某熱電聯(lián)產(chǎn)項目取水對區(qū)域水資源和水生態(tài)的影響

朱曉霞

（桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750）

1 項目概況

1.1 引言

該熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效益，成為循環(huán)經(jīng)濟的一種發(fā)展模式。國家“十二五”規(guī)劃綱要明確提出，優(yōu)先發(fā)展大中城市、工業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機組。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，根據(jù)《桐柏縣安棚化工專業(yè)園區(qū)發(fā)展規(guī)劃（2013-2025）》《桐柏縣安棚化工專業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃（2014-2025）》，實施“桐柏縣某化工專業(yè)園區(qū)4×30 MW熱電聯(lián)產(chǎn)工程”，該項目建設(shè)規(guī)模為5×260 t/h循環(huán)流化床鍋爐和4×30 MW 抽汽背壓式汽輪發(fā)電機組，分兩期建設(shè)。一期建設(shè)3×260 t/h循環(huán)流化床鍋爐和2×30 MW抽汽背壓式汽輪發(fā)電機組；二期建設(shè)2×260 t/h 循環(huán)流化床鍋爐和2×30 MW抽汽背壓式汽輪發(fā)電機組。

1.2 地理位置

桐柏縣位于河南省南部，南陽盆地東緣，豫鄂兩省交界處，地理位置為北緯32°17′～32°43′，東經(jīng)113°00′～113°49′，屬淮河發(fā)源地，跨長江、淮河兩大流域，東鄰信陽，南接湖北省隨州、棗陽兩市，西與唐河縣接壤，北連泌陽、確山縣。全境東西長76.10 km，南北寬49.30 km，總面積1 915 km2。該化工專業(yè)園區(qū)4×30 MW 熱電聯(lián)產(chǎn)工程位于桐柏縣某鄉(xiāng)鎮(zhèn)化工專業(yè)園區(qū)堿都大道以南，40 號路以西，13 號路以北地塊，占地面積約25.66 hm2。

1.3 水文氣象

桐柏縣境內(nèi)地表水以縣城西淮源鎮(zhèn)固廟村的西嶺和西北大河鎮(zhèn)土門村的新坡嶺一線為分水嶺，東屬淮河流域淮河水系，西屬長江流域三夾河水系。流域面積在100 km2以上的河流有10條。桐柏縣屬亞熱帶季風型大陸性半濕潤氣候，兼有亞熱帶和暖溫帶的一般特征。四季分明，溫暖濕潤，雨量充沛，多年平均降雨量985.10 mm，其空間分布特點：東南部偏多，向北、西部遞減。多區(qū)域內(nèi)降水受大氣環(huán)流季節(jié)性變化和地形的影響，降水量年內(nèi)分配很不均衡，降水量的年際變化也非常大。桐柏縣汛期（6-9月份）降水量集中，汛期4個月的多年平均降水量為604.90 mm，占全年降水量的61.40%；非汛期的8個月為少雨季節(jié)，多年平均降水量380.20 mm，占全年的38.60%。尤其年初1月和年末12月份降水量更少，多年平均不足20 mm。年最大降水量1 442 mm（1956年），是多年均值的1.50倍；年最小降水量583.80 mm（2001年），豐枯年降水量之比達2.50倍。在50年系列資料中，年平均降水量在1 000 mm 以上的年份有25年，800～1 000 mm 之間的有18 年，其余12 年在500～800 mm之間。年平均徑流深420 mm，年均雨日為114.40 d。年平均氣溫14.90 ℃，最高氣溫41.10 ℃，最低氣溫-20.30 ℃。多年蒸發(fā)量1 843 mm。年日照時數(shù)2 026.70 h，年均日照率為45%。無霜期227 d，初霜期約11月7日，終霜期約為3月25日。年均風速1.90 m/s，最大風速20 m/s，最大凍土深度0.30 m。

2 取水對區(qū)域水資源和水生態(tài)的影響

2.1 對區(qū)域水資源的影響

2.1.1 對區(qū)域水資源可利用量及其配置方案的影響

桐柏縣某化工專業(yè)園區(qū)4×30 MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目提出的備選水源有：某污水凈化有限公司再生水和石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程石步河水庫地表水。其中污水處理廠再生水作為循環(huán)水系統(tǒng)補水，石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程地表水用于鍋爐用水，同時作為熱電廠利用再生水的備用水源。

該項目年取水總量為414 萬m3（689.91 m3/h），正常情況下取用再生水44.95萬m3（74.91 m3/h），取用石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程供水365.40萬m3（609 m3/h），生活用水由園區(qū)自來水通過管網(wǎng)供給，年供水量3.65萬m3。符合河南省水利廳《關(guān)于河南省桐柏縣石步河水庫水資源論證報告書的審批》要求，建設(shè)項目按照區(qū)域水資源配置方案取水，符合南陽市水資源綜合規(guī)劃要求。

