肥城市礦井水綜合利用探索

趙忠科，李艷卉

（肥城市水利局，山東肥城271600）

肥城市礦井水綜合利用探索

趙忠科，李艷卉

（肥城市水利局，山東肥城271600）

山東省肥城市當(dāng)?shù)厮Y源供需矛盾突出，因此，在積極推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的同時(shí)，充分利用當(dāng)?shù)氐V井水資源豐富的條件，適度擴(kuò)大礦井水的開發(fā)利用規(guī)模，對(duì)于減少地下水開采，緩解水資源供需矛盾等具有重要的意義。

肥城市；礦井水；綜合利用；水資源

肥城市位于山東省中部，泰山西麓，隸屬于泰安市，全市水資源總量2.63億m3，人均占有水資源量271 m3，僅為全國(guó)人均占有量的12.9%。目前，地下水是肥城市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的主要水源。肥城市煤田位于肥城盆地北部，總面積106 km2，主要有12座煤礦，目前有3座已經(jīng)封井或停采，剩余大部分礦井服務(wù)年限在2020年以后。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，肥城市礦井水年均抽取量為3 423萬m3，但直接利用率較低，除在灌溉季節(jié)沿河群眾直接從河道內(nèi)提水灌溉和礦井附近少量工業(yè)企業(yè)回用外，大量礦井水排入?yún)R河。因此，在積極推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)的同時(shí)，充分利用當(dāng)?shù)氐V井水資源豐富的條件，適度擴(kuò)大礦井水開發(fā)利用規(guī)模，對(duì)于減少地下水開采，緩解水資源供需矛盾，促進(jìn)地下水環(huán)境修復(fù)等具有重要的意義。

1　肥城市水資源供需分析

1.1需水量

1）居民生活需水量。2015年，肥城市居民生活需水量為2 340萬m3。預(yù)測(cè)2020年肥城市居民生活需水量為2 898萬m3。2）生產(chǎn)需水量。生產(chǎn)需水量包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)及建筑業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)總需水量，即國(guó)民經(jīng)濟(jì)第一、二、三產(chǎn)業(yè)總需水量。預(yù)測(cè)2020年在50%、75%、95%保證率下生產(chǎn)需水量分別為3.13億m3、3.15億m3、3.15億m3。3）生態(tài)環(huán)境需水量。2015年，全市生態(tài)環(huán)境需水量為1 350萬m3。預(yù)測(cè)2020年全市生態(tài)環(huán)境需水量為1 500萬m3。根據(jù)上述預(yù)測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)2020年在50%、75%、95%保證率下全市總需水量分別為3.57億m3、3.59億m3、3.59億m3。

1.2供水量

1）常規(guī)水源的供水量。常規(guī)水源的地表水可供水量主要來源于水庫(kù)、塘壩等水體提供的水量。根據(jù)山東省和泰安市實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度的要求，結(jié)合地表水資源總量情況綜合分析，在50%、75%、95%保證率情況下，地表水可供水量為6 800萬m3、6 800萬m3、4 992萬m3。2）非常規(guī)水源的供水量。非常規(guī)水源的可供水量主要為污水廠處理回用水量、礦井排水利用量和雨洪水資源利用量。2015年，全市非常規(guī)水源可供水量4 100萬m3。預(yù)測(cè)2020年全市非常規(guī)水源可供水量為6 300萬m3。根據(jù)上述地表水、地下水、外流域調(diào)水、非常規(guī)水源可供水量的預(yù)測(cè)，肥城市在50%、75%和95%保證率情況下可供水量均為3.25億m3，預(yù)測(cè)2020年在50%、75%、95%保證率情況下的可供水量分別為3.63億m3、3.63億m3、3.44億m3、。

1.3供需平衡分析

根據(jù)需水量預(yù)測(cè)、可供水量預(yù)測(cè)成果，不同保證率下水資源供需平衡分析計(jì)算成果見表1。

由表1知，2020年在“開源節(jié)流”等措施的共同作用下，在75%保證率情況下基本能實(shí)現(xiàn)供需平衡，在95%保證率情況下仍有部分缺水。需要指出的是，未來一個(gè)時(shí)期全市水資源總量不足的狀況并不能徹底改變，需通過進(jìn)一步提高用水效率和多種水源優(yōu)化配置，特別是提高礦井水的利用率，來緩解肥城市水資源供需矛盾。

