曹冉冉

（中國(guó)核電工程有限公司，北京 100840）

2020 年，我國(guó)提出“雙碳目標(biāo)”。在此背景下，電力行業(yè)低碳化是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要基礎(chǔ)，其中，核電作為一種清潔且高效的能源，是實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要選擇。

根據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告[1]，截至2022 年12 月31 日，我國(guó)在運(yùn)的核電機(jī)組共55 臺(tái)，2022 年核電累計(jì)發(fā)電量占全國(guó)總累計(jì)發(fā)電量的4.98%，比2021 年上升了2.52%，可見，核電在我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中的占比穩(wěn)步增長(zhǎng)。核電機(jī)組的安全性是核電發(fā)展的關(guān)鍵。

但是，近年來，我國(guó)濱海核電廠發(fā)生了多起冷卻水取水堵塞事件，導(dǎo)致了核電機(jī)組降功率運(yùn)行，甚至停機(jī)停堆。這不僅會(huì)威脅核電機(jī)組的安全性，而且會(huì)影響核電機(jī)組的正常發(fā)電，從而對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失，因此，核電廠冷卻水取水堵塞事件引起了政府部門以及行業(yè)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。

在世界范圍內(nèi)，各地區(qū)的核電站也時(shí)常發(fā)生取水堵塞事件。據(jù)世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)（WANO）統(tǒng)計(jì)，2004年到2015年間核電取水發(fā)生了一百多起堵塞事件，其中有58%是由海洋生物導(dǎo)致的，海洋生物成為影響核電安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要威脅[2]。在引發(fā)取水堵塞的海生物中，魚類是較為常見的，魚類是海洋生物中非常重要的一類，并且魚類具有強(qiáng)游動(dòng)能力，在其生活史的不同階段具有不同的特征。因此，核電廠取水堵塞防控需要重點(diǎn)考慮魚類帶來的影響。

研究通過總結(jié)國(guó)內(nèi)外核電廠冷卻水取水過程中魚類影響事件，分析對(duì)核電取水影響較大的魚類特征，并總結(jié)了我國(guó)典型濱海核電廠周圍海域的魚類資源，加以歸納分析核電取水需要防范的魚類，并給出了核電取水魚類防控措施建議。

1 國(guó)內(nèi)外核電廠魚類影響分析

1.1 卷塞和卷載影響

魚類作為一種游泳動(dòng)物，具有自主游動(dòng)能力，在核電冷卻水取水過程中，可能會(huì)受到卷塞和卷載影響[3]。對(duì)于體型較大的魚類，其進(jìn)入核電冷卻水取水口可能無法通過某些攔截設(shè)施，若沒有及時(shí)被移出濾網(wǎng)、格柵或其他取水?dāng)r截設(shè)備，則會(huì)受到卷塞影響，對(duì)于體型較小的魚類，其可能能夠穿過攔截設(shè)施，從而進(jìn)入核電冷卻水系統(tǒng)里，即會(huì)受到卷載影響。卷塞和卷載效應(yīng)不僅會(huì)影響核電取水安全，也會(huì)造成魚類的損失，因此有必要對(duì)核電取水的魚類影響事件分析和研究。

1.2 國(guó)外核電廠魚類影響分析

國(guó)外核電機(jī)組開始運(yùn)行時(shí)間較早，因此對(duì)于核電取水堵塞事件關(guān)注與研究也比較早。美國(guó)電力研究院（EPRI）曾經(jīng)對(duì)77 個(gè)發(fā)電機(jī)組（包括核、化石和生物質(zhì)電廠）進(jìn)行關(guān)于取水問題的調(diào)研，結(jié)果表明，55%的發(fā)電機(jī)組遇到過生物或雜物影響取水相關(guān)問題，調(diào)研得到的影響取水的因素包括：臺(tái)風(fēng)、冰、樹葉、魚類、大型藻/微型藻、樹枝、水母、貝類、其他等。魚類是影響取水系統(tǒng)安全的重要因素之一，魚類引發(fā)的關(guān)閉機(jī)組2 次，降功率運(yùn)行多達(dá)9 次，這些事件最終導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性和電廠經(jīng)濟(jì)性下降。

