邯峰發(fā)電廠水源置換工程可行性分析

段愛國

(邯鄲市水利水電勘測設計研究院 056005)

1 邯峰電廠用水現(xiàn)狀

邯峰發(fā)電廠位于邯鄲市峰峰礦區(qū)義井鎮(zhèn)，裝機總容量為252kW，一期工程2×66kW燃煤發(fā)電機組，已于1999年投入運行，二期2×60kW超臨界空冷機組已通過論證。目前，該廠年發(fā)電量接近80億kW·h，有效地緩解了河北南部電網(wǎng)用電緊張局面。邯峰發(fā)電廠原計劃兩期工程均取用地下水，其中已建的第一期工程年取用水量1311萬m3，水源地在峰峰礦區(qū)王鳳鎮(zhèn)。王鳳水源地共有深井15眼，目前一期工程一般開6眼左右，平均每眼機井出水量400m3/h。二期工程運行后，年平均用水總量約2200萬m3(0.7m3/s)，全部取用地下水需要9～10眼井方可滿足全廠需水量。

2 水源地概況

王鳳水源地屬黑龍洞泉域。泉域位于河北省邯鄲市西南部，總面積2404km2。黑龍洞泉域區(qū)地下巖溶水最低溢出口就是峰峰礦區(qū)黑龍洞泉群。泉域1956～2002年多年平均降雨量為559.3mm，多年平均可供地下水資源量為12.69m3/s;而泉域現(xiàn)狀實際開采量達到14.23m3/s(含泉群溢出量)，超出泉域多年平均地下水資源量1.54m3/s，已明顯處于超采狀態(tài)。該泉域近年來出現(xiàn)了地下水位明顯下降、泉水斷流、污水回灌局部污染地下水質等現(xiàn)象，嚴重威脅著邯鄲市及泉域內200萬居民的飲水安全和身體健康;且泉域內的優(yōu)質巖溶地下水，作為電廠的生產用水，水資源配置極不合理，應對泉域的優(yōu)質水源進行保護。

3 水源置換工程方案

針對邯峰電廠的用水問題，綜合考慮區(qū)域內地表水、地下水水源及已有供水工程系統(tǒng)的分布情況，擬利用躍峰渠引漳河地表水供給邯峰電廠，置換目前電廠取用的泉域巖溶水，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。水源置換工程充分利用已有的躍峰渠供水系統(tǒng)實現(xiàn)自流供水，需要新建連接躍峰主干渠與邯峰電廠中繼泵房凈水池之間管道2.1km和部分取水設施。連接工程采用兩排DN600預應力鋼筋混凝土管和部分鋼管;工程規(guī)模相對較小，投資較省。

4 置換水源可供水量及保證程度分析

該水源置換工程水源為漳河水，通過大躍峰渠涉縣臺莊渠首引清漳河、濁漳河兩河之水。大躍峰渠1976年建成，渠道實際引水能力為25m3/s，主要效益為農業(yè)灌溉和非灌溉季節(jié)調水給邯鄲市工業(yè)和城市用水。根據(jù)1981～2006年的引水統(tǒng)計資料，多年平均引水量2.142億 m3，年最大引水量4.268億 m3(2006年)，年最小引水量0.653億m3(1982年)。引水渠引濁漳河水多年平均退入臺莊渠首水量為0.846億m3，年最大為1.528億 m3(2006年)，年最小0.287億m3(1985年)。

4.1 清漳河來水分析

水源置換工程引水渠首清漳河臺莊上游有匡門口水文站，具有1956～2005年實測和天然年徑流資料，考慮到1970年以后水利工程建設及用水變化實際情況，采用兩個天然系列1956～2005年、1971～2005年和一個實測系列即1971～2005實測系列，分別統(tǒng)計得出天然年徑流長短系列和實測短系列的統(tǒng)計特征值，見下表。

