第一作者简介：张宁（1973—，辽宁沈阳人，给排水高级工

程师。

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（上接第38页）

启动时间而要求的）。随着水泵技术、自控技术的进

步，有效容积可以减小。对于新建排水泵站，抽升能

力及集水池有效容积确定时也应考虑上述因素。下穿

立交设计汇水量应考虑20%左右的客水。

根据一般原则，泵站集水池最低水位应保证水泵

叶轮吸水的水位，一般为叶轮所在水位线。近年来普

遍采用潜水排污泵，该类排污泵的电动机不得露出水

面，故泵站集水池最低水位应根据电动机允许露出的

水面高度确定。

2.6污水处理厂规模和效率

城市污水集中处理，便于管理、运行成本低，但

是所铺设的进出水管道距离长、埋深大、投入大。在

污水厂建成后几年内，由于收水量不足，造成设备闲

置浪费，且中水回用时，所铺设中水管线线路长、投

入大，不便于中水推广利用。建议采用集中与分散相

结合的方式建设污水处理厂。在居住区集中或有集中

工业大用户时，可在排水量为2~3万m

/d时建设1座

分散式污水处理厂。污水厂进水总管应铺设双线，污

水厂分期建设时，2条进水管应首先铺设，并合理设

置闸槽井，以便相互切换。在各污水厂收水管网的适

当位置设连通管（直接连通或污水厂事故排水管与其

他管网连通），以便合理分配水量，或在事故时互相

调剂水量。污水厂设计时还应预留污泥处置。

2.7污水管道的充满度

污水管道是按非满流设计的，保证管道内的设计

水深的方法就是靠抽升泵站的抽升。污水抽升泵站的

最高控制水位也应该是设计充满度水位。因此泵站按

最高控制水位抽升是保证管道内设计水深的关键。但

现实中多数地区污水泵站的抽升考虑到节约电费、减

少水泵的启动次数或人为因素等原因，不开启足够数

量的水泵，不按最高控制水位抽升，导致应抽升的水

不抽升，使整个管网处于满水状态，超过了设计充满

度，甚至有的检查井内的水位接近路面。这样做一方

面使管道内的流速减小，管道内容易淤积堵塞；另一

方面由于集水池内水位超过设计最高水位，使格栅起

不到拦污作用，大量漂浮物进入泵房，使水泵叶轮堵

塞、磨损；再者由于检查井内水位较高，使得用户线

支管接头施工无法进行。因此泵站必须及时抽升，防

止管道充满。

2010年第4期张宁，刘月，郭喆：城市管线综合竖向设计的原则和方法

网进行调整，直至在高程上的交叉全部调开。再确

定管径较大的热力管线、给水管线以及污水压力管

线的高程。这些管线虽然都是压力管线，但大管径

管线的上弯、下弯需要较大的空间。污水压力管线

输送的介质为污水，容易沉淀堵塞，要尽量避免较

多的弯曲；管径较大的热力管线、给水管线以及污

水压力管线的高程确定要优先于小管径的热力管线

及给水管线。 大管径的热力管线、 给水管线以及污

水压力管线的高程确定后， 同样利用计算机检查各

点的交叉情况， 如有不满足要求的地方， 进行调整。

最后对小管径的热力管线、 给水管线进行调整、 检

查、 确定。

4 管线综合竖向设计中应注意的其他问题

1）在进行管线综合竖向设计时要与各专业设计

人员密切配合。 设计人员要对各种管线的规划线位、

管径、 坡度走向、 控制点以及道路高程等条件非常

清楚。 如应知道哪些点的高程能调整， 哪些点的高

程不能调整； 哪条管线可以抬高或降低， 哪条管线

的高程不能抬高或降低； 哪条管线的坡度可以加大，

哪条管线的坡度可以减少。 污水管线、 雨水管线的

坡度与流量有关， 故坡度基本上不能改变， 而热力

管线和给水管线的坡度则可以根据需要相应调整。

如果污水管线下游的出口高程已经确定， 那么污水

管的的高程就不能再降低了。 给水、 热力等管线为

压力管线， 高程上调整的余地就比较大。

2）交叉点的处理需要综合考虑设计合理性、 工

程造价、 施工工艺等各方面因素。 比如在设计中遇

到的一处污水支线与雨水线的高程交叉。 处理这一

交叉可采用2种方法。 一是降低污水支线高程。 如交

叉点位于整条污水管线的上游， 降低高程， 则整条

污水管线的高程都要随之降低， 工程造价大大提高。

二是污水支线在这一点做倒虹处理。 虽水力条件不

是很好， 但工程造价会节省很多。 所以在设计中应

综合考虑。

3）有一些交叉点， 管道可以通过， 但不能满足

垂直净距的要求。 在这种情况下可以通过采取局部

混凝土满包、 增加套管、 局部更换高强度管材等措

施来保证管线的安全。

4）有一些管线的竖向交叉可以通过调整管线或

检查井的平面位置得以解决。 比如有的污水检查井

上下游有跌水， 一条给水管线与该污水管线相互交

叉。 给水管线在该检查井上游通过时， 两管线之间

的垂直净距不满足要求； 适当调整污水检查井的位

置或给水管线的线位， 使给水管线在该污水检查井

下游、 污水管道较深的一侧通过， 就可以满足管线

之间的垂直净距的要求了。

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核废料为什么不丢到火山 中国核废料处理程序严格 运输路线经详细分析

核废料：向安全处理迈进

在当前全球低碳发展的趋势下，掌握先进的核能技术将成为一个国家核心竞争力的标志。但发展核能，必须坚持安全第一的根本方针，确保消除对公众健康和环境产生严重影响的放射性物质外泄。对核废料的处理，是其中重要的一环。

