新建供热项目水资源状况及开发利用潜力分析

姬红旗

（商丘市水利施工总队，河南 商丘 476000）

0 引言

随着中国人口的不断增加，工业经济的快速发展，地表水资源短缺的形势越来越严峻。在这种形势下，必然要求经济发展布局、国民经济建设发展规划、重大建设项目的兴建要充分考虑水资源条件，并通过开发建设项目水资源论证，保证建设项目水源供水的安全可靠性。

1 项目概况

该新建循环流化床供热锅炉项目建设规模3×75 t/h，项目性质供热供能。工程在原有厂区北侧进行扩建，总占地面积33 300 m2，厂区分为办公室生活区、生产区、辅助生产区、燃料堆放区。办公室生活区利用现有厂区办公楼，位于现有厂区南，燃料堆放区位于厂区中部。主厂房及锅炉位于厂区北部，并规划了输煤走廊与前期上煤系统进行衔接。工程主要包括主厂房、迎风机房、空压机房、水处理间、煤场等，其中水处理间、煤场在现有工程水处理和煤场处扩建，其余土建工程均新建。工程主要设备包括循环流化床锅炉、破碎机、筛分析、软化水处理系统、冷渣机、布袋除尘器、NID脱硫系统等。

项目处于某市高新区，区内无可满足项目利用的中水、地表水，且项目由于供热、供气的主要对象为乳业、药业等公司，对水质要求较高，因此项目选用水质较好的中深层地下水作为取水水源，确保企业用气安全。项目区位于地下水限采区之外，采用中深层地下水作为供水水源符合水资源管理的要求。

2 水文地质

根据含水介质性质，分析区地下水分为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水。由于碳酸盐岩分布广、面积大，岩溶水在占主导地位，是净水厂的主要水源，碳酸盐岩根据含水层岩性组合特征，可分为不纯碳酸盐岩含水层和纯碳酸盐岩含水层。

3 河流水系与水利工程

该市分属黄、海2 大水系，流域面积在1 000 km2以上的河道5条，除黄河、沁河2条大型河道外，还有丹河、大沙河、新蟒河3条中型河道，流域面积在100 km2以上的小型河道有14条。

大沙河发源于山西省太行山区，是海河流域卫河的源头支流，流经修武、博爱、武陟、焦作市区，于修武县官司桥村出境，流至新乡县合河村与其他支流汇合后称卫河。大沙河在焦作出境断面以上流域面积约1 664 km2，其中山区面积约占60%。主要支流有幸福河、将沟、新河、山门河等。大沙河是厂址附近的主要地面水体，也是当地主要纳污河道，沿途有许多废水排入，河水的主要污染物是COD和油类。

全市现有5座中型水库和21座小型水库，蓄水能力达1.50亿m3；有万亩以上灌区17 处，设计灌溉面积达10.13 万hm2；机电排灌站880 处，装机容量达1.90 万kW；机电井44 379 眼；骨干河道堤防497 km；中小型水闸78座等一批水利工程，初步形成了拦、蓄、引、提、灌、排等较为完善的水利工程体系。

全市1 845 个行政村，其中山丘区274 个行政村，平原区1 571个行政村，截至2014年底，先后实施了16批农村饮水安全工程，累计投入资金6.69亿元，建各类饮水工程972处，解决了全市133.13万人的饮水安全问题，使群众吃上了放心水，取得了“小工程，大德政”的良好效果。

4 水资源状况

4.1 水资源量及时空分布特点

4.1.1 地表水资源数量及其分布

受降水和下垫面条件的影响，径流量的地区分布与降雨在区域上的分布相似，山丘区大于平原区，北部大于南部，径流量由南向北逐渐增加。

分析区河流的径流量主要是由降水补给，呈现汛期径流比较集中，最大与最小月径流相差悬殊，不同季节径流变化较大等特点。径流的多年变化，较降雨更为剧烈，主要表现在最大与最小年径流倍比更加悬殊。分析区地表水资源量具体分布见表1。