表1　肥城市水資源供需平衡分析計(jì)算成果表

2　礦井水綜合利用方案及總體布局

2.1綜合利用方案

根據(jù)肥城市煤礦礦井水的排放和利用的現(xiàn)實(shí)情況，以及水利工程建設(shè)布局，依據(jù)對(duì)礦井水開發(fā)利用中形成供水“水源節(jié)點(diǎn)”方式的不同，總體上可以將礦井水綜合利用劃分為“直接供水”和“攔蓄供水”兩種開發(fā)方案。其中，直接供水開發(fā)利用方案是把煤礦礦井水排放點(diǎn)直接作為供水“水源節(jié)點(diǎn)”，通過肥城市現(xiàn)有輸、調(diào)水工程或者新鋪設(shè)管道、開挖明渠等，利用泵站輸送至水庫(kù)、水廠調(diào)蓄處理后，再向工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水戶，以及潛在的用水戶供水的礦井水開發(fā)利用方式。攔蓄供水開發(fā)利用方案，則是通過在煤礦礦井水向河道排泄的適當(dāng)位置上修建攔河閘、攔河壩等攔蓄工程，攔蓄礦井水，把攔蓄的礦井水作為供水“水源節(jié)點(diǎn)”，然后再利用現(xiàn)有的輸、調(diào)水工程或新鋪設(shè)管道和泵站輸送至水庫(kù)、水廠進(jìn)行集中調(diào)蓄處理后，向工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水戶，以及潛在的用水戶供水的礦井水開發(fā)利用方式。

在綜合考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的條件下，結(jié)合“直接供水”和“攔蓄供水”兩大供水方案的優(yōu)缺點(diǎn)，西部、中部礦區(qū)采用直接向工業(yè)企業(yè)供水方案，東部礦區(qū)采用攔蓄利用生態(tài)補(bǔ)水方案。

2.2總體布局

西部礦區(qū)，在繼續(xù)利用魯中能源煤礦礦井水的基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大鑫國(guó)煤礦礦井水利用規(guī)模。在行政區(qū)劃上魯中能源煤礦隸屬于石橫鎮(zhèn)，鑫國(guó)煤礦隸屬于湖屯鎮(zhèn)。在礦井水的排泄去向上，鑫國(guó)煤礦通過湖屯河最終排泄至匯河，而魯中能源煤礦排出的礦井水已經(jīng)被利用，向石橫電廠和特鋼廠進(jìn)行了供水。魯中能源公司已在魯中能源煤礦區(qū)域內(nèi)修建了水處理廠，采用高密斜板澄清技術(shù)處理礦井水，處理后能達(dá)到再生利用工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，通過管道輸送至趙莊水庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)蓄后再向石橫鎮(zhèn)工業(yè)供水。石橫鎮(zhèn)工業(yè)排出的污水進(jìn)入康匯污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)一處理，處理后排放至匯河，供周邊農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水。

中部礦區(qū)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)白莊煤礦和新陶陽煤礦向高新區(qū)工業(yè)生產(chǎn)供水。在行政區(qū)劃上，白莊煤礦和新陶陽煤礦隸屬于湖屯鎮(zhèn)，在礦井水的排泄去向上，白莊煤礦和新陶陽煤礦分別通過湖屯河和大中皋河最終排泄至匯河。對(duì)中部的白莊煤礦、新陶陽煤礦排出的礦井水的開發(fā)利用，在其礦井水的排出口建設(shè)泵站，通過泵站提取礦井水，利用管道輸送至群將湖水庫(kù)進(jìn)行調(diào)蓄。在進(jìn)入群將湖水庫(kù)前，為了保證水質(zhì)滿足用水要求，規(guī)劃在群將湖水庫(kù)的上游新建一處沉淀池，在進(jìn)入水庫(kù)之前先進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀、絮凝等處理，然后再進(jìn)入群將湖水庫(kù)進(jìn)行調(diào)蓄。后經(jīng)已建的群將湖水庫(kù)凈水廠進(jìn)行處理，再利用已建管道向高新區(qū)的工業(yè)企業(yè)供水。對(duì)于高新區(qū)工業(yè)企業(yè)排出的污水，排放至肥城市污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)一處理后，一部分沿著河道自流進(jìn)入康王河，一部分通過泵站輸送至龍山河，供沿途及城市景觀和生態(tài)用水。

東部礦區(qū)暫不考慮礦井水向工業(yè)生產(chǎn)供水，而是通過河道攔蓄來實(shí)現(xiàn)對(duì)康王河生態(tài)補(bǔ)水。在辛屯村的西部月莊河與拾屯河交匯處的下游修建一處攔河壩，攔蓄聚源煤礦和興楊煤礦排出的礦井水，從而形成“水源節(jié)點(diǎn)”。利用攔河壩的調(diào)蓄作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)康王河上游的生態(tài)補(bǔ)水，來維持和保障周邊水利風(fēng)景區(qū)和河道生態(tài)的用水。

3　建議

一是加強(qiáng)礦井排水的水量水質(zhì)監(jiān)測(cè)力度，為后續(xù)工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)；二是對(duì)肥城內(nèi)礦井水、再生水及雨洪水等非常規(guī)水源開發(fā)利用進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，綜合利用；三是結(jié)合引汶、引黃及現(xiàn)代化水網(wǎng)工程建設(shè)，加強(qiáng)多水源聯(lián)合調(diào)度，推進(jìn)實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理制度建設(shè)，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水需求。

（責(zé)任編輯鄭繼勝）

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1009-6159（2016）-09-0043-02

2016-04-21

趙忠科（1988—），男，助理工程師