阜蒙縣鐵礦礦區(qū)水資源合理利用探討

付彥偉

（遼寧省阜蒙縣日廟鎮(zhèn)政府水利站，遼寧 阜蒙123105）

在遼寧省阜新蒙古族自治縣(下文簡稱“阜蒙縣”)北部8個鎮(zhèn)，建有鐵礦27座，所有鐵礦礦區(qū)地下水資源均為貧乏區(qū)，直接影響礦區(qū)周邊農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的基本用水。伴隨人口的持續(xù)增長，水資源日趨枯竭，已演變?yōu)橐粋€較為嚴重的生態(tài)問題。通過對阜蒙縣鐵礦礦區(qū)調(diào)查，分析水資源利用現(xiàn)狀，找出水資源存在問題，探討鐵礦礦區(qū)地下水資源恢復、利用措施，為鐵礦礦區(qū)水資源可持續(xù)利用和社會可持續(xù)發(fā)展提供基本對策。

1 概 況

1.1 鐵礦礦區(qū)分布

阜蒙縣鐵礦礦區(qū)主要分布在柳河南支流南部、繞陽河上游、大凌河的牤牛河支流東部，涉及阜蒙縣北部8個鎮(zhèn)，鐵礦礦區(qū)分布見表1。

1.2 開采方式及水土流失現(xiàn)狀

阜蒙縣鐵礦石屬于淺層礦脈，礦脈深度在2~56 m，開采方式以露天開采為主，以井采為輔。由于開采鐵礦石，造成水土流失嚴重，開礦增加水土流失面積212.8 km2，水土流失模數(shù)4 100～6 350 t/（km2·a）。各礦區(qū)開采方式及水土流失情況見表2。

2 對水資源的影響

2.1 地下水開采量大

阜蒙縣鐵礦石多為露天開采，由于多年開挖下切，地下水位隨之下降，同時為了開采礦石作業(yè)，施工排水量大；井采也需要疏干排水，大量地下水補給被排除。按2013年調(diào)查分析，鐵礦礦區(qū)年排除地下水2 051.6萬m3。這類無節(jié)制的開采形式已深深地損害了礦區(qū)地下水的環(huán)境，耗費了巨量的地下水資源。

表1 阜蒙縣鐵礦礦區(qū)分布情況表

表2 阜蒙縣鐵礦礦區(qū)開采方工及水土流失情況表

2.2 鐵粉加工用水量大

阜蒙縣鐵礦鐵粉加工年生產(chǎn)能力135.7萬t，按DB21/T1237—2003《遼寧省行業(yè)用水定額》4 m3/t計算，現(xiàn)狀年用水量542.8萬m3。

2.3 水資源補給能力下降

水資源補給能力下降主要是4個原因：1）由于鐵礦區(qū)地下水超量開采，水源補給不到位，近20年鐵礦主要需求量大，開采活動加快，造成鐵礦區(qū)地下水開采量逐年上升，地下水形成漏斗，補給量不能滿足開采量，礦區(qū)周邊河流已經(jīng)斷流；2）由于開礦造成水土流失，水源涵養(yǎng)條件遭到破壞；3）地下水含水層的補給、排泄條件受損，地下水位持續(xù)下降；4）由于開礦造成自然氣候環(huán)境惡化，局地氣候受到影響，降水量逐年變少，20世紀50—70年代該地區(qū)平均年降水量為465.7 mm，近20年平均年降水量為411.4 mm，平均降水量減少13.2%。降水量的銳減從整體上減少了地下水的補給來源，并使礦區(qū)地下水直接補給總量下降。礦區(qū)地下水喪失了巨量的補給源，造成地下水位呈逐年下降的態(tài)勢。

2.4 水污染嚴重

礦井周邊污染水源的因子主要有微量無機物、懸浮顆粒和有機物等，同時，攜帶的菌群增多。阜蒙縣精鐵粉加工多用水選法，尾礦水排入河道，造成地表水嚴重污染，同時流入下游，地表水與地下水轉換，造成地表水、地下水二次污染?，F(xiàn)今主要運用生物接觸性氧化方案加以污水處理，污水經(jīng)處理達標后便可循環(huán)用于礦井生產(chǎn)作業(yè)，然而，僅極少數(shù)礦井處理污水后可滿足這一用途。所以，如何提升礦井周邊污水的循環(huán)使用效率依然是今后水資源發(fā)展所面臨的重大課題。

