灤縣一德鐵精粉項(xiàng)目水資源論證

陳向榮 張立敏

摘 要：為保證灤縣一德鐵精粉項(xiàng)目的用水需求，筆者對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的取水地點(diǎn)、取水量、水質(zhì)和供水水源保證程度等進(jìn)行研究，分析本項(xiàng)目的取水對(duì)周邊環(huán)境和其他取水用戶的影響。研究表明：建設(shè)項(xiàng)目用水7.35萬m3/a，遠(yuǎn)低于均衡區(qū)地下水可開采量的171.8萬m3/a，符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和用水定額;建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)用水對(duì)水質(zhì)要求不高，建設(shè)項(xiàng)目水源井水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—2017）Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);項(xiàng)目取退水對(duì)區(qū)域水資源和其他用戶無影響，取用水可靠合理。

關(guān)鍵詞：水量;水質(zhì);保證程度;用水定額;水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：TV213.4 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）6-0085-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.020

Demonstration of Water Resources forYi De Iron Fine Powder Project in Luan County

CHEN Xiangrong1 ? ?ZHANG Limin2

（1.CNOOC GAS & Electricity Group Co.， Ltd.，Beijing 100102，China;2. Offshore Oil Engineering Co.， Ltd.，Tianjin 300450，China）

Abstract： In order to guarantee the water demand of Luan County's Yi De iron fine powder project， the author shows the studies of the water intake location， water quantity， water quality and water supply source guarantee degree of the construction project， and the influence of water intake on the surrounding environment and other water intake users is also analyzed. The results show that： the water consumption of the construction project is 73 500 m3/a， which is far lower than that of 1 718 000 m3/a of the recoverable groundwater in the balanced area， and conforms to the relevant technical standards and water consumption quota; The water quality of the water source well of the construction project is in conformity with the water quality standard of Class Ⅲ of the "Quality standard of groundwater"（GB/T 14848—2017） ;It has no influence on regional water resources and other users， and the water drawn is reliable and reasonable.

Keywords： water quantity;water quality; degree of assurance;water quota; water quality standard

0 引言

灤縣一德鐵精粉加工廠位于灤州市王店子鎮(zhèn)興戶村西，廠區(qū)中心地理坐標(biāo)為北緯39°51'41.55"、東經(jīng)118°24'31.23"，占地面積為17 333 m2。目前建設(shè)項(xiàng)目年處理10萬t低品位鐵精粉及35萬t鐵礦石項(xiàng)目，依據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年）》，建設(shè)項(xiàng)目不屬于國家限制類或淘汰類項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)施對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展具備一定的促進(jìn)作用[1]。建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)過程需具備穩(wěn)定的供水源，有必要對(duì)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行水資源分析和論證。

1 項(xiàng)目簡介

建設(shè)項(xiàng)目地處冀東沿海山區(qū)，管河位于項(xiàng)目區(qū)東側(cè)，直線距離大約為0.06 km;建設(shè)項(xiàng)目距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，沒有再生水和其他水源可供利用。因此只能選擇地下水作為建設(shè)項(xiàng)目穩(wěn)定的取水水源。建設(shè)項(xiàng)目所在地河北省灤州市王店子鎮(zhèn)位于山前傾斜平原區(qū)，不屬于“河北省人民政府公布平原區(qū)地下水超采區(qū)、禁采區(qū)和限采區(qū)范圍”（冀政字〔2017〕48號(hào)），不存在地下水超采問題。

1.1 論證等級(jí)

