某热电联产项目取水对区域水资源和水生态的影响

朱晓霞

（桐柏县水利局，河南 桐柏 474750）

1 项目概况

1.1 引言

该热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，成为循环经济的一种发展模式。国家“十二五”规划纲要明确提出，优先发展大中城市、工业园区热电联产机组。为了响应国家节能减排政策，根据《桐柏县安棚化工专业园区发展规划（2013-2025）》《桐柏县安棚化工专业园区热电联产规划（2014-2025）》，实施“桐柏县某化工专业园区4×30 MW热电联产工程”，该项目建设规模为5×260 t/h循环流化床锅炉和4×30 MW 抽汽背压式汽轮发电机组，分两期建设。一期建设3×260 t/h循环流化床锅炉和2×30 MW抽汽背压式汽轮发电机组；二期建设2×260 t/h 循环流化床锅炉和2×30 MW抽汽背压式汽轮发电机组。

1.2 地理位置

桐柏县位于河南省南部，南阳盆地东缘，豫鄂两省交界处，地理位置为北纬32°17′～32°43′，东经113°00′～113°49′，属淮河发源地，跨长江、淮河两大流域，东邻信阳，南接湖北省随州、枣阳两市，西与唐河县接壤，北连泌阳、确山县。全境东西长76.10 km，南北宽49.30 km，总面积1 915 km2。该化工专业园区4×30 MW 热电联产工程位于桐柏县某乡镇化工专业园区碱都大道以南，40 号路以西，13 号路以北地块，占地面积约25.66 hm2。

1.3 水文气象

桐柏县境内地表水以县城西淮源镇固庙村的西岭和西北大河镇土门村的新坡岭一线为分水岭，东属淮河流域淮河水系，西属长江流域三夹河水系。流域面积在100 km2以上的河流有10条。桐柏县属亚热带季风型大陆性半湿润气候，兼有亚热带和暖温带的一般特征。四季分明，温暖湿润，雨量充沛，多年平均降雨量985.10 mm，其空间分布特点：东南部偏多，向北、西部递减。多区域内降水受大气环流季节性变化和地形的影响，降水量年内分配很不均衡，降水量的年际变化也非常大。桐柏县汛期（6-9月份）降水量集中，汛期4个月的多年平均降水量为604.90 mm，占全年降水量的61.40%；非汛期的8个月为少雨季节，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），丰枯年降水量之比达2.50倍。在50年系列资料中，年平均降水量在1 000 mm 以上的年份有25年，800～1 000 mm 之间的有18 年，其余12 年在500～800 mm之间。年平均径流深420 mm，年均雨日为114.40 d。年平均气温14.90 ℃，最高气温41.10 ℃，最低气温-20.30 ℃。多年蒸发量1 843 mm。年日照时数2 026.70 h，年均日照率为45%。无霜期227 d，初霜期约11月7日，终霜期约为3月25日。年均风速1.90 m/s，最大风速20 m/s，最大冻土深度0.30 m。

2 取水对区域水资源和水生态的影响

2.1 对区域水资源的影响

2.1.1 对区域水资源可利用量及其配置方案的影响

桐柏县某化工专业园区4×30 MW热电联产项目提出的备选水源有：某污水净化有限公司再生水和石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程石步河水库地表水。其中污水处理厂再生水作为循环水系统补水，石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程地表水用于锅炉用水，同时作为热电厂利用再生水的备用水源。

该项目年取水总量为414 万m3（689.91 m3/h），正常情况下取用再生水44.95万m3（74.91 m3/h），取用石步河水库下游农业灌溉暨化工专业园区工业供水工程供水365.40万m3（609 m3/h），生活用水由园区自来水通过管网供给，年供水量3.65万m3。符合河南省水利厅《关于河南省桐柏县石步河水库水资源论证报告书的审批》要求，建设项目按照区域水资源配置方案取水，符合南阳市水资源综合规划要求。