世界多個(gè)地區(qū)均發(fā)生過魚類入侵取水系統(tǒng)的事件。在歐洲，影響發(fā)電廠運(yùn)行的取水堵塞事件涉及的魚類包括鯡魚目的魚類，例如黍鯡和大西洋鯡魚，主要是成群的幼魚（體長(zhǎng)50mm～100mm）；還有尖嘴海龍，其游泳能力較弱，容易受到撞擊，在溫暖的淺水季節(jié)性產(chǎn)卵期間，偶爾會(huì)數(shù)量巨大而造成取水系統(tǒng)堵塞，在某些案例中，尖嘴海龍堵塞了冷凝器的管板。在美國(guó)，大量魚類涌入取水口通常與水溫（熱沖擊或冷沖擊）或者水質(zhì)（低溶解氧）劇變有關(guān)。環(huán)境劇變?cè)斐闪酥車~類種群死亡或發(fā)病，通常最易受到影響的是非常脆弱的魚類（比如鯡和鰶等）。在中東和亞洲地區(qū)，也會(huì)發(fā)生與魚類有關(guān)的堵塞事件（比如大群沙丁魚）。

1.3 國(guó)內(nèi)核電廠魚類影響分析

研究統(tǒng)計(jì)了我國(guó)近15 年以來核電冷卻取水發(fā)生過的取水異常事件30 余起，包括堵塞事件及潛在堵塞事件。通過分析可知，引起核電冷卻水取水異常事件的影響因素包括水母、大型藻/微藻、蝦類、魚類、臺(tái)風(fēng)、雜物/垃圾和泥沙[4]。魚類是其中常見且重要的種類，大約占比13%。

代麗等人報(bào)道[5]，2016 年某核電廠取水系統(tǒng)出現(xiàn)了大量康氏小公魚，導(dǎo)致鼓型濾網(wǎng)堵塞，并引發(fā)循環(huán)水泵跳閘。2007 年某核電廠由于小魚小蝦、滸苔等入侵，導(dǎo)致核電機(jī)組發(fā)生降功率事件?？梢?，魚類對(duì)核電取水以及核電機(jī)組運(yùn)行的影響已不容忽視。

通過梳理我國(guó)核電取水魚類影響事件，我國(guó)核電曾發(fā)生過中國(guó)花鱸、康氏小公魚、鱟魚、小沙丁魚和各類仔稚幼魚等引起的冷卻水取水堵塞或異常事件。歸納如下：位于渤海灣附近的H 核電廠在進(jìn)行泵房反沖洗作業(yè)時(shí)，打撈出大量的鱸魚，說明鱸魚通過卷載效應(yīng)進(jìn)入了核電取水系統(tǒng)；位于東海晴川灣附近的N核電廠2014 年發(fā)生過體型較小的魚蝦進(jìn)入取水系統(tǒng)事件，致使海水相關(guān)過濾器壓差上漲、堵塞，現(xiàn)場(chǎng)通過持續(xù)打撈、提高過濾器沖洗頻率、提高鼓型濾網(wǎng)運(yùn)行速度等措施，將小魚蝦清理干凈，取水系統(tǒng)才恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)；同年，該核電廠還發(fā)生過大量鱟魚進(jìn)入取水過濾系統(tǒng)，鱟魚主要是堵塞在細(xì)格柵上，導(dǎo)致細(xì)格柵水位差開始持續(xù)緩慢上漲，在引發(fā)循環(huán)水泵停泵的臨界值前，電廠工作人員通過手動(dòng)打撈，消除了水位差高的問題；2016 年，N 核電廠也發(fā)生過取水過濾系統(tǒng)的反沖洗水槽出現(xiàn)大量康氏小公魚、海地瓜等異物，導(dǎo)致鼓型濾網(wǎng)堵塞，引發(fā)循環(huán)水泵跳閘。據(jù)報(bào)道[6]，小公魚是小型、暖溫性的中上層魚類，個(gè)體不大，產(chǎn)量高，在我國(guó)東、南沿海近岸河口淺水區(qū)有一定數(shù)量的小公魚，小公魚屬中以康氏小公魚產(chǎn)量最大，各階段小公魚體長(zhǎng)約8.5mm～50mm。