表1 分析区天然径流量表

4.1.2 地下水资源量及其时空分布特征

分析区多年平均地下水资源量为7 657万m3/a，其中：山丘区为4 995 万m3/a，平原区为4 260 万m3/a，山区与平原区的重复量为1 598万m3/a。分析区地下水资源量见表2。

表2 分析区多年平均地下水资源量表 单位：104 m3/a

由于流域浅层地下水补给受地形地貌、地层岩性和结构、植被、水文气象、水利工程及灌溉方式等因素的制约，分析区地下水资源量在区域分布上有较大的差异，地下水资源模数总趋势是北部大、南部小；山立脚点倾斜平原比一般平原区水资源模数要大，一般平原区要比地下水超采漏斗区大；有灌区和引水条件好的区，产生渠系渗漏补给和渠灌田间入渗补给量大，其地下水资源模数比邻近平原区大。

4.2 水功能区水质及变化情况

分析范围内，项目涉及的水功能区分别为：大沙河博爱县排污控制区，大沙河修武县农业用水区，大沙河修武县排污控制区，新河焦作市景观娱乐区，新河焦作市排污控制区。除新河焦作市景观娱乐区水质目标为Ⅳ类水以外，其余4个水功能区的水质目标均为V类水。

5 水资源开发利用现状分析

5.1 供水工程与供水量

供水设施是水资源利用的重要条件之一，供水设施遍布国民经济的各个方面。分析区供水工程设施依水源类型大体上分为地表水和地下水2 种供水工程设施。地表水源供水工程设施依工程类型分为蓄水、引水和提水3 种，地下水源供水工程设施依工程类型又分为浅层地下水源及深层地下水源2 种供水设施。

5.1.1 地表水供水工程

①蓄水工程主要包括水库和塘堰坝，分析区内已建成1座中型水库，库容1 660万m3，建成各种塘坝162处，总蓄水容量118万m3。目前分析区内各类蓄水工程总库容达1 778万m3。②引水工程，分析区内涉及已建成灌溉面积在万亩以上的引水工程共计3处，设计灌溉面积7 600 hm2，有效灌溉面积2 300 hm2。③提水工程利用动力机械来实现用水目的工程即为提水工程。分析区已建成机电排灌站共计40处，总装机容量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机械取水2种形式。目前，土井人工取水方式主要存在于山区和机械、电力条件缺乏的地方，其用途也基本上为农村生活用水，该部分在地下水的供水量中所占份额很小。机械取水方式为利用动力机械开采地下水，由于动力形式不同而分为电配井和机配井。

现状年分析区配套井共计1 950眼，合计装机容量13.86×103kW。其中电配井1 928眼，装机容量13 700 kW。机配井22眼，装机容量160 kW。

5.2 用水量、用水水平和用水结构

5.2.1 用水量

2011年市区总用水量为1.46亿m3，其中：农田灌溉用水量0.22亿m3；林牧渔畜用水量0.06亿m3；工业用水量0.70亿m3；城镇公共用水量0.06亿m3；居民生活用水量0.32亿m3；生态环境用水量0.10亿m3。

2012年市区总用水量为1.80亿m3，其中：农田灌溉用水量0.45 亿m3；林牧渔畜用水量0.06 亿m3；工业用水量0.77 亿m3；城镇公共用水量0.07亿m3；居民生活用水量0.34亿m3；生态环境用水量0.12亿m3。

2013年市区总用水量为1.93亿m3，其中：农田灌溉用水量0.63亿m3；林牧渔畜用水量0.07亿m3；工业用水量0.68亿m3；城镇公共用水量0.09亿m3；居民生活用水量0.35亿m3；生态环境用水量0.13亿m3。

