孟州市產業集聚區供水工程水資源淺析

□董德軍（孟州市水利局）

□王文婷（焦作市水利勘測設計室）

□高利琴（河南方正水利工程咨詢有限公司）

孟州市產業集聚區供水工程水資源淺析

□董德軍（孟州市水利局）

□王文婷（焦作市水利勘測設計室）

□高利琴（河南方正水利工程咨詢有限公司）

《中華人民共和國水法》規定,國民經濟和社會發展規劃以及城市規劃、重大建設項目的布局，應當與當地水資源條件和防洪要求相適應，并進行科學論證。2002年，水利部和原國家發展計劃委員會聯合發布了《建設項目水資源論證管理辦法》，建立了建設項目水資源論證制度。孟州市產業集聚區是焦作市城市總體規劃確定的11個重點建設的產業集聚區之一，該產業集聚區現有供水工程供水能力有限，產業集聚區供水設施建設嚴重滯后，嚴重制約著產業集聚區經濟和社會的發展，通過對孟州市產業集聚區現狀用水調查分析,在業主提出取水水源的基礎上,對取水規模、取水水源及取水地點進行論證,分析本建設項目對取水和排水的利用情況和水環境影響，評價沁河供水保證程度和取水、排水對其他用水戶的影響，對該建設項目進行水資源論證是十分必要的。

孟州市；地下水；水資源論證

一、孟州市產業集聚區供水現狀

孟州市產業集聚區是焦作市城市總體規劃確定的11個重點建設的產業集聚區之一。該產業集聚區內企業現狀用水水源主要為地表水和淺層地下水。地表水利用由張厚水廠引順澗水庫和柴河水庫水直供，水質沒有進行處理，水源水質達不到企業用水水質要求；淺層地下水主要靠企業自備井開采供水，集聚區淺層地下水有限。目前產業集聚區工業用水量已達880萬m3，因受供水水源條件、投資等因素限制，現有供水工程供水能力有限，產業集聚區供水設施建設嚴重滯后，嚴重制約著產業集聚區經濟和社會的發展；現有張厚水廠采用直供方式供水，水質滿足不了企業用水水質要求，特別是對食品加工、醫藥對水質要求高的行業，影響了其產品的質量，而企業自己處理加重了運行成本；同時企業開采淺層地下水，勢必造成水資源浪費、加大地下水管理難度等問題，長期開采企業集中淺層地下水，將引起地下水位下降漏斗，與當地農村居民生活用水發生爭水矛盾。隨著經濟的不斷發展和產業集聚區建設進程的加快，對產業集聚區內基礎設施之一的供水工程提出了更高的要求。為保證產業集聚區的快速發展，解決產業集聚區內企業及居民的用水問題，在產業集聚區建設供水工程已顯得非常迫切。

二、水資源論證目的

孟州市產業集聚區供水工程屬城鎮工業和生活供水工程，是取水及排水大戶，其取水和排水關系到本區域的經濟社會建設、發展和水資源環境。取水水源為引沁濟漭地表水，引沁濟漭工程供水區域內目前已有火力發電、焦化、化工、有色金屬冶煉與加工等工業企業、引沁灌區農業灌溉供水等用水大戶。其取水、排水涉及引沁濟漭工程供水區居民生活、工業生產和農業灌溉用水，其排水又涉及到下游河流和周邊水環境等各個方面。因此對該建設項目進行水資源論證，分析本建設項目對取水和排水的利用情況和水環境影響，評價沁河供水保證程度和取水、排水對其他用水戶的影響，對該建設項目進行水資源論證是十分必要的。

三、取水規模、取水水源及取水地點

（一）取水規模

根據《孟州市產業集聚區供水工程可行性研究報告》，孟州市產業集聚區供水工程近期（2012年水平年）供水規模為3.5萬m3/d，分為工業供水和生活供水兩部分，其中工業用水供水規模為3萬t/d，用水戶主要包括大地合金、河南嘉陵、廣濟藥業、中原內配、予孟管業、奧森公司、隆豐公司、河南中原GKN、河南金山、華興公司等企業；生活用水供水規模為0.5萬t/d，主要為集聚區企業從業人員、周圍農村居民生活和環境供水。供水工程包括取水泵房、小孔眼網格絮凝池、格網平流沉淀池、送水泵房、變配電間、清水池、加藥間、綜合辦公樓、倉庫、維修間等生產輔助設施等內容。本期供水工程一次建成，計劃2012年元月建成試運行供水。

