建设项目水资源论证中几个值得关注的问题

2012-08-15尚银生李建军石晓青彭林俊薛丽娜

地下水 2012年6期

尚银生，李建军，石晓青，彭林俊，薛丽娜

(1.山西省勘察设计研究院，山西太原 030013;2.山西省忻州市水资办，山西忻州 030001)

对于水资源优化配置的含义，不同的学者有着不同的解释。《全国水资源综合规划技术大纲》等将水资源的优化配置界定为:“在流域或特定区域范围内，以水资源安全和可持续利用为目标，遵循公平、高效和环境完整性原则，通过各种工程或非工程措施，对多种可利用水资源在各区域和用水部门之间进行合理分配。”［1］这一概念，实际上涵盖了水资源优化配置的范围、目标、原则、措施、对象等，反映了水资源优化配置是一个系统工程和跨学科的课题，需要运用水利、经济、社会、生态环境、管理以及信息技术等多个学科的综合利用和综合管理。随着水资源开发利用程度的提高以及社会经济可持续发展的要求，水资源优化配置更加注重多维临界调控、水资源需求管理、鲁棒性水权制度、水政策法规、民主协商机制等非工程措施的综合运用。其基本的原则为:系统原则、公平原则、高效原则、协调原则。从水源类型来讲，配置对象主要包括对地表水、地下水、矿坑水、城市中水等各种水源;从用水户来讲，配置对象主要包括工业、城市生活、农业、生态环境等不同用水户，在开发利用上实现水资源的优化配置。

1 建设项目水资源论证中机械式的水资源配置，实质上并非真正意义上的水资源优化配置

1.1 我国水资源配置基本模式

我国现行的水资源管理体系主要是对取水量和退水量的管理，且以取水量的控制为基础。ET管理，即以耗水量控制为基础的水资源管理正处于探索阶段。

现行的水资源配置基本模式为:(取水量的)总量控制与定额管理相结合。总量控制的实施，实际上是通过行政手段，限制了一个流域或区域的可利用水资源量，即水资源配置量;定额管理的实施，实际上是通过行政手段规定了产品的单位取水量，即确定了单位产品的水资源配置量。而区域与取水用户之间的水资源配置是通过取水许可制度来实现的。通过取水许可制度，水资源实现了从流域或区域向取水户的配置。这种水资源配置模式是一种行政配置机制的体现，是一个技术支持的行政决策过程。即以行政指令为主，通过水量分配方案和取水许可制度来进行水资源优化配置。

1.2 目前建设项目水资源论证报告中，水资源的配置已经出现一种简单化、格式化的趋势

2007年山西省水利厅提出一个兴水口号:“保护地下水，鼓励使用地表水，坚决拦住出境水!”山东省提出了“先利用客水资源，后利用当地水资源;先利用地表水资源，后利用地下水资源;先利用中水等非常规水资源，后利用优质淡水资源”。这种用水战略应该说是合理的，但受前述行政配置机制的影响，建设项目水资源论证报告中，编制单位或业主单位提出的用水量要求是否满足用水次序要求成为报告能否通过的要因之一。使水资源的配置已经呈现出一种简单化、格式化的趋势。主要表现在两个方面:

一是水源配置的格式化。以采煤企业为例，千篇一律的水源配置模式为:矿坑水、地表水、地下水、回用水等，看起来面面俱到，但恰恰违反了水资源优化配置的初衷，即分配给区域内各子区、各用水户的水量多少为关键，退而其次的是各用水户具体的供水水源问题。即当矿坑水，或矿坑水与地下水能够满足相关要求时，利用一种或两种水源即可。

二是定源定量的简单化。水资源配置不仅仅是一个量和质的配置，而且更是一个对水源进行有机配置的过程，尤其是区域范围的水资源配置更是如此。即一个城市或地区具有两种或多种水源时，可以对不同的用户，根据其需水要求分别采用地下水、地表水、矿坑水、城市中水等作为各自的水源来利用;也可以对各种用户的水源采用多种水源交替使用等方式来利用，在河流枯水期地表水取水困难和洪水期河水泥沙含量高而难以使用时，改用地下水等作为供水水源。这样不仅能提高供水系统的安全性，而且能够降低整个供水系统的投资。因此，目前水资源论证报告中源量同定的配置，在某些情势下可能对地表水用户造成无所适从的局面。

面对日益复杂的、不确定的水资源管理，人们在进行水资源配置时要改变复杂问题简单化处理的思路，重视水资源配置过程的复杂性，重视由于交换的复杂性、人的有限理性、和信息不对称等带来的不确定性，充分考虑水资源配置过程中的所有可能的影响变量，来权衡成本和收益。对企业而言，多一种水源运行，企业的成本会大大增加，因而供水水源、供需关系应该是越简单越好。在多水源的配置下，企业由于过多承担多水源、多供水管网的初期投资，及多水源的运行管理困难、运行成本过高，势必会采取加大自备地下水水源供水量，而放弃使用供水管线过长、管理困难、且具有较复杂供需关系的地表水水源。现实中常常出现某水库供水工程的水资源已基本配置完毕，但实际上利用较少，利用率不高的现象。

因此，这种点上的、机械式的水资源配置，缺乏系统工程的概念，不太符合水资源优化配置的原则，并非真正意义上的水资源优化配置。可能既未实现经济效益的最大化，又未实现可持续发展最优目标。