2.1.2 对水生态的影响

根据热电厂规划设计，在热电厂冷却水循环系统补水采用备用水源供水情况下，建设项目从石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程取水414万m3（689.91 m3/h），因此，建设项目的用水主要是对三夹河流域河川径流的影响。桐柏县某化工专业园区4×30 MW热电联产项目取水占石步河水库不同保证率来水量的比例见表1。

表1 热电联产项目取水占石步河水库入库径流量百分比表

根据表1计算结果，石步河水库多年平均来水量10 536万m3，在建设项目生产用水全部取用石步河水库下游农业灌溉暨某棚化工专业园区工业供水工程供水情况下（热电厂取水最大），建设项目取水量占石步河水库多年平均来水量的3.93%。在频率P=75%的偏枯年份，石步河水库来水量5 900 万m3，热电厂取水量占水库来水量的7.02%。即使在频率P=97%的特枯年份，石步河水库来水量2 107 万m3，热电厂取水量占水库来水量的19.65%。

由于石步河灌区近期最大灌溉面积为333.33 hm2，占原规划设计0.20万hm2灌溉面积的1/6，因此，石步河水库水量利用系数较低，弃水较多，总体来看对石步河下游水资源影响较小。特别是丰水年及丰水期，对下游影响很小。按照石步河水库水量调度方案，枯水年、平水年的枯水期水库需向下游河道补充生态用水，保证下游河道生态流量不小于0.35 m3/s。建设项目取水对石步河下游水资源量有一定的影响，但影响有限。三夹河平氏站多年平均径流量为2.36 亿m3，热电厂最大取水量仅占其径流量的1.75%，热电厂取水对三夹河流域河川径流造成的影响很小。

2.1.3 对水功能区纳污能力的影响

根据石步河水库水资源论证，通过水库的调蓄兴利，可有效改变径流的时空分布，每年可向下游提供灌溉用水及工业供水约1 720万m3，有效缓解当地水资源供需矛盾。石步河水库工程在区域水资源优化配置方面将发挥不可替代的重要作用，有利于区域水资源的合理开发和利用。枯水年或平水年的枯水期，河道径流量小会影响水功能区的纳污能力。该热电联产工程项目利用石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程供水365.40万m3（609 m3/h），小于石步河水库配置给化工专业园区的500 万m3/a 工业用水量，同时，在枯水年或平水年的枯水期石步河水库向下游河道生态补水，保证下游河道生态流量不小于0.35 m3/s的情况下，建设项目取水对下游河道的水功能区纳污能力影响有限。

2.2 对其他用户的影响

桐柏县某化工专业园区4×30 MW热电联产工项目规划利用污水处理厂再生水，再生水目前尚未规划利用，因此，选用污水处理厂再生水作为循环水系统补水，水源既对热电厂供水有保证，又不影响其它用水户。热电厂选用石步河水库下游农业灌溉暨某化工专业园区工业供水工程原水作为锅炉用水水源，同时也作为再生水的备用水源。建设项目取水属于占用石步河水库配置给某化工专业园区500 万m3/a 工业用水量中的一部分，热电厂取水主要影响园区工业取水户。新增取水量替代了关闭锅炉和新增用汽户的锅炉系统用水，因为热电联产项目的热效率、用水效率高，置换节约出一定的可利用水资源量，综合平衡后，对化工专业园区的其他取用水户的影响是正面的。

2.3 建设项目退水影响

建设项目工业废水和生活污水全部回收利用，无废污水外排，不需要设置入河排污口，且项目建成投产后，在正常水源供水情况下，取用污水处理厂再生水44.95 万m3（74.91 m3/h），削减了园区排入鸿鸭河及下游三夹河的污水量和污染物排放量，建设项目有利于水环境的达标。

3 结语

该项目取水方案符合新建电厂优先利用城镇再生水，合理利用地表水，严格限制开发地下水的用水要求，符合优水优用、优化配置原则。项目建成投产后，将关闭园区内的燃煤小锅炉，并为园区新增用汽户集中供汽，提高了水资源的利用效率，总体上会增加区域可利用水资源量，也有利于桐柏县的节能减排和用水效率指标的提高。