對(duì)蘇打水建設(shè)項(xiàng)目水資源論證實(shí)例分析

欒曉燕

(齊齊哈爾市水資源中心，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

1 項(xiàng)目概況

水之源(中國(guó))有限公司年產(chǎn)30萬(wàn)t天然礦泉蘇打水建設(shè)項(xiàng)目位于齊齊哈爾市克山縣克山鎮(zhèn)東7.5km處，行政區(qū)劃屬克山縣河北鄉(xiāng)新農(nóng)村鄭家窩棚屯。2015年6月建設(shè)項(xiàng)目打深水井一眼，通過(guò)對(duì)該深水井抽水試驗(yàn)：抽水水位降深33.0m，單井涌水量為20m3/h，經(jīng)取樣化驗(yàn)確認(rèn)地下水水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈉型水，水中重碳酸含量達(dá)到254.41mg/L，鈉離子含量116.60mg/L， pH值為8.7。

2 水資源論證范圍

2.1 分析范圍

應(yīng)以建設(shè)項(xiàng)目取用水有直接影響關(guān)系的區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)，結(jié)合取水用水總量控制和水功能區(qū)限制納污控制要求，統(tǒng)籌考慮流域與行政區(qū)域水資源管理要求；以地下水為水源的建設(shè)項(xiàng)目宜以取水水源論證范圍為基準(zhǔn)并考慮水文地質(zhì)單位的完整性確定分析范圍。該項(xiàng)目位于烏裕爾河流域，水文地質(zhì)單位為松嫩高平原北部區(qū)，該項(xiàng)目分析范圍以較完整的水文地質(zhì)單元及克山縣行政區(qū)所涉及的范圍2546.74km2為分析范圍。

2.2 論證范圍

依據(jù)項(xiàng)目所在的水文地質(zhì)單元含水層組的空間分布特征，應(yīng)在地下水水位降落漏斗及其影響范圍的基礎(chǔ)上適當(dāng)外延面積136.4km2作為地下水取水水源論證范圍。取水影響范圍選擇預(yù)測(cè)20年后單井影響半徑所涉及的范圍及克山鎮(zhèn)供水工程現(xiàn)狀及規(guī)劃供水范圍54.5km2作為本項(xiàng)目取水影響范圍。

3 水資源及其開(kāi)發(fā)利用狀況分析

3.1 基本情況分析

1)自然地理及社會(huì)經(jīng)濟(jì)。克山縣位于黑龍江省中部，齊齊哈爾市東北部,地處小興安嶺東麓與松嫩平原連接的過(guò)渡地帶,地理坐標(biāo)E125°10′-126°10′，N47°50′至48°35′?？h境東鄰克東縣,南接拜泉縣,西至依安縣,西北與訥河市相連,東北與五大連池市接壤，詳見(jiàn)克山縣交通位置圖?？松娇h隸屬于黑龍江省齊齊哈爾市，轄區(qū)總面積3186km2，全縣共設(shè)15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，212個(gè)行政村，666個(gè)自然屯，21個(gè)農(nóng)林牧場(chǎng)及駐軍農(nóng)場(chǎng)。克山縣境內(nèi)共有12.14萬(wàn)戶(hù)居民，總?cè)丝?9萬(wàn)人。全縣人口中農(nóng)業(yè)人口38.45萬(wàn)人，占78.5%；城鎮(zhèn)人口10.55萬(wàn)人，占21.5%?？h內(nèi)共有漢、滿(mǎn)、回、蒙古、朝鮮、達(dá)斡爾、鄂倫春、布依、柯?tīng)柨俗蔚?5個(gè)民族，其中漢族人口占全縣總?cè)丝诘?8%。人口密度平均為134.9人/km2，克山鎮(zhèn)人口密度最大。克山縣人民政府駐地設(shè)在克山鎮(zhèn)，克山鎮(zhèn)是克山縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化、交通中心?？松芥?zhèn)行政區(qū)面積45.2km2，鎮(zhèn)內(nèi)現(xiàn)有人口7.59萬(wàn)人，工業(yè)總產(chǎn)值3.2億元，克山鎮(zhèn)是以食品、紡織業(yè)為主，建材工業(yè)、飼料加工為輔的城鎮(zhèn)，齊北鐵路、碾北公路及地方公路四通八達(dá)，連接各鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地，形成了完整的交通網(wǎng)絡(luò)。