高放核废料挑战人类处理能力

核废料按物理状态，可分为固体、液体和气体3种；按比活度又可分为高水平(高放)、中水平(中放)和低水平(低放)3种。中低水平核废料主要来自核电站在发电过程中产生的具有放射性的废液、废物，占到了所有核废料的99%；高放核废料因为其具有高度放射性，俗称为高放废料。

按照国际原子能机构的规定，对已产生的核废料分类收集，分别贮存和处理。尽量减少容积以节约运输、贮存和处理的费用。核废料最好以稳定的固化体形式贮存，以减少放射性核素迁移扩散。

国际原子能机构对于核废料的处理和处置要求很严，并要求各国遵照执行。安全、永久地处理核废料有两个必需条件，最重要的条件是要安全，能够永久地将核废料封闭在一个“容器”里，并保证数万年内不泄漏出放射性。要找到一种能够在几万年内，都经受得住放射线辐射的物体，一直是科学家努力的方向。

此外，还要寻找一处安全、永久存放核废料的地点。这个地点要求物理环境特别稳定，长久地不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山、爆炸的冲击。实验证明，在花岗岩层、岩盐层以及粘土层可以有效地保证核废料容器数百年内不遭破坏。

目前最安全的办法是深埋

核废料的处理，国际上通常采用海洋和陆地两种方法处理核废料。一般是先经过冷却、干式储存，然后再将装有核废料的金属罐投入选定海域4000米以下的海底；或深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料处理库中。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等一些国家因幅员辽阔，荒原广袤，都准备采用陆地深埋法。

高放废料则含有多种对人体危害极大的高放射性元素。这些高放射性元素的半衰期长达数万年到10万年不等，如果不能妥善处置将会给当地环境带来毁灭性影响。上个世纪的冷战期间，原苏联出于成本等因素考虑，将核武器工厂产生的高放废料直接排入了附近的河流湖泊中，造成了严重生态灾难。位于著名的原子能城车里雅宾斯克旁边的加腊苏湖，曾经是野生动物的乐园，如今却因受到核废料污染变成了一潭死水。俄罗斯环保专家称，该湖的生态环境在未来十几万年内都无法得到恢复。

有人提出了“冰盖处置”的设想——把高放废物放置在南极或北极的冰盖上，由高放废料本身产生热量融化冰层，使废料桶最后沉到冰层底部，从而被永久隔离。但是由于冰盖路途遥远，冰盖的地质演化具有不确定性，这种方法也没有进入实际操作。还有科学家提出将核废料抛入深海沟等方法。但实现起来都有困难。目前，世界上公认的最安全可行的方法就是“深地质处置”方法，即将高放废料保存在地下深处的特殊仓库中永久保存。

我国核废料处理程序严格

由于核废料的半衰期有的长达数万年，因此，在选择处置库时，必须确保其地质条件能够保障处置库至少能在10万年内安全。

中核集团核工业北京地质研究院副院长王驹等专家认为，中国在核废料的运输方面有一套严格的运输程序和保障体系。首先，核废料将被装入特殊的罐状运输容器，这种容器可以有效屏蔽辐射，运输核废料的火车车厢和汽车也必须经过特殊改装。其次，在选择运输路线时，有关部门将对沿途的道路、桥梁和沿线的地形、环境等因素进行详细分析比较，选择出最安全的线路。

高放射性核废料处置库又是一项耗资巨大的工程，以美国为例，其尤卡山核废料处置库工程预算达437亿美元。北欧国家瑞典为了建设核废料处置库也花费了200多亿元人民币。我国计划在2030—2040年完成处置库的建设。在核废料处置库建成之前，所有的高放射性核废料都暂存在核电站的硼水池中。(记者冯永锋)

背景资料

目前，世界上约有12万吨高级核废料，而且每年正以7200吨的速度增长。美国是世界上最大的核废料国家，有5万吨左右；欧洲和亚洲分别有3.5万吨左右。

芬兰在翁卡洛启动建设计划能够容纳100年的核废料，保存时间至少为10万年。翁卡洛的建设总成本达33亿欧元，将从2020年起开始储存来自芬兰核电厂的核废料。

美国内华达州尤卡山核废料地下存储场所的评估已经花费了美国政府150亿美元，但奥巴马在2010年将该计划束之高阁，并任命了一个委员会来重新审查该问题。

法国计划从2025年起在布雷储存核废料，但存储设施的建设工作仍未展开，该项目还处于公众论证阶段，预计建设工作将于2017年启动，耗资350亿欧元左右。资料显示，截至2010年末，法国存储的各种核废料的体积达到132万立方米，预计到2030年核废料的体积将增加一倍，达到270万立方米。其中，高放核废料的体积为2700立方米，所占比例仅为0.2%。然而这些高放废料的放射性在核废料总放射性中所占比例却达到96%。

2012年5月，日本政府发布报告称，每年核废料处理费用超过1100亿日元(约合88亿元人民币)。日本政府将核燃料的处理费用，以电费上调的方式，分摊到国民头上。

英国隆尼沼泽很可能建设为英国核废料保存地。肯特郡政府已经向居民寄发出数封信件，询问是否愿意将自家后院变为英国第一个核研究和核废料处理中心。

中国从1986年开始研究探索核废物地质处置。2003年公布了《放射性污染防治法》，规定高放废物要集中处置；2006年科技部等部门共同制定了《高放废物地质处置研究开发规划指南》，制定了一个三阶段的策略——从现在到2020年选择处置库的场址，建成地下实验室；从2020年到2040年依托地下实验室，开展现场实验；2040年开始建造处置库，到2050年建成处置库。届时可以接收核废物，开始正式运行。