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》（GB/T 35580—2017），灤縣一德鐵精粉加工廠年處理10萬t低品位鐵精粉及35萬t鐵礦石項(xiàng)目，取水水源為當(dāng)?shù)氐叵滤?，根?jù)《灤州市水資源評(píng)價(jià)》和《灤州市水資源統(tǒng)計(jì)年報(bào)》分析范圍，灤州市近5 a來地下水開發(fā)利用程度為96.7%（地下水供水量/地下水可開采量），分類等級(jí)為一級(jí)[2]。取水用于工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)職工生活，工業(yè)日取水量為243.6 m3/d，小于0.3萬m3/d，分類等級(jí)為三級(jí);生活日取水量為1.4 m3/d，小于1萬m3/d，分類等級(jí)為三級(jí);論證區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，分類等級(jí)為三級(jí);根據(jù)調(diào)查，項(xiàng)目取水涉及一個(gè)地表水功能區(qū)，退水不涉及水功能區(qū)，項(xiàng)目取水對(duì)第三者取水影響輕微，不影響周邊生態(tài)環(huán)境，退水至沉淀池，尾水重復(fù)利用，不外排，故取水和退水影響等級(jí)定為三級(jí)。在取水退水等級(jí)確定上，對(duì)于取水分類指標(biāo)“開發(fā)利用程度為一級(jí)，而其他指標(biāo)均為三級(jí)的，工作等級(jí)可降低為二級(jí)”。因此，最終確定本項(xiàng)目的論證等級(jí)為二級(jí)[3]。

1.2 論證范圍

1.2.1 分析范圍。結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目的取用水總量要求，并考慮流域和灤縣在水資源管理方面的相關(guān)要求，最終確定項(xiàng)目的分析范圍，原則上應(yīng)覆蓋取水水源論證范圍、取水影響范圍[2]。以此原則并結(jié)合研究區(qū)現(xiàn)狀，確定本次分析范圍為灤州市全境，面積為999 km2。

1.2.2 取水水源論證范圍。綜合考慮灤縣一德鐵精粉項(xiàng)目的取水位置、含水層的結(jié)構(gòu)特征以及地下水的補(bǔ)徑排條件，且地下水水源所處的水文地質(zhì)單元較為獨(dú)立完整。因此確定本次論證將項(xiàng)目所處的山間盆地作為地下水水源論證范圍，面積為12.25 km2。

1.2.3 取水影響范圍。按照《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則》（GB/T 35580—2017），取水影響范圍應(yīng)在影響半徑范圍基礎(chǔ)上，考察水量、水質(zhì)和水位等引起的變化，并結(jié)合其他水文地質(zhì)問題[2]。根據(jù)以上原則以及研究區(qū)的實(shí)際情況，取水影響范圍與取水水源論證范圍一致。

1.2.4 退水影響范圍。項(xiàng)目生產(chǎn)用水部分實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，生活用水經(jīng)處理后定期清運(yùn)，退水影響范圍與廠區(qū)范圍一致，面積為17 333 m2。

2 取用水合理性分析

2.1 用水結(jié)構(gòu)

建設(shè)項(xiàng)目年總用水量為336.45萬m3，全年生產(chǎn)300 d，日均用水量為11 215 m3。全廠用水情況如圖1所示。各用水環(huán)節(jié)主要包括鐵礦石加工處理和鐵精礦加工處理、環(huán)境用水以及生活用水。另外從用水形式上來說，消耗新水量為245 m3/d，串聯(lián)水量為9 684.5 m3/d，循環(huán)水量為2 285.5 m3/d，重復(fù)利用水量為11 970 m3/d。

2.1.1 鐵礦石、精鐵礦加工處理分析。在鐵礦石、精鐵礦加工處理過程中，耗水主要是在篩分、磁選等階段的蒸發(fā)耗水及產(chǎn)品含水。主要工藝流程包括球磨、一段磁選、高頻篩、二三段磁選、過濾、沉淀、壓濾等過程。

2.1.2 環(huán)境及生活用水。研究區(qū)綠化面積為2 500 m2，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況，全年噴灑約120 d。綠化除塵用水全部取于項(xiàng)目回用水，包括部分工業(yè)回用水和生活回用水。綠化、除塵用水量為5.7 m3/d，來源于清水池循環(huán)用水。另外，礦廠區(qū)內(nèi)職工多為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，不設(shè)食堂和浴室，生活飲用為桶裝水，另外存在少量的生活用水，這部分水量約為1.4 m3/d，全部利用新水。