另外，通過調(diào)研國(guó)內(nèi)其他核電廠的主要威脅物發(fā)現(xiàn)，位于南海東平灣附近的某核電廠主要威脅物包含小沙丁魚，位于南海北部灣附近的某核電廠主要威脅物包含中華小公魚。

綜上可知，由于小型魚類喜好集群以及小型魚類體長(zhǎng)較小，仔稚幼魚游泳能力較弱，這些特征導(dǎo)致小公魚、小沙丁魚和各類仔稚幼魚非常容易進(jìn)入核電取水系統(tǒng)。

2 典型核電廠取水海域魚類資源分析

研究收集了我國(guó)典型核電廠鄰近海域魚類群落資料，重點(diǎn)關(guān)注魚類優(yōu)勢(shì)種和常見種以及魚卵仔稚魚的情況。

2.1 渤海遼東灣A 核電廠

A 核電廠位于渤海遼東灣附近，2021 年4 月到10月，該核電廠對(duì)附近海域的魚類資源進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果如下：

1.魚類優(yōu)勢(shì)種與常見種：2021 年4 月和5 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有1 種，為焦氏舌鰨；2021 年6 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有4 種，分別為焦氏舌鰨、矛尾蝦虎魚、緋?和鲬；2021 年7 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有1 種，為焦氏舌鰨；2021 年8 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有3 種，分別為黃鯽、斑鯽和焦氏舌鰨；2021 年9 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有2 種，分別為焦氏舌鰨、矛尾蝦虎魚；魚類常見種共有4 種，分別為白姑魚、斑尾刺蝦虎魚、小黃魚、六絲鈍尾蝦虎魚。2021 年10 月，魚類優(yōu)勢(shì)種共有3 種，分別為焦氏舌鰨、小黃魚和白姑魚；魚類常見種共有3 種，分別為六絲鈍尾蝦虎魚、皮氏叫姑魚、棘頭梅童魚。

2.魚卵仔稚魚：渤海主要經(jīng)濟(jì)魚類為鳀、黃鯽、梭魚、小黃魚、藍(lán)點(diǎn)馬鮫等。遼東灣是渤海重要產(chǎn)卵場(chǎng)之一。遼東灣產(chǎn)卵場(chǎng)主要產(chǎn)卵種類為鳀、短吻紅舌鰨、叫姑魚、斑鰶、藍(lán)點(diǎn)馬鮫、赤鼻棱鳀和花鱸等。

2.2 東海三門灣B 核電廠

B 核電廠位于東海三門灣海域附近，B 核電廠于2015～2017 年間對(duì)周圍海域的魚類資源進(jìn)行了調(diào)研，主要結(jié)果如下：

1.魚類優(yōu)勢(shì)種與常見種：春季（2015 年5 月和2016年5 月）漁獲物中魚類優(yōu)勢(shì)種為棘頭梅童魚、焦氏舌鰨、孔蝦虎魚、龍頭魚和六絲鈍尾蝦虎魚；秋季（2015 年9 月和2016 年9 月）漁獲物中魚類優(yōu)勢(shì)種為龍頭魚、棘頭梅童魚、海鰻、皮氏叫姑魚和六指多指馬鲅；冬季（2016 年1 月和2017 年1 月）漁獲物中魚類優(yōu)勢(shì)種為鳳鱭、棘頭梅童魚、孔蝦虎魚、拉氏狼牙蝦虎魚和鮸。

