煤炭礦區(qū)水資源承載力定量研究的推廣應(yīng)用

摘 要：以永隴礦區(qū)為例，對礦區(qū)水資源承載力定量評價方法—供需平衡法進(jìn)行了推廣應(yīng)用。計算結(jié)果表明，永隴礦區(qū)水資源承載力能夠滿足礦區(qū)開發(fā)需要，礦區(qū)廢水回用對提高水資源承載力具有重要的作用。表明該方法對于礦區(qū)水資源承載力定量化研究有著積極的意義。并提出在后續(xù)應(yīng)用中注意的問題及解決方法。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)；水資源承載力定量研究；推廣應(yīng)用

水資源承載力分析是制定礦區(qū)合理發(fā)展目標(biāo)的基礎(chǔ)，是礦區(qū)規(guī)劃方案能否順利實(shí)施的重要判據(jù)之一[1，2]。目前，水資源承載力評價尚沒有統(tǒng)一的方法，但可大致分為綜合評價法[3～7]和供需平衡法。通過分析各種方法在煤炭礦區(qū)規(guī)劃環(huán)評中的適用性，認(rèn)為供需平衡法直觀、明了、數(shù)據(jù)易于獲取，比較符合礦區(qū)實(shí)際，適用性較強(qiáng)[8]。在此基礎(chǔ)上，筆者在主持、參與了大量煤炭礦區(qū)總體開發(fā)規(guī)劃環(huán)境影響評價報告書的基礎(chǔ)上，對水資源供需平衡法的通用模式進(jìn)行了調(diào)整，提出了適合煤炭礦區(qū)水資源承載力的評價模型。

1 煤炭礦區(qū)水資源供需平衡法的一般性內(nèi)容及程序

煤炭礦區(qū)水資源承載力供需平衡法的一般性內(nèi)容和程序如下所述：

首先，計算礦區(qū)水資源總量W1，其計算式如下：

W1=WS+WG-WR+WT （1）

式中：WS為礦區(qū)內(nèi)的地表水可利用資源量；WG為地下水可利用資源量；WR為地表水與地下水重復(fù)計算的水資源量；WT為跨流域調(diào)入評價區(qū)內(nèi)的水資源量。

其次，明確評價范圍內(nèi)工農(nóng)業(yè)發(fā)展及生態(tài)系統(tǒng)的需水量W2，其計算式為：

W2= WF+WA+WI+ WE+ WQ （2）

式中：WF為生活需水量；WA為評價區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)需水量；WI為工業(yè)需水量；WE為生態(tài)需水量；WQ為其他需水量。

第三，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)特點(diǎn)確定其規(guī)劃需水量，具體計算式為：

W3=WM+WO-WR （3）

式中：WM為礦區(qū)各煤礦工業(yè)場地內(nèi)煤炭開采、洗選等活動的需水量；WO為礦區(qū)內(nèi)規(guī)劃的火電、煤化工等下游產(chǎn)業(yè)的需水量；WR為礦區(qū)范圍內(nèi)可循環(huán)利用的水資源量，主要是礦井涌水的回用量。

最后，計算水資源供需平衡指數(shù)I=（W1-W2）/ W3 （4）

在明確上述各水資源供需指標(biāo)的基礎(chǔ)上，預(yù)測水平年評價區(qū)水資源的可利用數(shù)與開發(fā)需求數(shù)的比值，若I<1.2時區(qū)域水資源承載能力不足，若I在1.2～1.5之間區(qū)域水資源可以承載，若I >1.5時水資源承載能力較高。

2 水資源供需平衡法的推廣應(yīng)用

永隴礦區(qū)屬于國家規(guī)劃的13個煤炭規(guī)劃基地中黃隴基地的主力礦區(qū)之一，屬于未開發(fā)礦區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后。選取永隴礦區(qū)作為推廣對象，對于今后煤炭礦區(qū)開展水資源承載力的評估具有一定的借鑒意義。

2.1 區(qū)域水資源情況

永隴礦區(qū)所在地行政區(qū)劃屬于陜西省咸陽市和寶雞市，總體規(guī)劃總面積為1770km2，共劃分為規(guī)劃實(shí)施區(qū)（11個井田，544.4km2）、地方煤礦整合區(qū)、勘查區(qū)和城市規(guī)劃區(qū)。根據(jù)《根據(jù)《寶雞市水資源調(diào)查評價報告》和《咸陽市水資源開發(fā)利用規(guī)劃》，麟游區(qū)水資源總量為12338.37萬m3，見表1[9]。

表1 礦區(qū)水資源總量

2.2 規(guī)劃實(shí)施區(qū)不同水平年“三生”用水量情況

規(guī)劃實(shí)施區(qū)2010年和2015年“三生”用水量預(yù)測見表2。規(guī)劃實(shí)施區(qū)是礦區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目的實(shí)施區(qū)域，因此水資源承載力分析以該區(qū)域?yàn)橹鳌?/p>