2.2 取水水源分析

建設(shè)項(xiàng)目所在地大部分地區(qū)不存在地下水超采問題。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目論證區(qū)域的水資源狀況、供用水情況以及項(xiàng)目用水水質(zhì)要求，確定本項(xiàng)目取水水源為廠區(qū)自備井提供的淺層地下水，從水量與水質(zhì)兩方面論證取水水源的合理性。

2.2.1 地下水水量分析。

2.2.1.1 水均衡計(jì)算。本次選用均衡法計(jì)算論證范圍內(nèi)地下水資源量，建立水均衡方程式[4]。以灤州市的下級(jí)行政區(qū)王店子鎮(zhèn)作為論證區(qū)域，面積為12.25 km2。均衡時(shí)間為2014—2019年，這段時(shí)間內(nèi)均衡區(qū)平均降量為619.2 mm，與均衡區(qū)多年平均降水量640.6 mm比較接近，屬于平水略偏枯年份。

均衡區(qū)地下水資源均衡計(jì)算結(jié)果見表1。從表中可以看出，平均每年的地下水總補(bǔ)給量為232.6萬m3，地下水排泄量為263.3萬m3，為負(fù)均衡。根據(jù)灤州市水資源規(guī)劃報(bào)告[5]，均衡區(qū)地下水位年下降0.15 m，論證面積為12.25 km2，均衡區(qū)平均給水度為0.16，以此計(jì)算儲(chǔ)變量為-29.4萬m3，兩者相對(duì)誤差4%，說明計(jì)算方法及參數(shù)取值合理。

2.2.1.2 地下水可開采量。地下水資源量應(yīng)在總補(bǔ)給量基礎(chǔ)上減掉井灌回歸量[6]，均衡區(qū)多年平均總補(bǔ)給量為232.6萬m3，農(nóng)灌回歸量為41.7萬m3，則均衡區(qū)地下水資源量為190.9萬m3/a。采用可開采系數(shù)法計(jì)算均衡區(qū)地下水可開采量，可開采系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取0.9，則均衡區(qū)地下水可開采量為171.8萬m3/a。

2.2.2 開采后地下水位預(yù)測(cè)。項(xiàng)目投產(chǎn)后，由于連續(xù)集中開采，在中心位置的水位會(huì)形成降落漏斗，且隨著時(shí)間的推移降落漏斗的范圍會(huì)不斷擴(kuò)大，深度也會(huì)進(jìn)一步加深[7]。水源井水位區(qū)域降深+區(qū)域水位降深即得到項(xiàng)目運(yùn)行后水源井的地下水位總降深。

2.2.2.1 預(yù)測(cè)方法。本次地下水位埋深預(yù)測(cè)采用區(qū)域降深+動(dòng)態(tài)降深法。具體方法是：區(qū)域下降速率與預(yù)測(cè)年數(shù)之積為區(qū)域降深，自備井抽水時(shí)的降深為動(dòng)態(tài)降深，二者與自備井現(xiàn)狀靜埋深之和即為規(guī)劃水平年水源井的動(dòng)水位埋深。

2.2.2.2 水源井水位降深。本次采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算開采井抽水時(shí)的抽水降深。根據(jù)擬建水源地的水文地質(zhì)條件，假設(shè)含水層為無限延伸、均質(zhì)等厚的潛水含水層。初始流場(chǎng)接近水平，不考慮補(bǔ)給的情況下，水源井水位降深采用泰斯公式預(yù)測(cè)為式（1）。

[S=H?H2?Q2πKln2.25atR02] ?（1）

式中：S為供水井抽水至t時(shí)刻水源地中心的水位降深值，m;H為含水厚度，m;Q為開采井的單井出水量，m3/d;K為含水層滲透系數(shù)，m/d;a為導(dǎo)壓系數(shù)，m2/d;R0為開采井與水源地中心距離，m;t為預(yù)測(cè)時(shí)間，d。

