选择地壳相对稳定的区域。核电厂址通常要选择在地震动峰值加速度＜0.3g（约相当于8级地震，g为重力加速度）的区域，要求方圆150公里范围内不能有活动断层，在厂址5公里范围内不能有能动断层或指向场址方向的能动断层。
隔震支座及闭锁装置
而如果我们发现了一个各方面条件都极其优秀的核电厂址，而它恰好位于地震动峰值加速度＞0.3g的区域内该怎么办呢？这样的厂址通常会在选址阶段被“枪毙”掉，但是，核电设计人员也有方法让它“起死回生”。研发人员设计出了一种安装在核岛基础底部的隔震支座及闭锁装置，当发生中小型地震时，装置处于锁紧状态，避免核岛产生较大位移；当发生超大地震时，装置自动打开，通过高阻尼的隔震支座延长核岛自振周期，从而达到隔震目的。在试验中，这个类似于汽车防抱死系统（ABS）的装置能够使反应堆的抗震能力提升到0.7g。
与靠数字说话的地震条件相比，地质岩土条件相对好理解一些，主要是为了判断地层岩石的承载力。花岗岩、石灰岩、火山碎屑岩……不同的岩石岩性不同，有的绵软，有的坚硬，有的脆弱易碎，有的韧性十足。我们当然要选择足够“强壮”的基体来作为核电站基底。此外，还要判断厂址及周边范围是否存在明显的沉陷、滑坡、泥石流等地质作用。
核电基岩样本
断层、断裂带和地震带
地球从内到外由地核、地幔和地壳三部分组成。地壳位于地球的表层，当地壳受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造就叫做断层。由许多断层组成的地带，就称为断裂带。地震带是地震震中集中分布的地带，一般是活动性很强的地质构造带。从世界范围看，环太平洋带和从印度尼西亚向西北经缅甸、喜马拉雅山、中亚细亚到地中海是两个最显著的地震带，分别称为环太平洋地震带和喜马拉雅-地中海地震带。大洋中的海岭也是经常发生地震的地带，不过海岭上的地震强度较前两个地震带弱。中国地处全球性的两个大地震带交会的部位，是一个多地震的国家。
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法国韦科尔山系的断块山风光
岸边的水位测量计
三是工程水文条件。沿海厂址普选阶段关注的水文特征包括潮汐、潮流、波浪、泥沙、水温、盐度、岸滩稳定性、海啸及其他可能极端灾害天气等。我国建立了较为完善的海洋监测系统，沿海分布的大量海洋观测站就成为我们认识海洋水文特征的“眼睛”。做了这样全方位的“体检”还不够，秉持着谨慎的设计原则，选址工作会把一切不利因素组合起来，构想出一个极端的情景。例如，核电厂址区域原本坐落在一个不会被水淹没的位置，我们称其为基准设计静水位，某个时间恰好遇到了历史罕见的天文大潮，不巧此时台风风暴潮正在经过，再加上大风大浪的影响。在这种情景下分析得出的“厂址设计基准洪水位”，不应低于有水文记录或历史上的任何一次最高洪水位。这将成为决定场坪标高的重要依据，从设计的角度确保核电厂不会被淹没。
核能发电常被调侃为换了一种方式“烧锅炉”，两台百万千瓦级核电机组每年的淡水需求量约300万立方米，循环冷却水水量大约为140立方米/秒。那么“锅炉”中的水从何而来，排往何处？这就要考虑陆域水文条件和取排水条件，一般需要调查厂址区域的气候、降水、河流径流、城市中水水量等因素，以及核电厂与海域的相对位置关系，以便确定核电的取排水选择。优选远离饮用水源和水环境保护区，还要满足水域升温的要求，否则经历过核电站内部“旅行”的冷却水带着一定的温度排进水域当中，会对水生生物环境造成潜在的影响。随着技术的发展，海水淡化也可以提供核电厂所需要的淡水，从而保护我们珍贵的陆域淡水资源。
福建某核电厂址附近水下地形及取排水方位示意图
台风风暴潮
由于剧烈的大气扰动，如强风和气压骤变（通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统）导致海水异常升降，使受其影响的海区的潮位大大地超过平常潮位的现象，称为台风风暴潮。