（二）取水水源

根據孟州市產業集聚區附近可利用的地表水、地下水源條件，經過分析論證和經濟比較，本期供水工程項目業主提出取水水源為沁河地表水，通過引沁濟漭工程總干渠引水，送入順澗水庫進行調蓄，利用順澗水庫引水洞姚莊村洞口取水，通過為集聚區供水的現有輸水暗渠輸水供給本期供水工程，作為孟州市產業集聚區工業企業的供水水源；由于建設資金渠道不一樣，生活供水系統利用農村安全飲水工程供給，水源也為順澗水庫地表水。建設項目工程取水水源為地表水水源。

（三）取水地點

孟州市產業集聚區供水工程凈水廠廠址規劃位于西虢鎮姚莊村東、110kV·A變電站西側。該供水工程規劃取水點為孟州市順澗水庫，利用順澗水庫輸水洞在姚莊村洞口取水。規劃將引沁地表水引入順澗水庫，進行調蓄作為供水水源。經水庫調節由順澗水庫輸水洞引出，進入向集聚區供水的現有輸水暗渠。現有輸水暗渠位于孟州市產業集聚區北部，自西向東從順澗水庫輸水洞姚村東取水口至集聚區張厚水廠廠址。本期供水工程凈水廠規劃從輸水暗渠引水。凈水廠設立工業供水系統和生活供水系統，經凈水廠處理后分別向集聚區工業企業和居民生活提供用水水源。

四、取水水源論證

（一）建設項目取水水源選擇

根據我國當前的水資源利用政策，新建項目取水水源考慮的順序依次為：當地中水水源、地表水水源、地下水源。本工程項目城市工業集聚區供水工程，可供選擇的水源為地表水和地下水源。項目所在區域為孟州市境內，流經孟州市產業集聚區境內的主要河流為黃河灘澇河，上游已被順澗水庫所控制，下游來水主要集中在汛期6～9月份，且年際之間相差懸殊，缺乏蓄水工程調蓄，無法對黃河灘澇河下游來水進行調節。

黃河小浪底水利樞紐工程北距該工程廠址約30.0km，現已建成運行。盡管水庫庫容大，蓄水量多，調節能力強，具有為該項目供水的條件，但北岸灌區輸水工程只有規劃，目前工程沒有具體安排實施計劃。若為了本期工程供水而同步動工興建，建設投資大，周期長，很難在短期內實施完成，且輸水成本高。小浪底水利樞紐北岸灌區輸水工程供水可作為本期工程的遠期供水水源。

黃河棲霞院水庫西北距供水工程廠址約20km，為小浪底水利樞紐水利發電工程的反調節水庫，現正在建設之中。棲霞院水庫為黃河干流的大型水庫，蓄水、調節能力強，具有為該項目供水的條件。但僅僅為了本期工程工程供水而設計興建提水、引水工程，建設投資大，輸水成本高。同樣，棲霞院水庫輸水工程供水可作為本期工程的遠期供水水源。

但無論是小浪底水利樞紐北岸灌區輸水工程供水，還是棲霞院水庫輸水工程供水，都存在黃河泥沙處理問題，特別是汛期黃河水泥沙含量更高。若取用黃河水，就必須取沙，因而需建設沉沙工程，對泥沙進行處理，這樣會增加沉沙池征用土地費用和泥沙處理運行費用，加大供水工程建設投資和工程運行成本，降低項目工程的效益。因此，近期不考慮小浪底水利樞紐北岸灌區輸水工程和棲霞院水庫輸水工程的黃河地表水作為本期供水工程供水水源。

引沁灌區的總干渠位于該工程的西部，可利用引沁總干渠引沁河水，并通過順澗水庫調蓄引入本供水工程水廠，經處理后直接向孟州市產業集聚區進行工業和生活供水。引沁總干渠渠首處沁河地表徑流豐富，多年平均達10.848億m3，允許引沁灌區引水量3.80億m3（含渠首電站用水），總干渠設計過水流量為30.0m3/s，水質良好。孟州市產業集聚區供水工程規劃利用引沁總干渠輸水，將順澗水庫作為調節水庫，通過水庫調節，為本供水工程提供較穩定的補充水水源。順澗水庫位于本供水工程西部，取水口位于水庫引水洞在姚莊村洞口，姚莊洞口至順澗水庫輸水洞總長度為2km，并通過現有暗渠輸水，并可自流到水廠區；順澗水庫水源距產業集聚區供水工程較近，取水和輸水成本較低；順澗水庫地表水利用引沁濟漭工程沁河地表水作為補給水源，水質良好，水庫為中型水庫，具有一定的調蓄能力。

