新建供熱項(xiàng)目水資源狀況及開(kāi)發(fā)利用潛力分析

姬紅旗

（商丘市水利施工總隊(duì)，河南 商丘 476000）

0 引言

隨著中國(guó)人口的不斷增加，工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地表水資源短缺的形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻。在這種形勢(shì)下，必然要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局、國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃、重大建設(shè)項(xiàng)目的興建要充分考慮水資源條件，并通過(guò)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水資源論證，保證建設(shè)項(xiàng)目水源供水的安全可靠性。

1 項(xiàng)目概況

該新建循環(huán)流化床供熱鍋爐項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模3×75 t/h，項(xiàng)目性質(zhì)供熱供能。工程在原有廠區(qū)北側(cè)進(jìn)行擴(kuò)建，總占地面積33 300 m2，廠區(qū)分為辦公室生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、燃料堆放區(qū)。辦公室生活區(qū)利用現(xiàn)有廠區(qū)辦公樓，位于現(xiàn)有廠區(qū)南，燃料堆放區(qū)位于廠區(qū)中部。主廠房及鍋爐位于廠區(qū)北部，并規(guī)劃了輸煤走廊與前期上煤系統(tǒng)進(jìn)行銜接。工程主要包括主廠房、迎風(fēng)機(jī)房、空壓機(jī)房、水處理間、煤場(chǎng)等，其中水處理間、煤場(chǎng)在現(xiàn)有工程水處理和煤場(chǎng)處擴(kuò)建，其余土建工程均新建。工程主要設(shè)備包括循環(huán)流化床鍋爐、破碎機(jī)、篩分析、軟化水處理系統(tǒng)、冷渣機(jī)、布袋除塵器、NID脫硫系統(tǒng)等。

項(xiàng)目處于某市高新區(qū)，區(qū)內(nèi)無(wú)可滿足項(xiàng)目利用的中水、地表水，且項(xiàng)目由于供熱、供氣的主要對(duì)象為乳業(yè)、藥業(yè)等公司，對(duì)水質(zhì)要求較高，因此項(xiàng)目選用水質(zhì)較好的中深層地下水作為取水水源，確保企業(yè)用氣安全。項(xiàng)目區(qū)位于地下水限采區(qū)之外，采用中深層地下水作為供水水源符合水資源管理的要求。

2 水文地質(zhì)

根據(jù)含水介質(zhì)性質(zhì)，分析區(qū)地下水分為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。由于碳酸鹽巖分布廣、面積大，巖溶水在占主導(dǎo)地位，是凈水廠的主要水源，碳酸鹽巖根據(jù)含水層巖性組合特征，可分為不純碳酸鹽巖含水層和純碳酸鹽巖含水層。

3 河流水系與水利工程

該市分屬黃、海2 大水系，流域面積在1 000 km2以上的河道5條，除黃河、沁河2條大型河道外，還有丹河、大沙河、新蟒河3條中型河道，流域面積在100 km2以上的小型河道有14條。

大沙河發(fā)源于山西省太行山區(qū)，是海河流域衛(wèi)河的源頭支流，流經(jīng)修武、博愛(ài)、武陟、焦作市區(qū)，于修武縣官司橋村出境，流至新鄉(xiāng)縣合河村與其他支流匯合后稱衛(wèi)河。大沙河在焦作出境斷面以上流域面積約1 664 km2，其中山區(qū)面積約占60%。主要支流有幸福河、將溝、新河、山門河等。大沙河是廠址附近的主要地面水體，也是當(dāng)?shù)刂饕{污河道，沿途有許多廢水排入，河水的主要污染物是COD和油類。

全市現(xiàn)有5座中型水庫(kù)和21座小型水庫(kù)，蓄水能力達(dá)1.50億m3；有萬(wàn)畝以上灌區(qū)17 處，設(shè)計(jì)灌溉面積達(dá)10.13 萬(wàn)hm2；機(jī)電排灌站880 處，裝機(jī)容量達(dá)1.90 萬(wàn)kW；機(jī)電井44 379 眼；骨干河道堤防497 km；中小型水閘78座等一批水利工程，初步形成了攔、蓄、引、提、灌、排等較為完善的水利工程體系。

全市1 845 個(gè)行政村，其中山丘區(qū)274 個(gè)行政村，平原區(qū)1 571個(gè)行政村，截至2014年底，先后實(shí)施了16批農(nóng)村飲水安全工程，累計(jì)投入資金6.69億元，建各類飲水工程972處，解決了全市133.13萬(wàn)人的飲水安全問(wèn)題，使群眾吃上了放心水，取得了“小工程，大德政”的良好效果。

4 水資源狀況

4.1 水資源量及時(shí)空分布特點(diǎn)

4.1.1 地表水資源數(shù)量及其分布

受降水和下墊面條件的影響，徑流量的地區(qū)分布與降雨在區(qū)域上的分布相似，山丘區(qū)大于平原區(qū)，北部大于南部，徑流量由南向北逐漸增加。

分析區(qū)河流的徑流量主要是由降水補(bǔ)給，呈現(xiàn)汛期徑流比較集中，最大與最小月徑流相差懸殊，不同季節(jié)徑流變化較大等特點(diǎn)。徑流的多年變化，較降雨更為劇烈，主要表現(xiàn)在最大與最小年徑流倍比更加懸殊。分析區(qū)地表水資源量具體分布見(jiàn)表1。