匡門口水文站年徑流系列統(tǒng)計成果表

通過1956～2005年和1971～2005年長短兩個天然年徑流系列統(tǒng)計特征值的對比分析可以看出，長短系列計算結果接近?？紤]到1970年以后上游的水利工程已建成，兩岸各年引水情況已相對穩(wěn)定，同時流域平水、偏枯及枯水年份增多，選用1971～2005年系列更符合實際情況。為了更能夠直接客觀地推求現(xiàn)狀條件上游來水量，本次簡化了由實測到天然再由天然扣除上游用水到現(xiàn)狀來水的計算環(huán)節(jié)，而直接采用匡門口水文站1971～2005年實測徑流系列進行來水量分析(見上表)。

4.2 電廠可利用水量及保證程度分析

該工程將優(yōu)先考慮目前躍峰渠沿途農業(yè)灌溉用水后進行水源置換，剩余水量向東武仕水庫輸水供邯鄲市的城市工業(yè)用水。

4.2.1 電廠可利用水量分析

根據(jù)匡門口水文站1971～2005年實測徑流系列資料分析，清漳河平均年徑流量2.64億m3，是該工程年引水量(為2200萬m3)的12倍;50%、75%、97%保證率年徑流量分別為19270萬m3、10280萬m3和6120萬m3，為該工程年引水量的2.8～8.7倍。若按白芟渠多年平均退水量及現(xiàn)狀近10年1997～2006年沿途灌溉年均1644萬m3考慮，從年水量分析，均能夠滿足該工程引水量。

4.2.2 保證程度分析

由于該工程供水單位邯峰發(fā)電廠年內需水相對穩(wěn)定，而上游來水存在年內季節(jié)性變化，甚至枯季斷流現(xiàn)象，為此，需對供水保證程度作進一步分析。75%、97%保證率年份分別選用1992年和2000年作為典型年，依據(jù)清漳河設計的逐日平均流量與相應白芟一、二道渠逐日平均退水量疊加之和扣除農灌用水后作為河道來水量，在考慮渠道引水能力后，作為渠道來水量與該工程需取水量進行比較?？紤]保持目前農灌用水，則灌溉季節(jié)75%、97%保證率年份引漳地表水不能完全滿足電廠需水要求，按設計取水規(guī)模分別有66天和99天不能滿足供水要求，需取用王鳳水源地地下水水源作為補充。這樣既能保持目前農業(yè)用水狀況不受影響，又可最大限度減少泉域地下水開采量，且能充分滿足邯峰電廠用水。

5 供水工程運用原則及保障措施

此次設計從水資源優(yōu)化配置角度考慮，以漳河地表水置換黑龍洞泉域王鳳水源地地下水。在非特枯年份躍峰渠引漳水在考慮目前的農灌用水后優(yōu)先保障邯峰發(fā)電廠用水，特枯年份優(yōu)先供給邯峰發(fā)電廠，近期在枯水期和枯水時段通過與王鳳水源地聯(lián)合調度保障電廠供水，遠期考慮在索井溝建雙合水庫調節(jié)其流域徑流及引漳水，最終實現(xiàn)完全置換電廠取用的泉域地下水。

6 結語

邯峰發(fā)電廠水源置換工程是黑龍洞泉域的水資源配置和保護工程，且是保障邯峰電廠用水的供水工程，利用躍峰渠引漳河水為邯峰電廠提供充足的水源置換當?shù)氐叵滤?，有利于保護黑龍洞泉域地下水資源，恢復和改善泉域內的地下水環(huán)境，從而實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，有效地保護泉域內邯鄲市羊角鋪水源地的水源安全，保障邯鄲市及泉域內居民的生活飲用水安全;同時保障邯峰電廠的正常供水并降低其用水成本;因而盡早盡快實施泉域內的水源置換工程，對促進區(qū)域水資源的可持續(xù)開發(fā)利用和社會、經濟、環(huán)境的健康穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展具有積極意義。