煤炭矿区水资源承载力定量研究的推广应用

摘 要：以永陇矿区为例，对矿区水资源承载力定量评价方法—供需平衡法进行了推广应用。计算结果表明，永陇矿区水资源承载力能够满足矿区开发需要，矿区废水回用对提高水资源承载力具有重要的作用。表明该方法对于矿区水资源承载力定量化研究有着积极的意义。并提出在后续应用中注意的问题及解决方法。

关键词：矿区；水资源承载力定量研究；推广应用

水资源承载力分析是制定矿区合理发展目标的基础，是矿区规划方案能否顺利实施的重要判据之一[1，2]。目前，水资源承载力评价尚没有统一的方法，但可大致分为综合评价法[3～7]和供需平衡法。通过分析各种方法在煤炭矿区规划环评中的适用性，认为供需平衡法直观、明了、数据易于获取，比较符合矿区实际，适用性较强[8]。在此基础上，笔者在主持、参与了大量煤炭矿区总体开发规划环境影响评价报告书的基础上，对水资源供需平衡法的通用模式进行了调整，提出了适合煤炭矿区水资源承载力的评价模型。

1 煤炭矿区水资源供需平衡法的一般性内容及程序

煤炭矿区水资源承载力供需平衡法的一般性内容和程序如下所述：

首先，计算矿区水资源总量W1，其计算式如下：

W1=WS+WG-WR+WT （1）

式中：WS为矿区内的地表水可利用资源量；WG为地下水可利用资源量；WR为地表水与地下水重复计算的水资源量；WT为跨流域调入评价区内的水资源量。

其次，明确评价范围内工农业发展及生态系统的需水量W2，其计算式为：

W2= WF+WA+WI+ WE+ WQ （2）

式中：WF为生活需水量；WA为评价区内的农业需水量；WI为工业需水量；WE为生态需水量；WQ为其他需水量。

第三，应根据矿区特点确定其规划需水量，具体计算式为：

W3=WM+WO-WR （3）

式中：WM为矿区各煤矿工业场地内煤炭开采、洗选等活动的需水量；WO为矿区内规划的火电、煤化工等下游产业的需水量；WR为矿区范围内可循环利用的水资源量，主要是矿井涌水的回用量。

最后，计算水资源供需平衡指数I=（W1-W2）/ W3 （4）

在明确上述各水资源供需指标的基础上，预测水平年评价区水资源的可利用数与开发需求数的比值，若I<1.2时区域水资源承载能力不足，若I在1.2～1.5之间区域水资源可以承载，若I >1.5时水资源承载能力较高。

2 水资源供需平衡法的推广应用

永陇矿区属于国家规划的13个煤炭规划基地中黄陇基地的主力矿区之一，属于未开发矿区，经济发展相对落后。选取永陇矿区作为推广对象，对于今后煤炭矿区开展水资源承载力的评估具有一定的借鉴意义。

2.1 区域水资源情况

永陇矿区所在地行政区划属于陕西省咸阳市和宝鸡市，总体规划总面积为1770km2，共划分为规划实施区（11个井田，544.4km2）、地方煤矿整合区、勘查区和城市规划区。根据《根据《宝鸡市水资源调查评价报告》和《咸阳市水资源开发利用规划》，麟游区水资源总量为12338.37万m3，见表1[9]。

表1 矿区水资源总量

2.2 规划实施区不同水平年“三生”用水量情况

规划实施区2010年和2015年“三生”用水量预测见表2。规划实施区是矿区规划项目的实施区域，因此水资源承载力分析以该区域为主。

表2 规划实施区“三”生用水情况预测表

注：① 根据《陕西省用水定额》确定各水平年城镇人口、农业人口、牲畜、农田需水定额；②《咸阳市国民经济十一五规划》提出十一五期间人口增长率为5.5‰，2010年工业产值年均增加11.9%；《咸阳市十一五水利发展规划》、《咸阳市发展循环经济十一五规划》提出2010年工业万元产值取水量比现状下降10%以上，平均在30立方米左右，2015年工业用水量按此比例外推取得；③《宝鸡市和麟游县国民经济和社会发展第十一个五年计划》，麟游县十一五期间人口增长率为6‰，工业产值年均增长20%。宝鸡市工业万元产值耗水量由2001年的79.7m3/万元降至2006年的70m3/万元，年均下降12.5%；④ 其它用水按照生活、农业和工业用水量的2%计算。⑤生态需水量取多年流域平均流量的60%。

2.3 矿区开发需水量

依据矿区规划方案及矿井建设时序，矿区规划项目需水量预测见表3。

表3 矿区需水量估算表（万m3/a）

2.4 评价区水资源承载力分析

水资源承载力采用区域供需平衡法，即预测水平年水资源的可利用数与开发需求数的比值，其比值小于1.2时区域水资源承载能力不足，比值在1.2～1.5之间区域水资源可以承载，大于1.5时水资源承载能力较高。

区域需水量和区域水资源量供需平衡分析见表4。

表4 区域供需水平衡表

从表4可以看出：从取用区域水资源量的角度出发，从取用区域水资源量的角度出发，2015年时矿区开发不需取用新鲜水，区域剩余水资源满足矿区开发需要。

3 存在问题

通过矿区水资源供需平衡法评价方法在永陇矿区的推广应用，计算结果与矿区实际情况基本吻合，表明该方法对于矿区水资源承载力的定量评价有积极的借鉴意义。但在实际应用过程中，仍要注意以下问题：

（1）煤炭矿区范围广，自然条件差异大，规划侧重点也不尽相同

在开展煤炭矿区的水资源承载力评价时，应结合矿区自身特点，对水资源供需平衡法进行必要的补充和修正，特别应根据所在区域特点对相关水资源供需指标进行调整并精确计算，从而为矿区开发规划提供科学的指导。

（2）合理确定区域的水资源量和“三生”用水量

区域水资源调查报告为区域水资源量和“三生”用水量的确定提供了合理的依据，但在基础资料缺乏的情况下，需要借鉴和查阅大量资料为区域水资源量的计算提供基础数据。

参考文献：

[1] 国家环保总局环境影响评价管理司编.战略环境影响评价案例讲评[M].北京：中国环境科学出版社，2006年11月.

[2] 冯蕊，张文妤，赵民.中国环境科学学会学术年会论文集[A].2010：1678～1682.

[3] 耿海清，刘杰，安祥华等.煤炭矿区总体规划环评中的水资源承载力评价探讨[EB/OL]. （2010-04-26） [2011-10-23]http：//davisghq.blog.sohu.com/148547064.html.

[4] 张永勇，夏军，王中根.区域水资源承载力理论与方法探讨[J].地理科学进展，2007 （2）：126-131.

[5] 曹勇健.煤炭矿区水资源承载力研究-以晋城矿区为例[J]，.科技论坛，2010 （27）：1896-204.

[6] 惠泱河，蒋晓辉，黄强等.二元模式下水资源承载力系统动态仿真模型研究[J].地理研究，2001，20（2）：191～198.

[7] 程国栋.承载力概念的演变及西北水资源承载力的应用框架[J].冰川冻土，2002，24（4）：361～367.

[8] 周艳欣，耿海清，陈帆等.煤炭矿区水资源承载力评价方法比选初探[J].2012，32 （2）：24～27

[9] 顾广明，郭欣，程水英.陕西省永陇矿区矿区总体规划修编环境影响报告书[R]，中煤科工集团西安研究院，2012.