2)水文氣象?？松娇h地處中高緯度，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，寒暑變化明顯，溫差懸殊。春季多風(fēng)少雨，氣溫變化劇烈且回升快，一次升溫可達(dá)20 ℃；夏季熱量充足，利于作物生長(zhǎng)發(fā)育，7月平均氣溫可在21.0 ℃左右；秋季降溫快秋霜早，常在9月就有早霜凍出現(xiàn)；冬季漫長(zhǎng)嚴(yán)寒，每當(dāng)強(qiáng)冷空氣南下，氣溫急劇下降，其中1月平均氣溫可達(dá)-22.9℃。本縣境內(nèi)的氣溫變化，全年有5個(gè)月平均氣溫穩(wěn)定在零攝氏度以下，日平均氣溫達(dá)零度以上的日數(shù)為195d，日平均氣溫穩(wěn)定在10℃以上的日數(shù)為133d，無(wú)霜期為120d左右，多年平均氣溫2.5℃,近年來(lái)由于受溫室效應(yīng)影響,氣溫有逐年升高趨勢(shì)。 本縣多年平均降水量為505.2mm，多年平均降水量CV為0.22，豐水年(頻率20%)降水量為569.8mm，平水年(頻率50%)降水量為473.2mm，枯水年(頻率75%)降水量為405.6mm。多年平均地表徑流量1.93×108m3，變差系數(shù)1.93,豐水年(頻率20%)地表徑流量為3.01×108m3,平水年(頻率50%)地表徑流量為1.51×108m3，枯水年(頻率75%)地表徑流量為0.77×108m3。由于受自然因素影響，降水量年際變化較大，年最大降水量743.9mm(1957年)，年最小降水量為252.5mm(1976年),二者相差3倍左右。年降水量主要集中在6-9月份，占全縣總降水量的83.2%，然而6-9月份的降水量又集中在4-5次較大的降水過(guò)程中，10月到翌年5月的降水量比較小，僅占年降水量的20%，常造成春旱，給農(nóng)田播種造成一定的影響，農(nóng)作物生長(zhǎng)需水量大的5-6月的降水量?jī)H占全年降水量的21.6%。降水時(shí)空的分布不均，是本縣降水的主要特點(diǎn)。縣蒸發(fā)量處于齊齊哈市區(qū)的中高值，蒸發(fā)量的大小變化，隨經(jīng)緯度及地形、地勢(shì)的高度而差異,蒸發(fā)量由東北向西南遞增，多年平均蒸發(fā)量為750.6mm(E601)。由于受大陸性季風(fēng)氣候影響，年蒸發(fā)量分配很不均衡，其中冬季(12-3月)蒸發(fā)量占全年的7.3%；春季(4-6月)蒸發(fā)量占全年的46.2%；夏季(7-9月)蒸發(fā)量占全年37.8%；秋季(10-11月)蒸發(fā)量占全年的8.4%。

全年平均風(fēng)速為3.1m/s(合風(fēng)力2級(jí)左右)，全年中春季的4月平均風(fēng)速最大，為4.4m/s。風(fēng)速一般是以3月下旬開(kāi)始增大，到5月下旬減小。夏季的7、8月較小，秋季的10月平均風(fēng)速3.4m/s，僅次于春季。境內(nèi)歷年風(fēng)向頻率除靜風(fēng)外，西北風(fēng)最多，其次是西南風(fēng)和北風(fēng)。風(fēng)向頻率季節(jié)性變化比較明顯。夏季的6、7月份盛行偏東風(fēng)，其它各月多為西北風(fēng)，其中春季5月的西南與西北風(fēng)并列為最多。