2.魚卵仔稚魚：東海產(chǎn)卵場(chǎng)主要分布在禁漁線附近海域，重要產(chǎn)卵場(chǎng)包括長(zhǎng)江口-舟山水域產(chǎn)卵場(chǎng)、魚山-溫臺(tái)水域產(chǎn)卵場(chǎng)和閩中-閩南水域產(chǎn)卵場(chǎng)。B核電廠位于魚山-溫臺(tái)水域產(chǎn)卵場(chǎng)鄰近水域，魚山-溫臺(tái)水域產(chǎn)卵場(chǎng)主要產(chǎn)卵種類為小沙丁魚、黃姑魚、舵鰹、側(cè)帶小公魚、鮐、帶魚等。在B 核電廠取水海域進(jìn)行四季調(diào)查，魚卵仔稚魚的主要優(yōu)勢(shì)種為側(cè)帶小公魚屬spp.、黃姑魚、拉氏狼牙鰕虎、龍頭魚等。

2.3 東海東山灣C 核電廠

C 核電廠位于東海東山灣海域附近，在2012～2013年，C 核電廠對(duì)周圍海域進(jìn)行了魚類資源調(diào)研，主要結(jié)果如下：

1.魚類優(yōu)勢(shì)種與常見種：2012～2013 年春、夏、秋、冬季調(diào)查海域漁獲物中，春季優(yōu)勢(shì)種為帶魚、二長(zhǎng)棘犁齒鯛、林氏團(tuán)扇鰩、鹿斑鲾、中國(guó)團(tuán)扇鰩；夏季優(yōu)勢(shì)種為白姑魚、短尾大眼鯛、黃斑籃子魚、林氏團(tuán)扇鰩、細(xì)紋鲾；秋季優(yōu)勢(shì)種為林氏團(tuán)扇鰩、六指馬鲅、日本單鰭電鰩、條紋叫姑魚、中國(guó)團(tuán)扇鰩；冬季優(yōu)勢(shì)種為林氏團(tuán)扇鰩、日本單鰭電鰩、條尾燕魟、條紋叫姑魚、中國(guó)團(tuán)扇鰩。

2.魚卵仔稚魚：2012～2013 年春、夏、秋、冬季調(diào)查共鑒定出魚卵15 種，仔稚魚8 種，較為優(yōu)勢(shì)的魚卵種類有鰨科、側(cè)帶小公魚屬、鲉科、鲾科和鯔科等，仔稚魚有斑鰶、側(cè)帶小公魚屬種類。春季出現(xiàn)較多魚卵、仔稚魚，共采集到魚卵6 種，仔稚魚3 種，魚卵以鲾科和鯔科種類為主，仔魚以斑鰶為主。夏季調(diào)查定性和定量樣品共采集到5 種魚卵、5 種仔稚魚，定量樣品中僅采集到4種魚卵，仔稚魚僅在定性樣品中出現(xiàn)。大潮時(shí)的優(yōu)勢(shì)種為鰨科sp.和側(cè)帶小公魚屬sp.，小潮時(shí)優(yōu)勢(shì)種為鰨科sp.和鯡科sp.。秋季和冬季兩航次未采集到仔稚魚，分別采集到魚卵3 種和1 種，主要有鲾科種類等。

2.4 南海北部灣D 核電廠

D 核電廠位于東海東山灣海域附近，該核電廠周圍海域的魚類資源調(diào)研結(jié)果如下：

1.魚類優(yōu)勢(shì)種與常見種：春季漁獲物中，魚類優(yōu)勢(shì)種有褐菖鲉、二長(zhǎng)棘犁齒鯛、短吻鰏、花斑蛇鯔、六絲鈍尾蝦虎魚；夏季漁獲物中，魚類優(yōu)勢(shì)種有二長(zhǎng)棘犁齒鯛、斑鰶、真鯛、黃斑鰏、及達(dá)葉鲹；秋季漁獲物中，魚類優(yōu)勢(shì)種有細(xì)紋鲾、印度鰳、短吻鲾、二長(zhǎng)棘犁齒鯛、彎棘?；冬季漁獲物中，魚類優(yōu)勢(shì)種主要有斑鲆sp.（因個(gè)體太小，分類特征不明顯，故只鑒定到屬）、緋?、細(xì)蛇鯔、六絲鈍尾蝦虎魚、康氏小公魚。