表1 分析區(qū)天然徑流量表

4.1.2 地下水資源量及其時(shí)空分布特征

分析區(qū)多年平均地下水資源量為7 657萬(wàn)m3/a，其中：山丘區(qū)為4 995 萬(wàn)m3/a，平原區(qū)為4 260 萬(wàn)m3/a，山區(qū)與平原區(qū)的重復(fù)量為1 598萬(wàn)m3/a。分析區(qū)地下水資源量見(jiàn)表2。

表2 分析區(qū)多年平均地下水資源量表 單位：104 m3/a

由于流域淺層地下水補(bǔ)給受地形地貌、地層巖性和結(jié)構(gòu)、植被、水文氣象、水利工程及灌溉方式等因素的制約，分析區(qū)地下水資源量在區(qū)域分布上有較大的差異，地下水資源模數(shù)總趨勢(shì)是北部大、南部??；山立腳點(diǎn)傾斜平原比一般平原區(qū)水資源模數(shù)要大，一般平原區(qū)要比地下水超采漏斗區(qū)大；有灌區(qū)和引水條件好的區(qū)，產(chǎn)生渠系滲漏補(bǔ)給和渠灌田間入滲補(bǔ)給量大，其地下水資源模數(shù)比鄰近平原區(qū)大。

4.2 水功能區(qū)水質(zhì)及變化情況

分析范圍內(nèi)，項(xiàng)目涉及的水功能區(qū)分別為：大沙河博愛(ài)縣排污控制區(qū)，大沙河修武縣農(nóng)業(yè)用水區(qū)，大沙河修武縣排污控制區(qū)，新河焦作市景觀娛樂(lè)區(qū)，新河焦作市排污控制區(qū)。除新河焦作市景觀娛樂(lè)區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類水以外，其余4個(gè)水功能區(qū)的水質(zhì)目標(biāo)均為V類水。

5 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀分析

5.1 供水工程與供水量

供水設(shè)施是水資源利用的重要條件之一，供水設(shè)施遍布國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面。分析區(qū)供水工程設(shè)施依水源類型大體上分為地表水和地下水2 種供水工程設(shè)施。地表水源供水工程設(shè)施依工程類型分為蓄水、引水和提水3 種，地下水源供水工程設(shè)施依工程類型又分為淺層地下水源及深層地下水源2 種供水設(shè)施。

5.1.1 地表水供水工程

①蓄水工程主要包括水庫(kù)和塘堰壩，分析區(qū)內(nèi)已建成1座中型水庫(kù)，庫(kù)容1 660萬(wàn)m3，建成各種塘壩162處，總蓄水容量118萬(wàn)m3。目前分析區(qū)內(nèi)各類蓄水工程總庫(kù)容達(dá)1 778萬(wàn)m3。②引水工程，分析區(qū)內(nèi)涉及已建成灌溉面積在萬(wàn)畝以上的引水工程共計(jì)3處，設(shè)計(jì)灌溉面積7 600 hm2，有效灌溉面積2 300 hm2。③提水工程利用動(dòng)力機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)用水目的工程即為提水工程。分析區(qū)已建成機(jī)電排灌站共計(jì)40處，總裝機(jī)容量890 kW。

5.1.2 地下水供水工程

焦作市地下水的取水方式有土井人工取水和機(jī)械取水2種形式。目前，土井人工取水方式主要存在于山區(qū)和機(jī)械、電力條件缺乏的地方，其用途也基本上為農(nóng)村生活用水，該部分在地下水的供水量中所占份額很小。機(jī)械取水方式為利用動(dòng)力機(jī)械開(kāi)采地下水，由于動(dòng)力形式不同而分為電配井和機(jī)配井。

現(xiàn)狀年分析區(qū)配套井共計(jì)1 950眼，合計(jì)裝機(jī)容量13.86×103kW。其中電配井1 928眼，裝機(jī)容量13 700 kW。機(jī)配井22眼，裝機(jī)容量160 kW。

5.2 用水量、用水水平和用水結(jié)構(gòu)

5.2.1 用水量

2011年市區(qū)總用水量為1.46億m3，其中：農(nóng)田灌溉用水量0.22億m3；林牧漁畜用水量0.06億m3；工業(yè)用水量0.70億m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.06億m3；居民生活用水量0.32億m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.10億m3。

2012年市區(qū)總用水量為1.80億m3，其中：農(nóng)田灌溉用水量0.45 億m3；林牧漁畜用水量0.06 億m3；工業(yè)用水量0.77 億m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.07億m3；居民生活用水量0.34億m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.12億m3。

2013年市區(qū)總用水量為1.93億m3，其中：農(nóng)田灌溉用水量0.63億m3；林牧漁畜用水量0.07億m3；工業(yè)用水量0.68億m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.09億m3；居民生活用水量0.35億m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.13億m3。