3)河流水系。流經(jīng)區(qū)內(nèi)的主要河流有烏裕爾河及其支流東西大溝。烏裕爾河位于縣境南部，距縣城南0.5km。該河發(fā)源于小興安嶺西南麓山前臺(tái)地的沼澤濕地中，東自克山縣河北鄉(xiāng)郭家村流入縣境，流經(jīng)縣內(nèi)的河南、雙河、濱河等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，西至克山縣古城鎮(zhèn)日新村與鰲龍溝匯合后出境，流入依安縣。克山鎮(zhèn)內(nèi)河流長(zhǎng)6.0km，平均水面寬度15m。每年的11月末至翌年的4月封凍，河水基本斷流，據(jù)依安站水文資料分析，該河年最大徑流量為18.95億m3(1961年)，年最小徑流量為0.56億m3(1976年)。多年平均徑流量為4.62億m3，枯水年(頻率75%)為2.41億m3,豐水年(頻率20%)為8.93億8m3，進(jìn)入克山縣境內(nèi)的多年平均入境水量為4.79億m3。烏裕爾河是克山鎮(zhèn)地表徑流及排污的主要途徑。東西大溝匯集區(qū)內(nèi)大氣降水，形成季節(jié)性地表水徑流，雨季溪流涓涓，旱季干枯斷流。鎮(zhèn)內(nèi)青年莊水庫(kù)以防洪為主，兼有水土保持和水產(chǎn)養(yǎng)殖為目的的興利水庫(kù)，對(duì)下游防洪、水土保持及地下水補(bǔ)給都有重要的意義。

3.2 水資源量分析

1)分析區(qū)地表水資源量。依據(jù)《克山縣地下水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃報(bào)告》、《齊齊哈爾市水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃報(bào)告》，同時(shí)參考《黑龍江省水資源綜合規(guī)劃報(bào)告》(二次評(píng)價(jià))成果，克山縣多年平均降水量15.4×108m3，豐水年(P=20%)降水量為18.5×108m3，平水年(P=50%)降水量為15.1×108m3(P=50%)，枯水年(P=75%)降水量為12.9×108m3。多年平均徑流深50mm，折合地表徑流量為1.55×108m3，豐水年(P=20%)地表徑流量為3.01×108m3，枯水年(P=75%)地表徑流量為0.62×108m3。

2)地下水資源量。克山縣多年平均地下水總補(bǔ)給量為1.73×108m3，補(bǔ)給模數(shù)為5.43×104m3/a·km2。地下水可開(kāi)采量1.29×108m3/a，地下水可開(kāi)采模數(shù)4.05×104m3/a·km2。

3)水資源總量。經(jīng)計(jì)算分析區(qū)內(nèi)多年平均地表水資源量為1.27×108m3，多年平均地下水資源量為1.43×108m3，分析區(qū)內(nèi)多年平均水資源總量為2.70×108m3。

從20世紀(jì)30年代開(kāi)始國(guó)內(nèi)外學(xué)者工程師就對(duì)負(fù)摩阻力進(jìn)行試驗(yàn)和理論研究，取得了很多成果。研究主要集中在：理論研究方面，利用線(xiàn)性協(xié)調(diào)[1]、力的平衡[2-3]、彈性理論[4-5]等方法計(jì)算摩阻力的分布；利用荷載傳遞法預(yù)測(cè)單樁負(fù)摩阻力分布；試驗(yàn)方面主要通過(guò)樁摩阻力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[6-10]和室內(nèi)模擬試驗(yàn)[11-12]兩種方式測(cè)出中性點(diǎn)的位置和摩阻力的分布；利用有限元方法計(jì)算摩阻力的分布[13-14]。上述方法中現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)法費(fèi)工費(fèi)時(shí)、耗資巨大。而有限元法需要確定很多的參數(shù)，計(jì)算起來(lái)不方便。

3.3 供水工程現(xiàn)狀分析

分析區(qū)內(nèi)供水工程分地表水供水工程和地下水供水工程。地表水供水工程包括蓄水工程、引水工程和提水工程；地下水供水工程包括工業(yè)、城鎮(zhèn)生活、農(nóng)業(yè)灌溉及農(nóng)村生活開(kāi)采井。

1)地表水供水工程。分析區(qū)現(xiàn)有蓄水工程73座，總庫(kù)容5090×104m3，興利庫(kù)容2457×104m3，設(shè)計(jì)灌溉面積2.271×104畝，設(shè)計(jì)灌溉供水量887×104m3。其中中型水庫(kù)1座，總庫(kù)容2903×104m3，興利庫(kù)容1883×104m3，設(shè)計(jì)灌溉面積1.028×104畝，設(shè)計(jì)灌溉供水量596×104m3。小型水庫(kù)18座，總庫(kù)容2187×104m3，興利庫(kù)容574×104m3，設(shè)計(jì)灌溉供水量291×104m3。引水工程1處，引水規(guī)模為2.04 m3/s，設(shè)計(jì)灌溉面積5×104畝，設(shè)計(jì)灌溉供水量5000×104m3；提水工程1處，提水規(guī)模1.27m3/s，計(jì)灌溉面積1.28×104畝，設(shè)計(jì)灌溉供水量520×104m3。

