邯峰發電廠水源置換工程可行性分析

段愛國

(邯鄲市水利水電勘測設計研究院 056005)

1 邯峰電廠用水現狀

邯峰發電廠位于邯鄲市峰峰礦區義井鎮，裝機總容量為252kW，一期工程2×66kW燃煤發電機組，已于1999年投入運行，二期2×60kW超臨界空冷機組已通過論證。目前，該廠年發電量接近80億kW·h，有效地緩解了河北南部電網用電緊張局面。邯峰發電廠原計劃兩期工程均取用地下水，其中已建的第一期工程年取用水量1311萬m3，水源地在峰峰礦區王鳳鎮。王鳳水源地共有深井15眼，目前一期工程一般開6眼左右，平均每眼機井出水量400m3/h。二期工程運行后，年平均用水總量約2200萬m3(0.7m3/s)，全部取用地下水需要9～10眼井方可滿足全廠需水量。

2 水源地概況

王鳳水源地屬黑龍洞泉域。泉域位于河北省邯鄲市西南部，總面積2404km2。黑龍洞泉域區地下巖溶水最低溢出口就是峰峰礦區黑龍洞泉群。泉域1956～2002年多年平均降雨量為559.3mm，多年平均可供地下水資源量為12.69m3/s;而泉域現狀實際開采量達到14.23m3/s(含泉群溢出量)，超出泉域多年平均地下水資源量1.54m3/s，已明顯處于超采狀態。該泉域近年來出現了地下水位明顯下降、泉水斷流、污水回灌局部污染地下水質等現象，嚴重威脅著邯鄲市及泉域內200萬居民的飲水安全和身體健康;且泉域內的優質巖溶地下水，作為電廠的生產用水，水資源配置極不合理，應對泉域的優質水源進行保護。

3 水源置換工程方案

針對邯峰電廠的用水問題，綜合考慮區域內地表水、地下水水源及已有供水工程系統的分布情況，擬利用躍峰渠引漳河地表水供給邯峰電廠，置換目前電廠取用的泉域巖溶水，實現水資源的優化配置。水源置換工程充分利用已有的躍峰渠供水系統實現自流供水，需要新建連接躍峰主干渠與邯峰電廠中繼泵房凈水池之間管道2.1km和部分取水設施。連接工程采用兩排DN600預應力鋼筋混凝土管和部分鋼管;工程規模相對較小，投資較省。

4 置換水源可供水量及保證程度分析

該水源置換工程水源為漳河水，通過大躍峰渠涉縣臺莊渠首引清漳河、濁漳河兩河之水。大躍峰渠1976年建成，渠道實際引水能力為25m3/s，主要效益為農業灌溉和非灌溉季節調水給邯鄲市工業和城市用水。根據1981～2006年的引水統計資料，多年平均引水量2.142億 m3，年最大引水量4.268億 m3(2006年)，年最小引水量0.653億m3(1982年)。引水渠引濁漳河水多年平均退入臺莊渠首水量為0.846億m3，年最大為1.528億 m3(2006年)，年最小0.287億m3(1985年)。

4.1 清漳河來水分析

水源置換工程引水渠首清漳河臺莊上游有匡門口水文站，具有1956～2005年實測和天然年徑流資料，考慮到1970年以后水利工程建設及用水變化實際情況，采用兩個天然系列1956～2005年、1971～2005年和一個實測系列即1971～2005實測系列，分別統計得出天然年徑流長短系列和實測短系列的統計特征值，見下表。

匡門口水文站年徑流系列統計成果表

通過1956～2005年和1971～2005年長短兩個天然年徑流系列統計特征值的對比分析可以看出，長短系列計算結果接近。考慮到1970年以后上游的水利工程已建成，兩岸各年引水情況已相對穩定，同時流域平水、偏枯及枯水年份增多，選用1971～2005年系列更符合實際情況。為了更能夠直接客觀地推求現狀條件上游來水量，本次簡化了由實測到天然再由天然扣除上游用水到現狀來水的計算環節，而直接采用匡門口水文站1971～2005年實測徑流系列進行來水量分析(見上表)。

4.2 電廠可利用水量及保證程度分析

該工程將優先考慮目前躍峰渠沿途農業灌溉用水后進行水源置換，剩余水量向東武仕水庫輸水供邯鄲市的城市工業用水。

4.2.1 電廠可利用水量分析

根據匡門口水文站1971～2005年實測徑流系列資料分析，清漳河平均年徑流量2.64億m3，是該工程年引水量(為2200萬m3)的12倍;50%、75%、97%保證率年徑流量分別為19270萬m3、10280萬m3和6120萬m3，為該工程年引水量的2.8～8.7倍。若按白芟渠多年平均退水量及現狀近10年1997～2006年沿途灌溉年均1644萬m3考慮，從年水量分析，均能夠滿足該工程引水量。

4.2.2 保證程度分析

由于該工程供水單位邯峰發電廠年內需水相對穩定，而上游來水存在年內季節性變化，甚至枯季斷流現象，為此，需對供水保證程度作進一步分析。75%、97%保證率年份分別選用1992年和2000年作為典型年，依據清漳河設計的逐日平均流量與相應白芟一、二道渠逐日平均退水量疊加之和扣除農灌用水后作為河道來水量，在考慮渠道引水能力后，作為渠道來水量與該工程需取水量進行比較。考慮保持目前農灌用水，則灌溉季節75%、97%保證率年份引漳地表水不能完全滿足電廠需水要求，按設計取水規模分別有66天和99天不能滿足供水要求，需取用王鳳水源地地下水水源作為補充。這樣既能保持目前農業用水狀況不受影響，又可最大限度減少泉域地下水開采量，且能充分滿足邯峰電廠用水。

5 供水工程運用原則及保障措施

此次設計從水資源優化配置角度考慮，以漳河地表水置換黑龍洞泉域王鳳水源地地下水。在非特枯年份躍峰渠引漳水在考慮目前的農灌用水后優先保障邯峰發電廠用水，特枯年份優先供給邯峰發電廠，近期在枯水期和枯水時段通過與王鳳水源地聯合調度保障電廠供水，遠期考慮在索井溝建雙合水庫調節其流域徑流及引漳水，最終實現完全置換電廠取用的泉域地下水。

6 結語

邯峰發電廠水源置換工程是黑龍洞泉域的水資源配置和保護工程，且是保障邯峰電廠用水的供水工程，利用躍峰渠引漳河水為邯峰電廠提供充足的水源置換當地地下水，有利于保護黑龍洞泉域地下水資源，恢復和改善泉域內的地下水環境，從而實現水資源的優化配置，有效地保護泉域內邯鄲市羊角鋪水源地的水源安全，保障邯鄲市及泉域內居民的生活飲用水安全;同時保障邯峰電廠的正常供水并降低其用水成本;因而盡早盡快實施泉域內的水源置換工程，對促進區域水資源的可持續開發利用和社會、經濟、環境的健康穩定持續發展具有積極意義。