2014年市区总用水量为1.48亿m3，其中：农田灌溉用水量0.33亿m3；林牧渔畜用水量0.04亿m3；工业用水量0.63亿m3；城镇公共用水量0.08亿m3；居民生活用水量0.33亿m3；生态环境用水量0.08亿m3。

2015年市区总用水量为1.54亿m3，其中：农田灌溉用水量0.30亿m3；林牧渔畜用水量0.04亿m3；工业用水量0.50亿m3；城镇公共用水量0.09亿m3；居民生活用水量0.41亿m3；生态环境用水量0.20亿m3。

5.2.2 用水水平

分析区现状年（2015）万元GDP用水量为35.64 m3/万元，万元工业增加值用水量26.67 m3/万元，居民生活平均用水量为110.46 L/（人·d），工业耗水率为18.50%，居民生活耗水率为44.40%。

表3 2011-2015年分析区用水水平一览表

5.2.3 用水结构

现状年农业用水占比为19.23%，林牧渔畜用水占比为2.40%，工业用水占比为32.68%，城镇共用水占比为5.78%，居民生活用水占比为26.86%，生态环境用水占比为13.04%。分析区已建成区为主，用水量中工业用、城镇生活用水占比分列一、二，农业用水量占比为第三，且受降水影响较大。因此通过连续五年资料分析可以看出，区内的用水结构比较稳定，用水量年际变化较小。

5.3 存在问题

①平原区浅层地下水开采利用程度普遍较高，局部地区出现地下水降落漏斗，且由于矿渣的乱堆乱放，地表水污染严重，地表污水的渗漏造成地下水水质的恶化，主要表现在离子Cl－增加，水质变咸。分析区内某单位岩溶水自备井1999年Cl－含量为141.10 mg/L，2000年为517.61 mg/L，2001年为1 258.60 mg/L，2002年4月上升至2 135 mg/L，是国家饮用水标准的8.54倍。②矿井水资源利用程度较低。分析区地下水开采的主要方式是矿井排水，矿井水利用总量平均为1.97 m3/s，占焦作矿井排水总量的31.47%，利用率较低。③区内乡镇企业排放的污水和煤矿排出的含煤废水不经处理直接进入河道，枯水时河流全为劣V类水，丧失了开发利用价值。

6 水资源开发利用潜力分析

6.1 水资源管理三条红线指标及其落实情况

现状年分析区用水总量控制指标为：万元GDP用水量指标为61.80 m3/万元，万元工业增加至用水量指标为29.30 m3/万元；用水总量控制指标为2.44亿m3；水功能区达标率为37.50%。根据2015 年水资源公报，分析区万元GDP 用水量为35.64 m3/万元，万元工业增加值用水量26.67 m3/万元，用水效率满足红线指标要求；用水总量1.54亿m3，满足总量控制红线指标；水功能区达标评价的达标率为37.50%，满足纳污总量控制指标。

6.2 开发利用潜力分析

从水资源量和公用水量对照分析不难得出：分析区现状年地下水供水量和地表水供水量均超过其资源量，表明外流域调水和超采地下水成为解决需水问题的主要方式，常规水源无潜力可供挖掘。与之对应的是非常规水源有较大的开发潜力，具体体现如下：①煤矿的疏干排水只有小部分得到利用，大部分白白流掉；②污水处理能力尚有提升空间，污水再生资源建设相对滞后；③缺乏控制性蓄水工程，地表水资源开发利用率较低，汛期洪水资源难以利用。

7 结语

综合理性分析后核定生活用水指标较合理，锅炉补给水等比较合理，锅炉补充水用水量为153 m3/h，循环冷却水补水为2.70 m3/h，生活用水为0.50 m3/h，工业总用新水量为183.70 m3/h，输煤栈桥冲洗用水为7.20 m3/h，NID脱硫系统用水为3 m3/h，主厂房冲洗用水为0.60 m3/h，油区用水为0.30 m3/h。循环冷却水循环水量为302.70 m3/h。