肥城市礦井水綜合利用探索

趙忠科，李艷卉

（肥城市水利局，山東肥城271600）

肥城市礦井水綜合利用探索

趙忠科，李艷卉

（肥城市水利局，山東肥城271600）

山東省肥城市當地水資源供需矛盾突出，因此，在積極推進節水型社會建設的同時，充分利用當地礦井水資源豐富的條件，適度擴大礦井水的開發利用規模，對于減少地下水開采，緩解水資源供需矛盾等具有重要的意義。

肥城市；礦井水；綜合利用；水資源

肥城市位于山東省中部，泰山西麓，隸屬于泰安市，全市水資源總量2.63億m3，人均占有水資源量271 m3，僅為全國人均占有量的12.9%。目前，地下水是肥城市工農業生產用水的主要水源。肥城市煤田位于肥城盆地北部，總面積106 km2，主要有12座煤礦，目前有3座已經封井或停采，剩余大部分礦井服務年限在2020年以后。統計數據顯示，肥城市礦井水年均抽取量為3 423萬m3，但直接利用率較低，除在灌溉季節沿河群眾直接從河道內提水灌溉和礦井附近少量工業企業回用外，大量礦井水排入匯河。因此，在積極推進節水型社會建設的同時，充分利用當地礦井水資源豐富的條件，適度擴大礦井水開發利用規模，對于減少地下水開采，緩解水資源供需矛盾，促進地下水環境修復等具有重要的意義。

1　肥城市水資源供需分析

1.1需水量

1）居民生活需水量。2015年，肥城市居民生活需水量為2 340萬m3。預測2020年肥城市居民生活需水量為2 898萬m3。2）生產需水量。生產需水量包括農業、工業及建筑業、第三產業總需水量，即國民經濟第一、二、三產業總需水量。預測2020年在50%、75%、95%保證率下生產需水量分別為3.13億m3、3.15億m3、3.15億m3。3）生態環境需水量。2015年，全市生態環境需水量為1 350萬m3。預測2020年全市生態環境需水量為1 500萬m3。根據上述預測結果，預測2020年在50%、75%、95%保證率下全市總需水量分別為3.57億m3、3.59億m3、3.59億m3。

1.2供水量

1）常規水源的供水量。常規水源的地表水可供水量主要來源于水庫、塘壩等水體提供的水量。根據山東省和泰安市實施最嚴格水資源管理制度的要求，結合地表水資源總量情況綜合分析，在50%、75%、95%保證率情況下，地表水可供水量為6 800萬m3、6 800萬m3、4 992萬m3。2）非常規水源的供水量。非常規水源的可供水量主要為污水廠處理回用水量、礦井排水利用量和雨洪水資源利用量。2015年，全市非常規水源可供水量4 100萬m3。預測2020年全市非常規水源可供水量為6 300萬m3。根據上述地表水、地下水、外流域調水、非常規水源可供水量的預測，肥城市在50%、75%和95%保證率情況下可供水量均為3.25億m3，預測2020年在50%、75%、95%保證率情況下的可供水量分別為3.63億m3、3.63億m3、3.44億m3、。

1.3供需平衡分析

根據需水量預測、可供水量預測成果，不同保證率下水資源供需平衡分析計算成果見表1。

由表1知，2020年在“開源節流”等措施的共同作用下，在75%保證率情況下基本能實現供需平衡，在95%保證率情況下仍有部分缺水。需要指出的是，未來一個時期全市水資源總量不足的狀況并不能徹底改變，需通過進一步提高用水效率和多種水源優化配置，特別是提高礦井水的利用率，來緩解肥城市水資源供需矛盾。