2.2.2.3 區(qū)域水位降深。

[S域（t）=VT] ? ? ? ?（2）

式中：[S域（t）]為不同時(shí)間（t）區(qū)域水位下降值，m;V為區(qū)域水位下降速率，m/a;T為預(yù)測(cè)時(shí)間，d。

2.2.2.4 參數(shù)的選取。由于項(xiàng)目投產(chǎn)后總?cè)∷繛?.35萬m3/a，采用兩眼聯(lián)合供水（1用1備），單井開采量為245 m3/d;含水層滲透系數(shù)、導(dǎo)壓系數(shù)根據(jù)灤州市王店子鎮(zhèn)抽水試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)值確定，k為5.08 m2/d，a為5 600 m2/d;最近水源地與開采井距離為125 m，項(xiàng)目區(qū)淺層地下水下降速率取地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平均下降速率為0.15 m/a，則生產(chǎn)水源井10 a內(nèi)水位降深預(yù)測(cè)結(jié)果見表2。

綜上所述，項(xiàng)目開采1 a、5 a、10 a后預(yù)測(cè)水位降深分別為0.87 m、1.79 m、2.64 m。

2.2.3 地下水水質(zhì)分析。本次工作水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：pH值、渾濁度（散射渾濁度單位，NTU）、色（鉑鈷色度單位）、總硬度（以CaCO3計(jì)）、溶解性總固體、揮發(fā)性酚類（以苯酚計(jì)）、氰化物、硝酸鹽、氟化物、硫酸鹽、氯化物、鉻（六價(jià)）、鐵、銅、鉛、鎘、砷、汞、耗氧量（CODMn，以O(shè)2計(jì)）等共19項(xiàng)。

根據(jù)評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)狀檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，本項(xiàng)目評(píng)價(jià)范圍內(nèi)地下水檢測(cè)指標(biāo)因子均為Ⅰ～Ⅲ類指標(biāo)[8]。地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

經(jīng)過對(duì)建設(shè)項(xiàng)目水源井進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，19項(xiàng)指標(biāo)的檢驗(yàn)結(jié)果均小于三類國家限值，均符合三類水標(biāo)準(zhǔn)，故項(xiàng)目生產(chǎn)用水水質(zhì)有保證。

3 取水、退水影響分析

3.1 取水影響論證

3.1.1 水資源。建設(shè)項(xiàng)目所在地不存在地下水超采問題。根據(jù)《灤州市水資源綜合規(guī)劃報(bào)告》成果，建設(shè)項(xiàng)目論證范圍內(nèi)多年平均地下水資源可開采量為171.8萬m3，平均地下水資源供水量為232.6萬m3，允許開采量有保證。論證區(qū)地下水資源仍盈余一定的開采空間，建設(shè)項(xiàng)目年取水量為7.35萬m3，用水量較小且為已存在用水戶。因此，項(xiàng)目取水對(duì)區(qū)域水資源影響較小。

3.1.2 水功能和生態(tài)系統(tǒng)。建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域不涉及地下水保護(hù)區(qū)，項(xiàng)目平均每年取水量為7.35萬m3，約占論證區(qū)地下水資源可采量的2.62%左右，項(xiàng)目取水水源井距離地表水體較遠(yuǎn)，因此項(xiàng)目取水對(duì)區(qū)域水功能區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)基本沒有影響。

3.1.3 其他用戶。項(xiàng)目東側(cè)為二選廠，南側(cè)為空地，西側(cè)為外租庫房，北側(cè)約20 m處為102國道，隔路為昌旭公司。從抽水試驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)水位降深為1.98 m時(shí)，出水量達(dá)到12.5 m3/h（300 m3/d）。從含水層的供水能力分析，水源井降深為1.14 m時(shí)出水量可以滿足項(xiàng)目7.35萬m3/a（245 m3/d）的水量要求，此時(shí)水源井影響半徑為43.2 m。經(jīng)過調(diào)查，影響半徑范圍內(nèi)，無其他用水戶。另外距離開采井最近的生活水源地距離為125 m，根據(jù)開采井對(duì)水源地水位降深的預(yù)算，項(xiàng)目開采1 a、5 a、10 a后預(yù)測(cè)水位降深分別為0.87 m、1.79 m、2.64 m，，實(shí)際由于動(dòng)態(tài)水位引起的降深值為0.72 m、1.79 m、2.64 m，影響范圍最大為1 808.6 m2，相對(duì)來說影響較小。