孟州市產業集聚區南部，為黃河北岸灘區，地下水含水層較厚，接受黃河地表水側滲補給，且含水層巖性全部為河床相（粗砂、卵石）、漫灘相（粉、細砂）沉積，含水層富水性和地下水賦存條件比較好，供水水源比較穩定，在水源水質、供水保證程度等方面的優勢較明顯，可規劃作為黃河北岸灘區地下水源地。該地下水源地位于孟州市市域南部，北距產業集聚區約5km，水源為淺層地下水，通過管道輸送。由于孟州市地形北高南低，需經加壓泵站加壓后才能送至產業集聚區供水工程水廠，同時需在現代黃河河漫灘區進行打井工程建設，取水工程和投資較大，輸水成本較高，與采用順澗水庫引沁地表水相比，供水成本較大。但根據我國當前的水資源利用政策，控制利用地下水，黃河北岸灘區地下水源地可作為本供水工程的備用水源。

根據目前國家水資源利用政策以及以上水源選擇分析，本供水工程以引沁地表水作為產業集聚區近期（2012年水平年）工業和生活用水水源，取水水源選擇是合理的。

（二）建設項目取水水源情況

根據有關行業政策和孟州市產業集聚區水資源狀況，孟州市產業集聚區供水工程選取引沁濟漭工程引沁地表水作為供水水源，并通過順澗水庫調蓄為產業集聚區工業和生活供水。

引沁灌區總干渠位于該供水工程的西部，可利用引沁總干渠引水，并通過水庫調蓄直接引入供水工程水廠，向孟州市產業集聚區工業和生活供水。引沁總干渠渠首處沁河地表徑流豐富，多年平均達10.85億m3，允許引沁灌區引水量3.80億m3（含渠首電站用水），總干渠設計過水流量為30.0m3/s，引水能力充裕，且水質良好。孟州市產業集聚區供水工程規劃利用引沁總干渠輸水，以順澗水庫作為調節水庫，通過水庫調節運用，為該供水工程提供較穩定的補充水水源。

順澗水庫位于孟州市產業集聚區西部，西鎮順澗村東北，黃河支流汶水河上，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧工業供水、水產養殖、旅游開發等綜合利用中型水庫。該水庫于1959年8月建成，校核水位157.5m，總庫容1755萬m3，其中興利水位為156.8m，相應庫容1548萬m3。水庫死水位為輸水洞洞底高程141.4m，相應庫容為100萬m3。水庫設計灌溉面積約0.15萬hm2，現狀有效灌溉面積800hm2，2008年實際灌溉面積僅0.45萬畝。控制流域面積30.6km2，多年平均入庫徑流量約為200萬m3，上游來水量較少，主要靠引沁總干渠放水充庫和尾水補給，增加水庫供水水源。水庫地表水基本沒有被污染，水體屬三類水體，水質良好，水體水質符合城市工業供水條件和《生活飲用水水源水質標準》。

（三）取水可靠性與可行性分析

1.取水可靠性分析

引沁灌區總干渠取水口位于晉城市拴驢泉水電站尾水，設計過水能力為30m3/s，總干渠至渠尾至孟州市槐樹口的設計過水能力為8m3/s。由此可見，總干渠的過水能力完全滿足灌區內全部工業、農業的最大引水量10.5m3/s的需要。

引沁渠首沁河流域控制面積13532km2，流域來水量豐沛。根據引沁渠首沁河多年來水量分析，多年平均可引水量112438萬m3，P=50%保證率年88229萬m3，P=75%保證率55276萬m3，P=90%保證率年32734萬m3，P=97%保證率年24502萬m3。依據典型年供需水量平衡分析，一般年份滿足引沁灌區工業、農業用水量需求，對灌區農業灌溉影響較小，且供水保證程度較高，取水水源可靠。

上述引沁灌區供需平衡分析結果是在現狀條件下沁河上游來水量無明顯變化情況下進行的。事實上，上游山西省已經修建了張峰水庫（大型水庫），未來上游用水量將會有較大增加，使沁河下游來水量減少；同時沁河來水經張峰水庫調蓄后，來水量和來水過程將會發生較大變化。根據《沁河流域水資源規劃》成果，張峰水庫調蓄作用改變了原天然河流的水量下泄情勢，通過水庫調洪，將五龍口站多年平均最大月均流量由原來的84.5m3/s調節為59.7m3/s；通過水庫調節來水過程，五龍口站枯水期水庫最小下泄流量不低于5.0m3/s，由原來天然來水過程系列的最小日平均流量0.11m3/s提高了4.89m3/s，使沁河來水年內較集中的狀況趨于平緩、穩定，特別是枯水年份可供水量會有一定的增加。按照張峰水庫設計的運行調度要求，該水庫調蓄作用不僅增加了工程規劃區域的供水能力，而且還可以提高了下游河道用水和河道外供水保證程度。

