对苏打水建设项目水资源论证实例分析

栾晓燕

(齐齐哈尔市水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

1 项目概况

水之源(中国)有限公司年产30万t天然矿泉苏打水建设项目位于齐齐哈尔市克山县克山镇东7.5km处，行政区划属克山县河北乡新农村郑家窝棚屯。2015年6月建设项目打深水井一眼，通过对该深水井抽水试验：抽水水位降深33.0m，单井涌水量为20m3/h，经取样化验确认地下水水化学类型为重碳酸钠型水，水中重碳酸含量达到254.41mg/L，钠离子含量116.60mg/L， pH值为8.7。

2 水资源论证范围

2.1 分析范围

应以建设项目取用水有直接影响关系的区域为基准，结合取水用水总量控制和水功能区限制纳污控制要求，统筹考虑流域与行政区域水资源管理要求；以地下水为水源的建设项目宜以取水水源论证范围为基准并考虑水文地质单位的完整性确定分析范围。该项目位于乌裕尔河流域，水文地质单位为松嫩高平原北部区，该项目分析范围以较完整的水文地质单元及克山县行政区所涉及的范围2546.74km2为分析范围。

2.2 论证范围

依据项目所在的水文地质单元含水层组的空间分布特征，应在地下水水位降落漏斗及其影响范围的基础上适当外延面积136.4km2作为地下水取水水源论证范围。取水影响范围选择预测20年后单井影响半径所涉及的范围及克山镇供水工程现状及规划供水范围54.5km2作为本项目取水影响范围。

3 水资源及其开发利用状况分析

3.1 基本情况分析

1)自然地理及社会经济。克山县位于黑龙江省中部，齐齐哈尔市东北部,地处小兴安岭东麓与松嫩平原连接的过渡地带,地理坐标E125°10′-126°10′，N47°50′至48°35′。县境东邻克东县,南接拜泉县,西至依安县,西北与讷河市相连,东北与五大连池市接壤，详见克山县交通位置图。克山县隶属于黑龙江省齐齐哈尔市，辖区总面积3186km2，全县共设15个乡镇，212个行政村，666个自然屯，21个农林牧场及驻军农场。克山县境内共有12.14万户居民，总人口49万人。全县人口中农业人口38.45万人，占78.5%；城镇人口10.55万人，占21.5%。县内共有汉、满、回、蒙古、朝鲜、达斡尔、鄂伦春、布依、柯尔克孜等15个民族，其中汉族人口占全县总人口的98%。人口密度平均为134.9人/km2，克山镇人口密度最大。克山县人民政府驻地设在克山镇，克山镇是克山县政治、经济、文化、交通中心。克山镇行政区面积45.2km2，镇内现有人口7.59万人，工业总产值3.2亿元，克山镇是以食品、纺织业为主，建材工业、饲料加工为辅的城镇，齐北铁路、碾北公路及地方公路四通八达，连接各乡镇所在地，形成了完整的交通网络。

2)水文气象。克山县地处中高纬度，属中温带大陆性季风气候，寒暑变化明显，温差悬殊。春季多风少雨，气温变化剧烈且回升快，一次升温可达20 ℃；夏季热量充足，利于作物生长发育，7月平均气温可在21.0 ℃左右；秋季降温快秋霜早，常在9月就有早霜冻出现；冬季漫长严寒，每当强冷空气南下，气温急剧下降，其中1月平均气温可达-22.9℃。本县境内的气温变化，全年有5个月平均气温稳定在零摄氏度以下，日平均气温达零度以上的日数为195d，日平均气温稳定在10℃以上的日数为133d，无霜期为120d左右，多年平均气温2.5℃,近年来由于受温室效应影响,气温有逐年升高趋势。 本县多年平均降水量为505.2mm，多年平均降水量CV为0.22，丰水年(频率20%)降水量为569.8mm，平水年(频率50%)降水量为473.2mm，枯水年(频率75%)降水量为405.6mm。多年平均地表径流量1.93×108m3，变差系数1.93,丰水年(频率20%)地表径流量为3.01×108m3,平水年(频率50%)地表径流量为1.51×108m3，枯水年(频率75%)地表径流量为0.77×108m3。由于受自然因素影响，降水量年际变化较大，年最大降水量743.9mm(1957年)，年最小降水量为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，占全县总降水量的83.2%，然而6-9月份的降水量又集中在4-5次较大的降水过程中，10月到翌年5月的降水量比较小，仅占年降水量的20%，常造成春旱，给农田播种造成一定的影响，农作物生长需水量大的5-6月的降水量仅占全年降水量的21.6%。降水时空的分布不均，是本县降水的主要特点。县蒸发量处于齐齐哈市区的中高值，蒸发量的大小变化，随经纬度及地形、地势的高度而差异,蒸发量由东北向西南递增，多年平均蒸发量为750.6mm(E601)。由于受大陆性季风气候影响，年蒸发量分配很不均衡，其中冬季(12-3月)蒸发量占全年的7.3%；春季(4-6月)蒸发量占全年的46.2%；夏季(7-9月)蒸发量占全年37.8%；秋季(10-11月)蒸发量占全年的8.4%。