表2 規(guī)劃實(shí)施區(qū)“三”生用水情況預(yù)測表

注：① 根據(jù)《陜西省用水定額》確定各水平年城鎮(zhèn)人口、農(nóng)業(yè)人口、牲畜、農(nóng)田需水定額；②《咸陽市國民經(jīng)濟(jì)十一五規(guī)劃》提出十一五期間人口增長率為5.5‰，2010年工業(yè)產(chǎn)值年均增加11.9%；《咸陽市十一五水利發(fā)展規(guī)劃》、《咸陽市發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)十一五規(guī)劃》提出2010年工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量比現(xiàn)狀下降10%以上，平均在30立方米左右，2015年工業(yè)用水量按此比例外推取得；③《寶雞市和麟游縣國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年計劃》，麟游縣十一五期間人口增長率為6‰，工業(yè)產(chǎn)值年均增長20%。寶雞市工業(yè)萬元產(chǎn)值耗水量由2001年的79.7m3/萬元降至2006年的70m3/萬元，年均下降12.5%；④ 其它用水按照生活、農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水量的2%計算。⑤生態(tài)需水量取多年流域平均流量的60%。

2.3 礦區(qū)開發(fā)需水量

依據(jù)礦區(qū)規(guī)劃方案及礦井建設(shè)時序，礦區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目需水量預(yù)測見表3。

表3 礦區(qū)需水量估算表（萬m3/a）

2.4 評價區(qū)水資源承載力分析

水資源承載力采用區(qū)域供需平衡法，即預(yù)測水平年水資源的可利用數(shù)與開發(fā)需求數(shù)的比值，其比值小于1.2時區(qū)域水資源承載能力不足，比值在1.2～1.5之間區(qū)域水資源可以承載，大于1.5時水資源承載能力較高。

區(qū)域需水量和區(qū)域水資源量供需平衡分析見表4。

表4 區(qū)域供需水平衡表

從表4可以看出：從取用區(qū)域水資源量的角度出發(fā)，從取用區(qū)域水資源量的角度出發(fā)，2015年時礦區(qū)開發(fā)不需取用新鮮水，區(qū)域剩余水資源滿足礦區(qū)開發(fā)需要。

3 存在問題

通過礦區(qū)水資源供需平衡法評價方法在永隴礦區(qū)的推廣應(yīng)用，計算結(jié)果與礦區(qū)實(shí)際情況基本吻合，表明該方法對于礦區(qū)水資源承載力的定量評價有積極的借鑒意義。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍要注意以下問題：

（1）煤炭礦區(qū)范圍廣，自然條件差異大，規(guī)劃側(cè)重點(diǎn)也不盡相同

在開展煤炭礦區(qū)的水資源承載力評價時，應(yīng)結(jié)合礦區(qū)自身特點(diǎn)，對水資源供需平衡法進(jìn)行必要的補(bǔ)充和修正，特別應(yīng)根據(jù)所在區(qū)域特點(diǎn)對相關(guān)水資源供需指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整并精確計算，從而為礦區(qū)開發(fā)規(guī)劃提供科學(xué)的指導(dǎo)。

（2）合理確定區(qū)域的水資源量和“三生”用水量

區(qū)域水資源調(diào)查報告為區(qū)域水資源量和“三生”用水量的確定提供了合理的依據(jù)，但在基礎(chǔ)資料缺乏的情況下，需要借鑒和查閱大量資料為區(qū)域水資源量的計算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國家環(huán)保總局環(huán)境影響評價管理司編.戰(zhàn)略環(huán)境影響評價案例講評[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2006年11月.

[2] 馮蕊，張文妤，趙民.中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[A].2010：1678～1682.

[3] 耿海清，劉杰，安祥華等.煤炭礦區(qū)總體規(guī)劃環(huán)評中的水資源承載力評價探討[EB/OL]. （2010-04-26） [2011-10-23]http：//davisghq.blog.sohu.com/148547064.html.

[4] 張永勇，夏軍，王中根.區(qū)域水資源承載力理論與方法探討[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2007 （2）：126-131.

[5] 曹勇健.煤炭礦區(qū)水資源承載力研究-以晉城礦區(qū)為例[J]，.科技論壇，2010 （27）：1896-204.

[6] 惠泱河，蔣曉輝，黃強(qiáng)等.二元模式下水資源承載力系統(tǒng)動態(tài)仿真模型研究[J].地理研究，2001，20（2）：191～198.

[7] 程國棟.承載力概念的演變及西北水資源承載力的應(yīng)用框架[J].冰川凍土，2002，24（4）：361～367.

[8] 周艷欣，耿海清，陳帆等.煤炭礦區(qū)水資源承載力評價方法比選初探[J].2012，32 （2）：24～27

[9] 顧廣明，郭欣，程水英.陜西省永隴礦區(qū)礦區(qū)總體規(guī)劃修編環(huán)境影響報告書[R]，中煤科工集團(tuán)西安研究院，2012.