表1　肥城市水資源供需平衡分析計算成果表

2　礦井水綜合利用方案及總體布局

2.1綜合利用方案

根據肥城市煤礦礦井水的排放和利用的現實情況，以及水利工程建設布局，依據對礦井水開發利用中形成供水“水源節點”方式的不同，總體上可以將礦井水綜合利用劃分為“直接供水”和“攔蓄供水”兩種開發方案。其中，直接供水開發利用方案是把煤礦礦井水排放點直接作為供水“水源節點”，通過肥城市現有輸、調水工程或者新鋪設管道、開挖明渠等，利用泵站輸送至水庫、水廠調蓄處理后，再向工業、農業等用水戶，以及潛在的用水戶供水的礦井水開發利用方式。攔蓄供水開發利用方案，則是通過在煤礦礦井水向河道排泄的適當位置上修建攔河閘、攔河壩等攔蓄工程，攔蓄礦井水，把攔蓄的礦井水作為供水“水源節點”，然后再利用現有的輸、調水工程或新鋪設管道和泵站輸送至水庫、水廠進行集中調蓄處理后，向工業、農業等用水戶，以及潛在的用水戶供水的礦井水開發利用方式。

在綜合考慮經濟和技術的條件下，結合“直接供水”和“攔蓄供水”兩大供水方案的優缺點，西部、中部礦區采用直接向工業企業供水方案，東部礦區采用攔蓄利用生態補水方案。

2.2總體布局

西部礦區，在繼續利用魯中能源煤礦礦井水的基礎上，繼續擴大鑫國煤礦礦井水利用規模。在行政區劃上魯中能源煤礦隸屬于石橫鎮，鑫國煤礦隸屬于湖屯鎮。在礦井水的排泄去向上，鑫國煤礦通過湖屯河最終排泄至匯河，而魯中能源煤礦排出的礦井水已經被利用，向石橫電廠和特鋼廠進行了供水。魯中能源公司已在魯中能源煤礦區域內修建了水處理廠，采用高密斜板澄清技術處理礦井水，處理后能達到再生利用工業用水標準，通過管道輸送至趙莊水庫進行統一調蓄后再向石橫鎮工業供水。石橫鎮工業排出的污水進入康匯污水處理廠進行統一處理，處理后排放至匯河，供周邊農業和生態用水。

中部礦區，重點實現白莊煤礦和新陶陽煤礦向高新區工業生產供水。在行政區劃上，白莊煤礦和新陶陽煤礦隸屬于湖屯鎮，在礦井水的排泄去向上，白莊煤礦和新陶陽煤礦分別通過湖屯河和大中皋河最終排泄至匯河。對中部的白莊煤礦、新陶陽煤礦排出的礦井水的開發利用，在其礦井水的排出口建設泵站，通過泵站提取礦井水，利用管道輸送至群將湖水庫進行調蓄。在進入群將湖水庫前，為了保證水質滿足用水要求，規劃在群將湖水庫的上游新建一處沉淀池，在進入水庫之前先進入沉淀池進行沉淀、絮凝等處理，然后再進入群將湖水庫進行調蓄。后經已建的群將湖水庫凈水廠進行處理，再利用已建管道向高新區的工業企業供水。對于高新區工業企業排出的污水，排放至肥城市污水處理廠進行統一處理后，一部分沿著河道自流進入康王河，一部分通過泵站輸送至龍山河，供沿途及城市景觀和生態用水。

東部礦區暫不考慮礦井水向工業生產供水，而是通過河道攔蓄來實現對康王河生態補水。在辛屯村的西部月莊河與拾屯河交匯處的下游修建一處攔河壩，攔蓄聚源煤礦和興楊煤礦排出的礦井水，從而形成“水源節點”。利用攔河壩的調蓄作用，實現對康王河上游的生態補水，來維持和保障周邊水利風景區和河道生態的用水。

3　建議

一是加強礦井排水的水量水質監測力度，為后續工程建設提供科學依據；二是對肥城內礦井水、再生水及雨洪水等非常規水源開發利用進行統一規劃，綜合利用；三是結合引汶、引黃及現代化水網工程建設，加強多水源聯合調度，推進實施最嚴格水資源管理制度建設，滿足經濟社會發展用水需求。

（責任編輯鄭繼勝）

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1009-6159（2016）-09-0043-02

2016-04-21

趙忠科（1988—），男，助理工程師