洛南縣永明選礦廠取水方案探析

沙盼盼，任 平

(1.商洛市水電勘測設計院，陜西 商洛 726000；2.商洛市商州區水利工作隊，陜西 商洛 726000)

洛南縣永明礦業有限責任公司是一家集黃金探、采、選于一體的黃金加工企業。公司經充分考察，將收購整合的兩套日處理100 t粗金礦的選礦項目改建成日處理300 t粗金礦生產線建設項目。為了確保選礦廠項目順利建設，需對礦廠生產用水方案進行評價分析。

1 項目需水量

洛南縣永明礦業有限責任公司選礦廠位于洛南縣寺耳鎮偏北3 km的東莊村，占地7800 m2。尾礦庫位于選礦廠下游的大南岔溝道內，距離選礦廠約4 km左右。日采粗金礦300 t，年采選粗金礦90000 t。經核算，日處理300 t粗金礦選礦廠改建項目合理的取用水量為：選礦生產總用水(新水)年用水總量9.0萬m3，選礦取水規模為300 m3/d，項目設計水平年2019年。

2 水源方案分析

根據現場踏勘和相關方意見，項目區處于深山溝道之中，位置高，周圍僅有寺耳溝河道有水，再無其他水源。礦廠提出取用石坡河二級支流寺耳溝河道地表水，取水工程位于洛南縣寺耳鎮胭脂河村上游處，坐標：東經110°24′08″，北緯34°22′19″。集水面積10.5 km2，取水水源為地表水，因此，需對寺耳溝河道地表水進行論證。取水口距選礦廠距離約2 km，采用DN200PE管道輸水。

按照水資源分區和水功能區管理相關要求，分析范圍流域面積2562 km2；根據本項目取水水源涉及范圍，論證范圍確定為取水口以上寺耳溝，流域面積10.5 km2。取水影響分析范圍為：項目取水口以下至寺耳鎮柴灣村匯入桑坪河斷面，流域面積31.8 km2。

3 來水量分析

寺耳溝流域內無實測徑流資料，根據《陜西省商洛市水資源開發利用現狀分析報告》，考慮到設計流域與靈口水文站所屬的流域在自然地理、氣象、水文特性及人類活動影響等方面具有一定的相似性，兩流域屬同一徑流分區，因此，本次論證選用靈口水文站為參證站，對石坡河、寺耳溝來水量進行分析。

3.1 水文比擬法計算

日處理300 t粗金礦選礦廠改建項目取水徑流采用水文比擬法進行推求。用皮Ⅲ曲線進行頻率計算，計算項目區以上段石坡河、寺耳溝(論證范圍)設計流量。面積比擬法公式：

W設=F設/F參×w參×P設/P參

(1)

式中：W設為設計站年徑流量，m3；F設為設計站流域面積，km2；F參為參證站流域面積，km2；w參為參證站站年徑流量，m3；P設為設計站年降水量，mm；P參為參證站年降水量，mm。

日處理300 t粗金礦選礦廠改建項目所處的石坡河流域，流域面積662 km2；取水口位于項目區以上寺耳溝，取水口以上集雨面積10.5 km2，來水量計算采用靈口水文站1956年～2016年徑流，采用面積、降雨修正計算。式中相關參數及計算結果見表1。

3.2 采用《商洛地區實用水文手冊》計算寺耳溝徑流量

年徑流量計算公式：

(2)

式中相關參數及計算結果見表2。

表2 寺耳溝徑流《商洛地區實用水文手冊》計算成果表

(4)

不同頻率設計年徑流量計算采用公式(3)式計算。式中相關參數及計算結果見表3。

表3 寺耳溝徑流《商洛地區實用水文手冊》計算成果表

3.3 采用成果

經對照比擬法、《商洛地區實用水文手冊》提供的方法對計算結果進行分析，手冊資料系列偏短，分析精度低，靈口站有實測從1960年至今的水文資料測驗成果。故寺耳溝徑流量采用水文比擬法結果。依據《商洛地區實用水文手冊》22頁提供的公式，經計算90%保證率日最小流量0.00495 m3/s。

4 可供水量分析

4.1 寺耳溝流域用水量分析

水資源論證范圍項目區以上寺耳溝流域需水量分析。

(1)工業需水量：經過調查，無用水企業，工業年用水量為0萬m3。

(2)生態環境需水量：生態環境需水量是河道中常年流動的最小水量的閾值。以多年平均徑流量的百分數作為河道最小環境生態需水量，計算公式為：

(5)