全年平均风速为3.1m/s(合风力2级左右)，全年中春季的4月平均风速最大，为4.4m/s。风速一般是以3月下旬开始增大，到5月下旬减小。夏季的7、8月较小，秋季的10月平均风速3.4m/s，仅次于春季。境内历年风向频率除静风外，西北风最多，其次是西南风和北风。风向频率季节性变化比较明显。夏季的6、7月份盛行偏东风，其它各月多为西北风，其中春季5月的西南与西北风并列为最多。

3)河流水系。流经区内的主要河流有乌裕尔河及其支流东西大沟。乌裕尔河位于县境南部，距县城南0.5km。该河发源于小兴安岭西南麓山前台地的沼泽湿地中，东自克山县河北乡郭家村流入县境，流经县内的河南、双河、滨河等5个乡镇，西至克山县古城镇日新村与鳌龙沟汇合后出境，流入依安县。克山镇内河流长6.0km，平均水面宽度15m。每年的11月末至翌年的4月封冻，河水基本断流，据依安站水文资料分析，该河年最大径流量为18.95亿m3(1961年)，年最小径流量为0.56亿m3(1976年)。多年平均径流量为4.62亿m3，枯水年(频率75%)为2.41亿m3,丰水年(频率20%)为8.93亿8m3，进入克山县境内的多年平均入境水量为4.79亿m3。乌裕尔河是克山镇地表径流及排污的主要途径。东西大沟汇集区内大气降水，形成季节性地表水径流，雨季溪流涓涓，旱季干枯断流。镇内青年庄水库以防洪为主，兼有水土保持和水产养殖为目的的兴利水库，对下游防洪、水土保持及地下水补给都有重要的意义。

3.2 水资源量分析

1)分析区地表水资源量。依据《克山县地下水资源开发利用规划报告》、《齐齐哈尔市水资源开发利用规划报告》，同时参考《黑龙江省水资源综合规划报告》(二次评价)成果，克山县多年平均降水量15.4×108m3，丰水年(P=20%)降水量为18.5×108m3，平水年(P=50%)降水量为15.1×108m3(P=50%)，枯水年(P=75%)降水量为12.9×108m3。多年平均径流深50mm，折合地表径流量为1.55×108m3，丰水年(P=20%)地表径流量为3.01×108m3，枯水年(P=75%)地表径流量为0.62×108m3。

2)地下水资源量。克山县多年平均地下水总补给量为1.73×108m3，补给模数为5.43×104m3/a·km2。地下水可开采量1.29×108m3/a，地下水可开采模数4.05×104m3/a·km2。

3)水资源总量。经计算分析区内多年平均地表水资源量为1.27×108m3，多年平均地下水资源量为1.43×108m3，分析区内多年平均水资源总量为2.70×108m3。

从20世纪30年代开始国内外学者工程师就对负摩阻力进行试验和理论研究，取得了很多成果。研究主要集中在：理论研究方面，利用线性协调[1]、力的平衡[2-3]、弹性理论[4-5]等方法计算摩阻力的分布；利用荷载传递法预测单桩负摩阻力分布；试验方面主要通过桩摩阻力现场试验[6-10]和室内模拟试验[11-12]两种方式测出中性点的位置和摩阻力的分布；利用有限元方法计算摩阻力的分布[13-14]。上述方法中现场原位试验法费工费时、耗资巨大。而有限元法需要确定很多的参数，计算起来不方便。

3.3 供水工程现状分析

分析区内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业、城镇生活、农业灌溉及农村生活开采井。

1)地表水供水工程。分析区现有蓄水工程73座，总库容5090×104m3，兴利库容2457×104m3，设计灌溉面积2.271×104亩，设计灌溉供水量887×104m3。其中中型水库1座，总库容2903×104m3，兴利库容1883×104m3，设计灌溉面积1.028×104亩，设计灌溉供水量596×104m3。小型水库18座，总库容2187×104m3，兴利库容574×104m3，设计灌溉供水量291×104m3。引水工程1处，引水规模为2.04 m3/s，设计灌溉面积5×104亩，设计灌溉供水量5000×104m3；提水工程1处，提水规模1.27m3/s，计灌溉面积1.28×104亩，设计灌溉供水量520×104m3。

2)地下水供水工程。分析区地下水供水工程共有机电井14974眼(开采深层水的井数659眼，浅层水井数14315眼)，其中市政水源井采井12眼，企事业自备井42眼，农村机电井8234眼，人力井6686眼。克山县境内现状无井灌区。