引沁灌區設計灌溉面積采用2.67萬hm2。據多年統計，灌區工業、灌溉供水量僅達到1.251億m3，引沁灌區自1998年實施大型灌區節水改造以來,節水成效顯著,灌區仍有一定的供水潛力。灌溉水利用系數的提高,相應農業灌溉用水量會減少，會提高孟州市產業集聚區供水工程供水的保證程度。所以，基于上述原因，本次計算沒有考慮上游來水量減少、采用現狀沁河來水條件，孟州市產業集聚區供水工程供水也是基本可靠的。

從以上情況分析，結合引沁灌區目前的實際供水量，孟州市產業集聚區供水工程規劃從引沁灌區引沁河地表水年水量1503萬m3水源可靠；順澗水庫具有一定的調節能力，滿足孟州市產業集聚區供水工程1503萬m3的需要，水庫供水量保證程度較高。

2.取水口合理性分析

孟州市產業集聚區供水工程規劃將引沁地表水引入順澗水庫，進行調蓄作為供水水源。由順澗水庫輸水洞引出，取水點設置在輸水洞姚莊村洞口。水庫原水進入向集聚區供水的現有輸水暗渠，本期供水工程凈水廠規劃從輸水暗渠引水。水源通過輸水暗渠進入凈水廠，凈水廠設立工業供水系統和生活供水系統，分別對原水進行處理、加壓，向集聚區工業企業和居民生活提供用水水源。

順澗水庫總庫容1755萬m3，興利庫容1548萬m3，具有一定的調節能力。水庫上游與引沁濟漭工程總干渠連接，接受引沁總干渠放水充庫和尾水補給，水量較充沛。水庫地表水水質較好，從順澗水庫輸水洞到凈水廠全線采用暗渠輸水，以保護水庫水源水質不受污染。順澗水庫利用引沁總干渠補水，一次達到興利庫容后，可滿足孟州市產業集聚區供水工程一年的取水量還有剩余，因此，順澗水庫具備向孟州市產業集聚區供水工程供水的基本條件。

順澗水庫輸水洞斷面為1.2m×1.7m。現有輸水暗渠自西向東從輸水洞姚村東取水口至集聚區張厚水廠廠址，輸水暗渠為1×1.2m，渠長約10km。無論是輸水洞還是輸水暗渠，其過水能力均能滿足本期供水工程的輸水要求。輸水洞進水口洞底高程144.40m，利用與凈水廠的自然高差，無論采用管道或渠道輸水方式，可以從順澗水庫輸水洞到凈水廠實現自流輸水，節省輸水成本。另外，輸水暗渠位于孟州市產業集聚區北部，緊鄰產業集聚區和凈水廠廠址，此輸水暗渠經過本期工程建設地點，只需建很短的引接管道，輸水距離近，輸水工程投資小，輸水水量損失小，取水方便，供水成本低。

綜上所述，孟州市產業集聚區供水工程設置的取水口設置是合理的，取水方案也是可行的。

五、建設項目用水對水環境影響分析

（一）建設項目退水對水環境影響分析

由于孟州市產業集聚區供水工程所處的退水區域為漭河下游谷旦閘至南莊鎮漭改河孟州農業用水二級水功能區，漭河下游現狀水質為Ⅴ類，規劃目標為Ⅴ類，基本沒有納污容量，漭河下游直接排入黃河干流，黃河干流下游為鄭州市、新鄉市、開封市、濮陽市的工業、生活用水水源地，建議本供水工程產生的廢污水經處理達標后排入集聚區污水管網，然后進入集聚區污水處理廠出進行處理，實施達標排放。這樣，一般不會對地表水環境產生大的影響。

（二）建設項目新增供水能力退水對水環境的影響分析

根據孟州市產業集聚區需水量預測，2012年水平年需水量將達到1328萬m3，以天計3.638萬m3/d。通過對集聚區需水量分析論證，建設項目新增供水能力3.5萬m3/d，新增年供水供水量1278萬m3。該新增供水量主要供給孟州市產業集聚區居民生活用水、工業企業用水需要。新增供水能力利用后，相應集聚區排污量也會增加。按集聚區綜合排污系數0.8計算，集聚區排污量將增加1022萬m3，污廢水收集后排入集聚區污水管網，然后進入集聚區污水處理廠進行處理，或回用或達標排放。

孟州市產業集聚區納污河道為漭河，漭河下游直接排入黃河干流，規劃水質目標為Ⅴ類。正在規劃籌建的集聚區污水處理廠與本期供水工程同步建設，污水處理廠建成后，集聚區排放污水能夠得到相應有效的處理，處理后達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的要求，盡量回用于集聚區工業、城市環境用水，以減少對黃河干流的污染。因此，在集聚區污水處理廠同步建設和運行的情況下，集聚區廢污水排放不會明顯影響規劃河流水功能區的功能要求。

2011-08-13