因此，由于水资源具有综合利用的多目标属性，它所具有的社会目标、经济目标和生态目标等之间，往往是矛盾的，而且是不可公度的;加之建设项目水资源论证中源、量、质简单化和机械化的配置现状，使得实现真正意义上的水资源优化配置还需时日。

2 关于矿坑排水量计算

矿坑水即采煤过程中从煤系地层中涌出的水，亦称矿坑涌水，一般是通过提水泵将其从坑下中央水仓排向地面，故又称为矿坑排水，

随着煤炭的大量开采，井下采空面积逐渐增大，围岩应力场发生变化，煤层回采后顶板开始沉陷，地表出现裂隙和塌陷等，大气降水、地表水通过构造破碎带、河床沉积层等最终补给煤系地层中的含水层，或通过采煤产生的裂隙补给到矿井中;另外，矿井揭露或通过含水层时，储存于含水层中的地下水涌向坑道，成为矿井的充水水源。因此，矿坑水水源的补给径流条件是及其复杂的，要想计算、评价矿坑涌水量比较困难。目前水资源论证报告中无论是已建矿井，还是规划矿区的矿坑排水量计算，都存在着不符合建设项目水资源论证导则(试行)(以下简称《导则》)［2］的现象，即不合时宜的使用稳定流大井法及富水系数法。

2.1 关于稳定流大井法计算

无论是已建矿井，还是规划矿区的水资源论证，其矿坑排水量计算，基本都利用以下两种方法:一是富水系数法;二是稳定流大井法计算。(1)《导则》中稳定流大井法应用于规划矿区的矿坑排水量计算，实际论证报告中更多的是应用于已建矿井的矿坑排水量计算;(2)目前论证报告所谓的稳定流大井法计算，基本上以矿区面积或拟采煤田面积来确定引用半径，以适应于垂向集水构筑物集水的公式来计算涌水量。水文地质条件概化时，地下水流态概化为:径向一维达西流;含水层结构概化为:均质、等厚(取各孔含水层厚度平均值)、各向同性;边界条件概化为:不考虑边界作用的性质，不考虑有无水量交换及其交换方式，且基本不考虑地下水的补给、径流条件及矿坑水的形成规律。由于以上种种原因其计算结果多不符合实际。

2.2 关于富水系数法计算

当无矿坑涌水量实测资料时，(1)基本都不进行补充监测矿坑排水量工作，并以此来计算相应的富水系数。(2)采用水文地质比拟法——富水系数法时，不考虑两矿的生产能力悬殊，仅考虑水文地质条件相似，利用这一富水系数来计算采煤规模数倍扩大后的煤矿的矿坑排水量计算。这种以产能与参证矿的富水系数之积来计算矿坑涌水量的方法，实际上视两矿的矿坑排水量与产能线性相关。然而，生产实际中，即便是同一矿井，其矿坑涌水量与产能之间呈线性相关的情况少之又少，几乎都是非线性相关的。因此，即便两矿水文地质条件相似，但产能差别较大时，以产能与参证矿的富水系数之积来计算矿坑涌水量的方法可能并不符合实际。

3 岩溶水水量分配方案的调整势在必然，但若要调整又似乎是遥遥无期

在总量控制管理体制下，九十年代省水资办及时出台了岩溶水分配方案指导意见，对山西主要岩溶大泉的岩溶水资源进行了配置，出台了相关县域岩溶水的开采指标。目前编制水资源论证报告时，涉及到利用这些岩溶大泉的岩溶水时，仍在使用这一指标进行着总量管理。然而，在全球气候变化和大规模经济开发等因素影响下，我国水资源情势正在发生新的变化，水资源量发生明显的衰减已成为不争的事实之一。全国水资源评价成果显示，1980年～2000年水文系列与1956年～1979年水文系列相比，地表水资源量减了17%。晋中市地下水资源量评价结果显示，1980年～2000年水文系列与1956年～1979年水文系列相比，地表水资源量分别为 6.34、10.3亿 m3，即地表水资源量减少了 38.4%;地下水资源量分别为 7.48、10.4亿 m3，即地下水资源量减少了28.1%。因此，岩溶水水量分配方案的调整势在必然。

随着市场经济条件下多种利益主体对自身利益需求关注的日益提高，传统的水资源管理体制难以应对市场经济对水资源管理的要求和变革，不利于水资源的有效开发、利用与保护。然而，仅仅通过政府管理部门的协调，难以解决水资源配置、水量分配方案中产生的矛盾。评价精度更高、评价结果更为合理的水资源量数据，仅仅是由于需要调减各区域水量分配指标，就造成了利益相关者的对之漠视与抵制，更为合理的水量分配结果难以产生，尽而及时用之于水资源的管理之中。给人的感觉是水量分配方案的调整势在必然，但若要调整又似乎是遥遥无期。只能继续利用不甚合理的指标，来进行岩溶水水资源的总量管理。2011年水利部正式批复山西省为全国水生态系统保护与修复试点省，地表水、地下水和岩溶水的“三水”保护与修复工作正有条不紊的进行，并且为落实最严格的水资源管理制度，山西省将在两年内完成全省主要河流水量分配方案，建立市、县两级取用水总量控制指标体系，相信这些工作的开展，将有助于完善建设项目水资源论证工作。