2.魚卵仔稚魚：南海北部海域魚類產(chǎn)卵場(chǎng)分布廣泛，但以近岸海域?yàn)橹饕a(chǎn)卵場(chǎng)所，重要魚類產(chǎn)卵場(chǎng)包括珠江口-大亞灣水域產(chǎn)卵場(chǎng)、粵西雷州半島-海陵島水域產(chǎn)卵場(chǎng)和北部灣近岸水域產(chǎn)卵場(chǎng)。D 核電廠位于北部灣近岸產(chǎn)卵場(chǎng)鄰近水域。北部灣北部海域產(chǎn)卵場(chǎng)主要產(chǎn)卵種類有藍(lán)圓鲹、二長(zhǎng)棘鯛、金線魚、緋鯉、白姑魚、鯛類和鯧類等。

2.5 小結(jié)

我國(guó)典型核電廠附近海域的魚類以近岸性類型為主，大致可分為以下3 種生態(tài)類型：

1.近岸性類型：中小型魚類基本屬于該類型，種類多，分布廣、數(shù)量大，一年四季均有分布，如石首魚科棘頭梅童魚、鳀科的小公魚、舌鰨類、蝦虎魚科、鲉、鯔、鲾?shù)?，其特點(diǎn)是適應(yīng)性和生命力強(qiáng)，繁殖和生長(zhǎng)快，生命周期短，資源易于恢復(fù)。此外，鲆鰈類也多分布于近岸。

2.河口性類型：既有大型魚類，也有中小型魚蝦類，主要有鳀科的鳳鱭、鮨科的中國(guó)花鱸、鯔科的鮻等，其特點(diǎn)是分布廣、生長(zhǎng)快，其中一些是增養(yǎng)殖的種類，也是捕撈對(duì)象。

3.洄游性類型：包括底層性魚類和中上層魚類，多數(shù)為經(jīng)濟(jì)種，底層魚類主要有：石首魚科的小黃魚、大黃魚、白姑魚，鯛科的二長(zhǎng)棘犁齒鯛等；中上層魚類包括鳀科的鳀、赤鼻棱鳀，鯡科的斑鰶，鯖科的藍(lán)點(diǎn)馬鮫等。

3 結(jié)論與展望

基于對(duì)核電廠冷卻水取水魚類影響事件的分析總結(jié)，以及對(duì)國(guó)內(nèi)典型核電廠取水周圍海域的魚類資源調(diào)查分析。得出以下主要結(jié)論，并結(jié)合核電取水海生物防治前沿技術(shù)給出適當(dāng)?shù)聂~類防控措施建議：

1.核電廠應(yīng)每年對(duì)取水口周圍海域的魚類進(jìn)行了調(diào)查，形成魚類調(diào)查數(shù)據(jù)庫，識(shí)別重點(diǎn)防范魚類，并針對(duì)重點(diǎn)防范魚類制定風(fēng)險(xiǎn)月歷，將對(duì)核電廠的取水安全防控措施產(chǎn)生重要的指導(dǎo)意義。

2.核電廠取水設(shè)計(jì)方面可以針對(duì)重點(diǎn)魚類的防范和保護(hù)進(jìn)行魚類回流通道或魚類回流系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

3.核電廠也可采用驅(qū)離技術(shù)進(jìn)行核電取水魚類防治，針對(duì)重點(diǎn)防范魚類，開展電驅(qū)離技術(shù)、聲驅(qū)離技術(shù)、光驅(qū)離技術(shù)、氣泡幕技術(shù)等將魚類驅(qū)趕至遠(yuǎn)離核電取水口位置。