式中：Wr為河流最小生態環境需水量；Wi為第i年的地表水資源量；K為選取的百分數K取值為15%；n為統計年數。

年需水量30.5萬m3。

(3)居民生活需水量：區域里有胭脂河村，現狀總人口1094人，按照《陜西省行業用水定額》農村居民生活用水定額80 L/(人·d)人標準，需水量3.4萬m3。

(4)牲畜用水：依據2019年牲畜進行計算不變，按照陜西省用水定額大牲畜40 L/(頭·d)，小牲畜1.8 L/(只·d)。據調查有大牲畜150頭，小牲畜500只，年總需水量0.25萬m3。

(5)建筑業用水：預估年建筑面積1000 m2，按陜西省用水定額，建筑用水1500 L/m2，年需水量0.15萬m3。

(6)農業用水：統計區域內約有308畝，農業灌溉(小麥、玉米等植物灌溉)，按陜西省用水定額125 m3/畝計算，農業灌溉用水量為3.85萬m3，區域內農業需水量3.85萬m3。

4.2 可供水量計算

斷面以上取水年總需水量38.15萬m3，月平均需水量3.18萬m3，日平均需水量0.105萬m3。90%保證率年可供水量102.27萬m3，按照礦廠生產可研報告，供水天數300天，論證范圍90%保證率可供水量計算結果見表4。

表4 論證范圍90%保證率可供水量計算

從表4可以看出，全年流量保證率天數有300天。按照“以水定產”原則，該選礦廠年允許取用新水9.0萬m3。由于沒有蓄水工程的調節，取水靠降水補給徑流取水。

5 水資源評價

5.1 水質分析

根據《商洛市2018年度環境質量公報》該段石坡河監測結果顯示：石坡河斷面水質達到《地表水環境質量標準》(GB 3838-2002)I類水域標準(水質功能標準為Ⅲ類)，項目地表水環境質量良好，主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農業用水。取水河段位于石坡河二級支流寺耳溝，屬于洛南源頭水保護區，水質目標為Ⅲ類。取水不會影響石坡河水功能區水質Ⅲ類目標的變化。

5.2 取水口位置合理性分析

取水工程位置屬于寺耳溝段，取水工程以上居住群眾較少。植被茂密。河床床質由卵石、塊石組成。洛南縣永明礦業有限公司在河道內修建集水池和攔水壩，受攔水壩蓄水的影響，主河道高水位時，攔水壩頂托水流，使其上游河道沉砂落淤，河床會有一定的淤積，洪水發生時泥沙挾沙能力小，河床穩定，屬少沙河流。建設取水工程自身是安全的。

5.3 取水安全性

攔水壩采用混凝土重力壩，壩體頂寬0.6 m，底寬1.4 m，高1.7 m，坐落在基巖上，壩體兩肩與巖體相接，能保證取水口安全取水，壩體抗滑穩定和抗傾穩定均滿足規范要求。集水池設計為圓形，井徑1.5 m，高2 m，下部1.5 m位干砌石結構，上部0.5 m位漿砌石壓頂，井身周圍回填濾料。取水處采用在河道修建集水池，通過管道，自流輸送到選礦廠，帶有防護設施，能夠保證選礦用水安全。

5.4 取水可靠性分析

取水位置河道順直，無直接取水條件，需要修建集水池和取水壩形式取水。按照分析的可供水量，滿足本項目日取水300 m3/d的取水要求，取水口對現有工程、其他工程無任何影響。

5.5 對第三方無任何影響。

取水工程位屬于寺耳溝胭脂河村溝道內，在河道內修建攔水壩方式自流取水。對取水口上游農田、居民點、建筑物等用水需求，影響較小。取水口通過管道引至高位水池。修建集水池和攔砂壩，通過管道采用自流方式取水，不受人為污染和自然污染，不會改變水質。

6 結語

《商洛市水資源利用開發規劃》中對石坡河流域用水量沒有明確規劃，寺耳溝水資源豐富，水量豐沛，水質清澈。從寺耳溝取水口以上流域水量平衡分析計算結果來看，在90%保證率下，寺耳溝取水斷面可供水量為102.27萬m3，而該項目生產用水量9.0萬m3/a，豐富的水資源為選礦廠生產提供了充足條件，所以寺耳溝取水水源方案是合理的，取水口位置布設合理。