四是气象条件。说“风水”，道“风水”，气象很大程度上就代表了核电选址中“风”的因素。通常要考察地区域气象条件包括气温、相对湿度、降水、日照和蒸发量、风向风速等，以及龙卷风、热带气旋、大风、暴雨等极端气象，为的是排查并避免气象灾害，并确定厂址地区满足放射性物质大气弥散条件要求。这些数据会来自当地的气象站，而在当地气象资料缺乏或需要精度更高的气象数据时，核电选址团队还会在区域内投资建立自己的气象观测站，经历一年甚至更长时间的气象观测，积累数据资料。
五是电能送出条件。我们总是能在世界企业500强排行榜的前列看到国家电网和南方电网，正是我国四通八达的“大电网”成就了其企业规模。核电站作为电力系统的一分子，也必须接入这个互联互通的电网中。因此，需要考虑电网接线、电力负荷及电源规划情况。平时核电站兢兢业业地发电上网，启动、检修、备用等关键时候也免不了请电网输电来“江湖救急”，也就是要确保所连接的电网能够为核电站提供正常运行和安全所需的厂外电源。
某核电气象观测站
电力传输过程示意图
六是交通运输条件。如果把核电比作能源“心脏”，那么与核电厂址相连的公路、铁路、水路就像是维系这颗心脏的血管。核电站建设需要成千上万的物资和设备，如第三代核电“国和一号”的一台蒸汽发生器高约24米，相当于8层楼那么高，重达800吨，这样一台体量惊人的设备还必须一体成型，而非使用拼装的方式建造，其运输问题将十分令人头疼。同时，核电站运行阶段需要运输新燃料、乏燃料和固体废弃物等，一旦发生核事故，还需要满足应急撤离的需要。因此，核电选址要考虑到现有、规划公路、水路、铁路等运输条件满足设备运送，燃料运输和应急需要，特别是蒸汽发生器这样的“大件”运输需要。如果你关注中国航天，一定知道“长征5号”为什么被称为“胖五”，她的腰围（5米）要比同族兄弟们（3.35米）大了不少，其中很大程度上就是因为她的发射场地位于海南文昌，拥有更宽松的海运运输条件。其实，这也是核电站更倾向于选址在沿海地区的原因，便利的海运条件将为核电站建设省掉一大笔为了“大件运输”而支付的公路改建费用。
某核电厂大件道路规划
美丽的自然环境
七是自然生态与环境条件。要使核电厂址与周围环境相适应，尽可能避免或减小对周围自然、社会环境及其城镇、工业、土地、水域等规划的影响。例如，要考察厂址附近的海洋功能区划、近岸海域功能区划，一定厂址范围内是否有自然保护区、水产种质资源保护区、水产资源重点保护区、风景名胜区和文物保护单位等。特别需要注意的是，核电选址几乎不会占用基本农田。我们国家既要拥有强劲的能源“心脏”，也一定会把“饭碗”端得稳稳当当。
八是环境影响。为了确保核电站的安全性，选址工作此时变成了“套圈游戏”，一方面，核电站应建在人口密度较低，区域人口密度较小的地区，工作人员会围绕厂址中心划出几个圈，需要基本达成半径1公里以内无自然村，5公里内（规划限制区）无万人以上人口中心，10公里范围内无十万人以上城镇，60公里范围内无百万人以上城镇。另一方面，要对核电站厂址一定范围内的外部人为事件进行鉴别，大型油、气、化学危险品贮存库，机场，航线，军事设施都有属于潜在的危险因素。尽管在中国发生类似于“911恐怖袭击”的事件概率很低，但中国目前的第三代核电站都将抵御大型商用飞机恶意撞击作为一项安全指标考虑了进去，优化了核岛的结构设计和强度，而在选址阶段，远离航线、远离机场也是对这一安全指标考虑的体现。
九是场外应急条件。在核电选址阶段，主要考察的因素包括：厂址一定范围内的居民点分布和人口数量，厂址附近的公路条件为核事故应急撤离提供可靠保证，厂址附近具有掩蔽条件的场所条件，地方通信网络满足应急通信要求，以及是否存在外部人为事件对核电厂构成潜在危害。尽管三代核电机型已不需要场外应急，但出于审慎原则在选址阶段同样需要关注这一问题。
核电站选址要求十分苛刻，前文提到自然环境、社会经济条件更是“五花八门”，在调查这些因素、条件的时候，动用的手段可谓是“八仙过海，各显神通”，卫星照相、航空测量、地面测量、地下勘探、大气扩散试验等“十八般武艺”都已成功应用。如今，核电选址人员还在积极探索新方法、新工具，在环境调查工作中保障安全，提升效率。
核电选址中的数字化手段