2.1.2 對水生態(tài)的影響

根據(jù)熱電廠規(guī)劃設(shè)計，在熱電廠冷卻水循環(huán)系統(tǒng)補水采用備用水源供水情況下，建設(shè)項目從石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程取水414萬m3（689.91 m3/h），因此，建設(shè)項目的用水主要是對三夾河流域河川徑流的影響。桐柏縣某化工專業(yè)園區(qū)4×30 MW熱電聯(lián)產(chǎn)項目取水占石步河水庫不同保證率來水量的比例見表1。

表1 熱電聯(lián)產(chǎn)項目取水占石步河水庫入庫徑流量百分比表

根據(jù)表1計算結(jié)果，石步河水庫多年平均來水量10 536萬m3，在建設(shè)項目生產(chǎn)用水全部取用石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某棚化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程供水情況下（熱電廠取水最大），建設(shè)項目取水量占石步河水庫多年平均來水量的3.93%。在頻率P=75%的偏枯年份，石步河水庫來水量5 900 萬m3，熱電廠取水量占水庫來水量的7.02%。即使在頻率P=97%的特枯年份，石步河水庫來水量2 107 萬m3，熱電廠取水量占水庫來水量的19.65%。

由于石步河灌區(qū)近期最大灌溉面積為333.33 hm2，占原規(guī)劃設(shè)計0.20萬hm2灌溉面積的1/6，因此，石步河水庫水量利用系數(shù)較低，棄水較多，總體來看對石步河下游水資源影響較小。特別是豐水年及豐水期，對下游影響很小。按照石步河水庫水量調(diào)度方案，枯水年、平水年的枯水期水庫需向下游河道補充生態(tài)用水，保證下游河道生態(tài)流量不小于0.35 m3/s。建設(shè)項目取水對石步河下游水資源量有一定的影響，但影響有限。三夾河平氏站多年平均徑流量為2.36 億m3，熱電廠最大取水量僅占其徑流量的1.75%，熱電廠取水對三夾河流域河川徑流造成的影響很小。

2.1.3 對水功能區(qū)納污能力的影響

根據(jù)石步河水庫水資源論證，通過水庫的調(diào)蓄興利，可有效改變徑流的時空分布，每年可向下游提供灌溉用水及工業(yè)供水約1 720萬m3，有效緩解當?shù)厮Y源供需矛盾。石步河水庫工程在區(qū)域水資源優(yōu)化配置方面將發(fā)揮不可替代的重要作用，有利于區(qū)域水資源的合理開發(fā)和利用。枯水年或平水年的枯水期，河道徑流量小會影響水功能區(qū)的納污能力。該熱電聯(lián)產(chǎn)工程項目利用石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程供水365.40萬m3（609 m3/h），小于石步河水庫配置給化工專業(yè)園區(qū)的500 萬m3/a 工業(yè)用水量，同時，在枯水年或平水年的枯水期石步河水庫向下游河道生態(tài)補水，保證下游河道生態(tài)流量不小于0.35 m3/s的情況下，建設(shè)項目取水對下游河道的水功能區(qū)納污能力影響有限。

2.2 對其他用戶的影響

桐柏縣某化工專業(yè)園區(qū)4×30 MW熱電聯(lián)產(chǎn)工項目規(guī)劃利用污水處理廠再生水，再生水目前尚未規(guī)劃利用，因此，選用污水處理廠再生水作為循環(huán)水系統(tǒng)補水，水源既對熱電廠供水有保證，又不影響其它用水戶。熱電廠選用石步河水庫下游農(nóng)業(yè)灌溉暨某化工專業(yè)園區(qū)工業(yè)供水工程原水作為鍋爐用水水源，同時也作為再生水的備用水源。建設(shè)項目取水屬于占用石步河水庫配置給某化工專業(yè)園區(qū)500 萬m3/a 工業(yè)用水量中的一部分，熱電廠取水主要影響園區(qū)工業(yè)取水戶。新增取水量替代了關(guān)閉鍋爐和新增用汽戶的鍋爐系統(tǒng)用水，因為熱電聯(lián)產(chǎn)項目的熱效率、用水效率高，置換節(jié)約出一定的可利用水資源量，綜合平衡后，對化工專業(yè)園區(qū)的其他取用水戶的影響是正面的。

2.3 建設(shè)項目退水影響

建設(shè)項目工業(yè)廢水和生活污水全部回收利用，無廢污水外排，不需要設(shè)置入河排污口，且項目建成投產(chǎn)后，在正常水源供水情況下，取用污水處理廠再生水44.95 萬m3（74.91 m3/h），削減了園區(qū)排入鴻鴨河及下游三夾河的污水量和污染物排放量，建設(shè)項目有利于水環(huán)境的達標。

3 結(jié)語

該項目取水方案符合新建電廠優(yōu)先利用城鎮(zhèn)再生水，合理利用地表水，嚴格限制開發(fā)地下水的用水要求，符合優(yōu)水優(yōu)用、優(yōu)化配置原則。項目建成投產(chǎn)后，將關(guān)閉園區(qū)內(nèi)的燃煤小鍋爐，并為園區(qū)新增用汽戶集中供汽，提高了水資源的利用效率，總體上會增加區(qū)域可利用水資源量，也有利于桐柏縣的節(jié)能減排和用水效率指標的提高。