3.2 退水影響論證

建設(shè)項(xiàng)目退水系統(tǒng)由生產(chǎn)、生活廢水、雨水排水系統(tǒng)組成。生產(chǎn)廢水排水系統(tǒng)將工藝排水、選礦沖洗廢水排入干排砂場(chǎng)，選礦工藝為球磨和磁重分選，在選礦過程中無須添加化學(xué)試劑，故礦漿中不含有害污染物。排水中主要污染物為泥沙，經(jīng)過自然沉淀，部分蒸發(fā)和滲漏補(bǔ)充地下水，大部分水經(jīng)澄清后返回選礦車間循環(huán)使用，不對(duì)外排放。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的少量污水統(tǒng)一排入化糞池，并處理后定期清運(yùn)，年退水量為300 m3。廠區(qū)周邊多為植被覆蓋的土地，雨水產(chǎn)流量較小，雨水排水沿地形和溝渠自然排放。

3.2.1 水功能區(qū)和水生態(tài)。該建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)廢水來自選礦工序，主要污染物為懸浮物。廢水進(jìn)入濃密罐，經(jīng)滲透過濾進(jìn)入沉淀池，澄清后直接用于生產(chǎn)工序循環(huán)利用;生產(chǎn)過程產(chǎn)生的少量污水統(tǒng)一排入化糞池，并處理后定期清運(yùn)。該項(xiàng)目取用地下水，水源地所在區(qū)域地下水水量充足，項(xiàng)目用水量相對(duì)較少，生產(chǎn)廢水可以經(jīng)過處理循環(huán)利用，除蒸發(fā)和綠化使用外基本不外排。因此，項(xiàng)目退水對(duì)水功能區(qū)和水生態(tài)沒有影響。

3.2.2 其他用戶。項(xiàng)目對(duì)廠區(qū)沉淀池、清水池、事故池、各個(gè)車間、原料庫、成品庫均進(jìn)行了防滲處理，廠區(qū)產(chǎn)生的廢水不會(huì)通過滲漏污染地下水及地表水資源;產(chǎn)生的廢水經(jīng)過處理后全部回用。另外環(huán)境評(píng)價(jià)單位對(duì)項(xiàng)目周邊地下水進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果顯示各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。

4 結(jié)語

本研究從水量、水質(zhì)出發(fā)并結(jié)合取水、退水影響，對(duì)灤縣一德鐵精粉項(xiàng)目進(jìn)行了水資源論證，論證結(jié)論如下。

①單位單品鐵精粉原礦石耗新水量為0.41 m3/t，重復(fù)利用率為97.99%，項(xiàng)目用水為7.35萬m3/a。建設(shè)項(xiàng)目用水來源為地下水，地下水資源量為190.9萬m3/a，地下水可開采量為171.8萬m3/a，項(xiàng)目用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于地下水可開采量，符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和用水定額。

②對(duì)項(xiàng)目投產(chǎn)后的水位進(jìn)行了預(yù)測(cè)，開采1 a、5 a、10 a后預(yù)測(cè)水位降深分別為0.87 m、1.79 m、2.64 m。實(shí)際由于動(dòng)態(tài)水位引起的降深值為0.72 m、1.79 m、2.64 m，影響范圍最大為1 808.6 m2，相對(duì)來說影響較小。

③根據(jù)評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)狀檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出建設(shè)項(xiàng)目水源井水質(zhì)檢測(cè)項(xiàng)目符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

④項(xiàng)目取、退水對(duì)區(qū)域水資源和其他用戶無影響，取用水可靠合理。

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