2.5 地面下沉

近年來，鐵礦區(qū)地下水資源開采愈發(fā)頻繁，使地面下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)成為必然，所帶來的相關經(jīng)濟損失不可估量。即便礦區(qū)地表未有在建工程項目，但是，假若地面的下沉欠均勻，同樣會使水管道發(fā)生形變，甚至裂斷。影響地下水資源。

3 鐵礦礦區(qū)水資源合理利用的措施

3.1 建立排水、用水措施

為有效地緩解鐵礦礦區(qū)地下水超采、補給不足的不良局面，健全開采管理機制，實行開采規(guī)范化、有序化、制度化的管控措施，減少地下水開采量，力求用最少的地下水量獲取最大化的鐵礦資源開采量。主要措施包括：1）礦山排水與精鐵粉水選相結合，有效利用排水減少新水用量；2）采取鐵粉精選方法，可采用磁選法、化學劑選法，節(jié)約用水量在70%以上；3）最大程度利用循環(huán)水，在尾礦下游建立蓄水池或采用一次性凈化設備，凈化水質(zhì)，再次利用中水；4）采取封閉采礦區(qū)地下水措施，在采礦區(qū)周邊建立地下水隔離帶，如帷幕注漿、土工膜防滲、化學固結隔離等措施，有效地減少疏干排水。

3.2 加快改善地下水蓄積條件

阜蒙縣鐵礦地下水基本形成漏斗，已經(jīng)造成區(qū)域地下水貧乏，甚至枯竭，必須采取治理對策，為地下水蓄積創(chuàng)造條件。1）按建設項目水土保持方案要求落實各項治理措施，大力實施水源涵養(yǎng)林建設，改善礦區(qū)及周邊環(huán)境，按水利部水土保持效益規(guī)范分析，5年后蓄水效益需水量達到374.6萬m3；2）采礦區(qū)完成采礦的礦坑已占總量的63%，利用剝離的碎石、土料回填，孔隙大，可及時接納降水蓄水，上面蓋上一定厚度的土壤，可以栽植樹木，即可蓄水又能改善環(huán)境，初步估算廢棄礦坑回填后，蓄積地下水量1 103萬m3。

3.3 有效利用礦井水改善居民基本用水

鐵礦區(qū)礦井水水質(zhì)pH值一般在7～8之間，符合國家飲用水行業(yè)標準。針對礦區(qū)周邊居民基本用水困難問題，采用凈化措施，承擔居民基本用水，通過過濾、消毒和沉淀等措施，達到基本用水標準。根據(jù)用途不同，采用的方法不同，處理后的礦井水分別用于居民生活飲用水、農(nóng)田灌溉水、熱網(wǎng)供水等，解決由于采礦帶來的水資源短缺問題。

3.4 強化礦區(qū)水資源保護工作

礦區(qū)由于特定的生產(chǎn)條件，既要發(fā)展經(jīng)濟，同時更要強化水資源保護。1）一定要守住水資源開發(fā)利用紅線，采取法律手段、經(jīng)濟手段、政策手段、管理手段控制地下水開采量，建立機制、健全制度，采取應對措施強化礦區(qū)水資源管理與保護；2）在既治標又治本上保護礦區(qū)水資源，既要嚴格控制用水量，又要嚴格守住排污控制紅線，避免礦區(qū)周邊及下游基本用水污染，各有關行政主管要嚴格執(zhí)法，突出水資源保護成果；3）擴大礦區(qū)水資源防護范圍，劃定礦區(qū)水資源保護區(qū)，在保護區(qū)大力開展水源涵養(yǎng)活動，加強植被建設、蓄水設施建設、向礦區(qū)引水工程建設及管理設施建設等。

3.5 實施礦區(qū)水資源優(yōu)化配置

開展逐礦水資源優(yōu)化配置規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮采礦排水、生產(chǎn)用水、生活用水、環(huán)境用水。1）解決礦區(qū)本區(qū)域水資源配置，平衡采礦排水與生產(chǎn)用水關系，合理綜合利用，保障職工生活用水；2）解決礦區(qū)周邊居民基本用水配置，在利用礦井水做為基本用水同時，考慮礦區(qū)外的水源，保障居民生活用水；3）礦區(qū)外調(diào)水配置，對較大礦區(qū)水源條件不能滿足需求時，考慮調(diào)水經(jīng)濟礦區(qū)用水和礦區(qū)周邊居民用水；4）完善水資源評價體系，水資源優(yōu)化配置的前提是全面完善區(qū)域水資源評價，按需求與可能，搞好年用水時程分配，統(tǒng)一分配、科學協(xié)調(diào)、合理調(diào)度，為實現(xiàn)礦區(qū)水資源合理開發(fā)利用提供保障。

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