2)地下水供水工程。分析區(qū)地下水供水工程共有機(jī)電井14974眼(開(kāi)采深層水的井?dāng)?shù)659眼，淺層水井?dāng)?shù)14315眼)，其中市政水源井采井12眼，企事業(yè)自備井42眼，農(nóng)村機(jī)電井8234眼，人力井6686眼。克山縣境內(nèi)現(xiàn)狀無(wú)井灌區(qū)。

3)現(xiàn)狀供水量。依據(jù)齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2015年5月提交的《齊齊哈爾市最嚴(yán)格的水資源管理制度縣級(jí)三條紅線(xiàn)控制指標(biāo)分解報(bào)告》本項(xiàng)目所在的水功能區(qū)四級(jí)流域區(qū)為烏裕爾河流域區(qū)，烏裕爾河流域在克山縣流域面積為2546.74km2，克山縣烏裕爾河流域水資源量總量為2.70億m3，其中：地表水資源量為1.27億m3，地下水資源量為1.43億m3，水資源可利用量1.09億m3。依據(jù)齊齊哈爾市實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度“三條紅線(xiàn)”控制指標(biāo)分解報(bào)告， 2015年克山縣烏裕爾河流域總用水量為7584萬(wàn)m3，其中：地表水5055萬(wàn)m3,地下水2526萬(wàn)m3。2030年克山縣烏裕爾河流域總用水量控制在7978萬(wàn)m3，其中：地表水總用水量控制在4740萬(wàn)m3、地下水總用水量控制在3238萬(wàn)m3?？松娇h地下水資源開(kāi)采利用主要集中在克山鎮(zhèn)及其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市供水及分散的農(nóng)村人畜飲水，僅部分旱田及水田開(kāi)采利用上層潛水進(jìn)行灌溉，克山鎮(zhèn)內(nèi)鎮(zhèn)地下水開(kāi)發(fā)利用集中，主要用于市政供水及少分布企事業(yè)開(kāi)采利用地下水。

4)用水水平與用水效率?，F(xiàn)狀水平年本區(qū)人均城鎮(zhèn)綜合生活用水定額為50L/人·d，低于黑龍江省中、小城市日平均綜合生活用水定額70-120L/人·d 的下限用水水平；區(qū)內(nèi)工業(yè)用水重復(fù)利用率為82%，高于其提出的重復(fù)利用率為70%的指標(biāo)要求，工業(yè)企業(yè)節(jié)水水平較高。

區(qū)域內(nèi)水田渠灌凈定額為480m3/畝，與《黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》(DB23/T 727-2010)中水稻淺型節(jié)水灌溉凈定額430-500m3/畝相比，用水定額偏于區(qū)內(nèi)上限水平，渠道灌溉水利用系數(shù)0.55，相當(dāng)于《黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)用水定額》(DB23/T 727-2010)中的小型渠灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)為0.55-0.65的下限水平。因此本區(qū)渠灌水田還具有一定節(jié)水潛力[1]。

3.4 水資源開(kāi)發(fā)潛力存在的主要問(wèn)題

地表水開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，區(qū)內(nèi)地表水主要有烏裕爾河水，克山鎮(zhèn)內(nèi)對(duì)地表水沒(méi)有得到充分開(kāi)發(fā)和利用，僅河谷區(qū)部分水田利用地表水灌溉。

從水文地質(zhì)條件分析，區(qū)域內(nèi)烏裕爾河漫灘區(qū)地下水資源較豐富，目前開(kāi)發(fā)利用較低，以現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，提高烏裕爾河漫灘區(qū)地下水資源利用率上有潛力。

近年來(lái)鎮(zhèn)內(nèi)市政水源井遷移至克山鎮(zhèn)的北西體育場(chǎng)一帶，自備井企業(yè)用水量的減少(亞麻廠(chǎng)等用水大戶(hù)轉(zhuǎn)型)致使鎮(zhèn)內(nèi)深層白堊系裂隙孔隙承壓水的超采得到有效的控制和緩解。