3)现状供水量。依据齐齐哈尔市水利勘测设计研究院2015年5月提交的《齐齐哈尔市最严格的水资源管理制度县级三条红线控制指标分解报告》本项目所在的水功能区四级流域区为乌裕尔河流域区，乌裕尔河流域在克山县流域面积为2546.74km2，克山县乌裕尔河流域水资源量总量为2.70亿m3，其中：地表水资源量为1.27亿m3，地下水资源量为1.43亿m3，水资源可利用量1.09亿m3。依据齐齐哈尔市实行最严格的水资源管理制度“三条红线”控制指标分解报告， 2015年克山县乌裕尔河流域总用水量为7584万m3，其中：地表水5055万m3,地下水2526万m3。2030年克山县乌裕尔河流域总用水量控制在7978万m3，其中：地表水总用水量控制在4740万m3、地下水总用水量控制在3238万m3。克山县地下水资源开采利用主要集中在克山镇及其他乡镇的城市供水及分散的农村人畜饮水，仅部分旱田及水田开采利用上层潜水进行灌溉，克山镇内镇地下水开发利用集中，主要用于市政供水及少分布企事业开采利用地下水。

4)用水水平与用水效率。现状水平年本区人均城镇综合生活用水定额为50L/人·d，低于黑龙江省中、小城市日平均综合生活用水定额70-120L/人·d 的下限用水水平；区内工业用水重复利用率为82%，高于其提出的重复利用率为70%的指标要求，工业企业节水水平较高。

区域内水田渠灌净定额为480m3/亩，与《黑龙江省地方标准用水定额》(DB23/T 727-2010)中水稻浅型节水灌溉净定额430-500m3/亩相比，用水定额偏于区内上限水平，渠道灌溉水利用系数0.55，相当于《黑龙江省地方标准用水定额》(DB23/T 727-2010)中的小型渠灌区灌溉水利用系数为0.55-0.65的下限水平。因此本区渠灌水田还具有一定节水潜力[1]。

3.4 水资源开发潜力存在的主要问题

地表水开发利用现状，区内地表水主要有乌裕尔河水，克山镇内对地表水没有得到充分开发和利用，仅河谷区部分水田利用地表水灌溉。

从水文地质条件分析，区域内乌裕尔河漫滩区地下水资源较丰富，目前开发利用较低，以现有的技术经济条件，提高乌裕尔河漫滩区地下水资源利用率上有潜力。

近年来镇内市政水源井迁移至克山镇的北西体育场一带，自备井企业用水量的减少(亚麻厂等用水大户转型)致使镇内深层白垩系裂隙孔隙承压水的超采得到有效的控制和缓解。

该项目位于克山镇东7.5km处，以开采地下水为供水水源，距离克山镇地下水降落漏斗的边缘4.1km，该处地下水没有开发利用，农村饮水采取集中供水，供水水源地位于本项目东10.0km处，项目取水对克山镇供水及农村人畜用水无较大的影响，具有一定的开发利用潜力。

3.5 取水水源的可靠性

区内地下水资源天然条件下总补给量主要由侧向径流补给为主，经计算补给量为164.25×104m3/a，地下水可开采量采用开采系数法计算的地下水可开采量为82.13×104m3/a，承压水弹性储存量为67.09×104m3，可起到地下水资源的调节作用，计算的可开采量小于补给量，说明可开采量是有补给保证的。

预测该项目地下水开采10年后最大水位降深1.44m，开采20年后最大水位降深2.65m，地下水开采后对区域水资源开发利用不会产生较大的影响。

该项目设计取水量为30.29万m3/a，项目区地下水可开采量为82.13万m3/a，其开采量占可开采量的36.90%，说明可开采量是有补给保证的[2]。

3.6 取水影响和退水影响及补偿措施建议

项目取水水源为深层地下水，通过对水源地取水预测，连续开采地下水后水位降深较小，不会对区域及项目区其他用水户取水产生影响[3]。

项目生活污水及设备CIP清洗废水经自建一体化污水处理设备处理后，通过罐车运至克山县污水处理厂再处理。生产中清洗矿泉水瓶、盖的废水及冬季锅炉房用水通过管道排入厂区西侧自然水沟，然后流入乌裕尔河，完全可以实现达标排放。对生态环境及第三者产生影响较小，工程可不考虑取、退水对第三方的影响补偿。

4 结 语

通过对项目供水水源地、用水、排水进行分析论证，建设项目取水水源选择合理可行，取水量及水质满足建设项目要求；建设规模、节水模式选择合理；自建一体化污水处理设施，其退水方式及退水地点合理可行；取、退水对周边没有较大影响，工程取、退水对当地企业的影响较小，不考虑对第三者的影响补偿。

此外，还应做好以下4点：

1)加强水资源的管理，建立地下水动态长期观测井，监测水位、水量、水质变化，以便项目运行后能够及时掌握水源地开采对区域地下水水位和水质影响情况，发现问题及时处理。

2)采用节水工艺、使用先进的设备，加强节约用水力度。

3)严格控制排放污水的水质指标，不达标的污水不能排放。

4)根据国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》(国务院460号令)之规定，水行政主管部门对水资源实施统一管理的要求，工程必须实行取水登记、取水许可制度和控制污水排放制度，按批准依法取用水，因此，本建设项目在实施取水时，必须取得水行政主管部门的取水许可。