2014年市區(qū)總用水量為1.48億m3，其中：農(nóng)田灌溉用水量0.33億m3；林牧漁畜用水量0.04億m3；工業(yè)用水量0.63億m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.08億m3；居民生活用水量0.33億m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.08億m3。

2015年市區(qū)總用水量為1.54億m3，其中：農(nóng)田灌溉用水量0.30億m3；林牧漁畜用水量0.04億m3；工業(yè)用水量0.50億m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.09億m3；居民生活用水量0.41億m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.20億m3。

5.2.2 用水水平

分析區(qū)現(xiàn)狀年（2015）萬(wàn)元GDP用水量為35.64 m3/萬(wàn)元，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量26.67 m3/萬(wàn)元，居民生活平均用水量為110.46 L/（人·d），工業(yè)耗水率為18.50%，居民生活耗水率為44.40%。

表3 2011-2015年分析區(qū)用水水平一覽表

5.2.3 用水結(jié)構(gòu)

現(xiàn)狀年農(nóng)業(yè)用水占比為19.23%，林牧漁畜用水占比為2.40%，工業(yè)用水占比為32.68%，城鎮(zhèn)共用水占比為5.78%，居民生活用水占比為26.86%，生態(tài)環(huán)境用水占比為13.04%。分析區(qū)已建成區(qū)為主，用水量中工業(yè)用、城鎮(zhèn)生活用水占比分列一、二，農(nóng)業(yè)用水量占比為第三，且受降水影響較大。因此通過(guò)連續(xù)五年資料分析可以看出，區(qū)內(nèi)的用水結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，用水量年際變化較小。

5.3 存在問(wèn)題

①平原區(qū)淺層地下水開(kāi)采利用程度普遍較高，局部地區(qū)出現(xiàn)地下水降落漏斗，且由于礦渣的亂堆亂放，地表水污染嚴(yán)重，地表污水的滲漏造成地下水水質(zhì)的惡化，主要表現(xiàn)在離子Cl－增加，水質(zhì)變咸。分析區(qū)內(nèi)某單位巖溶水自備井1999年Cl－含量為141.10 mg/L，2000年為517.61 mg/L，2001年為1 258.60 mg/L，2002年4月上升至2 135 mg/L，是國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)的8.54倍。②礦井水資源利用程度較低。分析區(qū)地下水開(kāi)采的主要方式是礦井排水，礦井水利用總量平均為1.97 m3/s，占焦作礦井排水總量的31.47%，利用率較低。③區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放的污水和煤礦排出的含煤廢水不經(jīng)處理直接進(jìn)入河道，枯水時(shí)河流全為劣V類水，喪失了開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

6 水資源開(kāi)發(fā)利用潛力分析

6.1 水資源管理三條紅線指標(biāo)及其落實(shí)情況

現(xiàn)狀年分析區(qū)用水總量控制指標(biāo)為：萬(wàn)元GDP用水量指標(biāo)為61.80 m3/萬(wàn)元，萬(wàn)元工業(yè)增加至用水量指標(biāo)為29.30 m3/萬(wàn)元；用水總量控制指標(biāo)為2.44億m3；水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為37.50%。根據(jù)2015 年水資源公報(bào)，分析區(qū)萬(wàn)元GDP 用水量為35.64 m3/萬(wàn)元，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量26.67 m3/萬(wàn)元，用水效率滿足紅線指標(biāo)要求；用水總量1.54億m3，滿足總量控制紅線指標(biāo)；水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)的達(dá)標(biāo)率為37.50%，滿足納污總量控制指標(biāo)。

6.2 開(kāi)發(fā)利用潛力分析

從水資源量和公用水量對(duì)照分析不難得出：分析區(qū)現(xiàn)狀年地下水供水量和地表水供水量均超過(guò)其資源量，表明外流域調(diào)水和超采地下水成為解決需水問(wèn)題的主要方式，常規(guī)水源無(wú)潛力可供挖掘。與之對(duì)應(yīng)的是非常規(guī)水源有較大的開(kāi)發(fā)潛力，具體體現(xiàn)如下：①煤礦的疏干排水只有小部分得到利用，大部分白白流掉；②污水處理能力尚有提升空間，污水再生資源建設(shè)相對(duì)滯后；③缺乏控制性蓄水工程，地表水資源開(kāi)發(fā)利用率較低，汛期洪水資源難以利用。

7 結(jié)語(yǔ)

綜合理性分析后核定生活用水指標(biāo)較合理，鍋爐補(bǔ)給水等比較合理，鍋爐補(bǔ)充水用水量為153 m3/h，循環(huán)冷卻水補(bǔ)水為2.70 m3/h，生活用水為0.50 m3/h，工業(yè)總用新水量為183.70 m3/h，輸煤棧橋沖洗用水為7.20 m3/h，NID脫硫系統(tǒng)用水為3 m3/h，主廠房沖洗用水為0.60 m3/h，油區(qū)用水為0.30 m3/h。循環(huán)冷卻水循環(huán)水量為302.70 m3/h。