該項(xiàng)目位于克山鎮(zhèn)東7.5km處，以開(kāi)采地下水為供水水源，距離克山鎮(zhèn)地下水降落漏斗的邊緣4.1km，該處地下水沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用，農(nóng)村飲水采取集中供水，供水水源地位于本項(xiàng)目東10.0km處，項(xiàng)目取水對(duì)克山鎮(zhèn)供水及農(nóng)村人畜用水無(wú)較大的影響，具有一定的開(kāi)發(fā)利用潛力。

3.5 取水水源的可靠性

區(qū)內(nèi)地下水資源天然條件下總補(bǔ)給量主要由側(cè)向徑流補(bǔ)給為主，經(jīng)計(jì)算補(bǔ)給量為164.25×104m3/a，地下水可開(kāi)采量采用開(kāi)采系數(shù)法計(jì)算的地下水可開(kāi)采量為82.13×104m3/a，承壓水彈性?xún)?chǔ)存量為67.09×104m3，可起到地下水資源的調(diào)節(jié)作用，計(jì)算的可開(kāi)采量小于補(bǔ)給量，說(shuō)明可開(kāi)采量是有補(bǔ)給保證的。

預(yù)測(cè)該項(xiàng)目地下水開(kāi)采10年后最大水位降深1.44m，開(kāi)采20年后最大水位降深2.65m，地下水開(kāi)采后對(duì)區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)利用不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)取水量為30.29萬(wàn)m3/a，項(xiàng)目區(qū)地下水可開(kāi)采量為82.13萬(wàn)m3/a，其開(kāi)采量占可開(kāi)采量的36.90%，說(shuō)明可開(kāi)采量是有補(bǔ)給保證的[2]。

3.6 取水影響和退水影響及補(bǔ)償措施建議

項(xiàng)目取水水源為深層地下水，通過(guò)對(duì)水源地取水預(yù)測(cè)，連續(xù)開(kāi)采地下水后水位降深較小，不會(huì)對(duì)區(qū)域及項(xiàng)目區(qū)其他用水戶(hù)取水產(chǎn)生影響[3]。

項(xiàng)目生活污水及設(shè)備CIP清洗廢水經(jīng)自建一體化污水處理設(shè)備處理后，通過(guò)罐車(chē)運(yùn)至克山縣污水處理廠(chǎng)再處理。生產(chǎn)中清洗礦泉水瓶、蓋的廢水及冬季鍋爐房用水通過(guò)管道排入廠(chǎng)區(qū)西側(cè)自然水溝，然后流入烏裕爾河，完全可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。對(duì)生態(tài)環(huán)境及第三者產(chǎn)生影響較小，工程可不考慮取、退水對(duì)第三方的影響補(bǔ)償。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目供水水源地、用水、排水進(jìn)行分析論證，建設(shè)項(xiàng)目取水水源選擇合理可行，取水量及水質(zhì)滿(mǎn)足建設(shè)項(xiàng)目要求；建設(shè)規(guī)模、節(jié)水模式選擇合理；自建一體化污水處理設(shè)施，其退水方式及退水地點(diǎn)合理可行；取、退水對(duì)周邊沒(méi)有較大影響，工程取、退水對(duì)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的影響較小，不考慮對(duì)第三者的影響補(bǔ)償。

此外，還應(yīng)做好以下4點(diǎn)：

1)加強(qiáng)水資源的管理，建立地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀(guān)測(cè)井，監(jiān)測(cè)水位、水量、水質(zhì)變化，以便項(xiàng)目運(yùn)行后能夠及時(shí)掌握水源地開(kāi)采對(duì)區(qū)域地下水水位和水質(zhì)影響情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

2)采用節(jié)水工藝、使用先進(jìn)的設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)約用水力度。

3)嚴(yán)格控制排放污水的水質(zhì)指標(biāo)，不達(dá)標(biāo)的污水不能排放。

4)根據(jù)國(guó)務(wù)院《取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》(國(guó)務(wù)院460號(hào)令)之規(guī)定，水行政主管部門(mén)對(duì)水資源實(shí)施統(tǒng)一管理的要求，工程必須實(shí)行取水登記、取水許可制度和控制污水排放制度，按批準(zhǔn)依法取用水，因此，本建設(shè)項(xiàng)目在實(shí)施取水時(shí)，必須取得水行政主管部門(mén)的取水許可。