山西省能源基地水中长期供求探析

2015-12-16孙娟绒

水利规划与设计 2015年2期

孙娟绒

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024)

1 能源基地概况

山西能源基地为晋北、晋中(含晋西)、晋东三个煤炭基地，涉及全省119个县级行政区中的72个，2010年总人口2391万人，地区生产总值7136亿元，农业有效灌溉面积912万亩。基本涵盖了大同、宁武、河东、西山、霍西、沁水六大煤田和现有的十大矿区，以煤炭开采、煤化工产品及其衍生的商贸业、服务业等为主导，是全省工业企业、第三产业发展的集中地，不仅是全省经济发展的支柱，也是全国十三个大型煤炭基地的重要组成部分。

2 供用水现状及存在主要问题

2.1 供用水量

2010年，山西省能源基地总供水量45．1亿m3，其中地表水20．8亿 m3、地下水22．7亿 m3(其中超采5．5亿m3)、再生水利用量1．5亿m3;总用水量45．1亿m3，其中生活用水量为7．2亿m3、工业用水量为12．4亿m3、农业用水量23．6亿m3、生态环境用水量1．8亿m3。供用水统计见表1。

表1 山西省能源基地2010年供用水统计表

2.2 现状供水水源及存在问题

(1)晋北煤炭基地

晋北煤炭基地中的朔同地区已建册田、赵家窑、东榆林等大中型水库，引黄北干线工程主体也已建成通水。区域内生活、工业现状用水主要依赖地下水源，大同城郊及朔州的山阴县、怀仁县存在超采区。引黄北干线工程一期设计供水2．96亿m3，基本满足近期生活、工业需水;远期达设计供水能力5．6亿m3，将改善供水结构，提高供水保障程度，并涵养地下水。

晋北煤炭基地中的忻州西部4县及吕梁兴县境内河流均属晋西北沿黄支流，径流一般集中在雨季，且因流域植被差，径流含沙量高，开发利用难度较大;宁武、静乐、岚县的地表水资源量较为丰富，但主要分布在汾河水库保护区，可利用量有限。因此，沿黄区域虽有引用黄河干流水资源的地理优势，但现状仅建有为数不多的小型工程，水源仍以地下水为主，不能满足用水需求;引黄南干线途径本区域，但不属于其设计供水对象。

(2)晋中煤炭基地(含晋西)

2010年，晋中煤炭基地(含晋西)总供水量21．6亿 m3，其中地表水11．6亿m3，占总供水量的54%，地下水超采量3．8亿m3。

晋中煤炭基地(含晋西)中的太原、临汾区域已建主要地表水源为汾河水库、汾河二库、文峪河水库、万家寨引黄工程南干线工程、和川取水输水工程等大中型水利工程，但现状用水以地下水源为主，太原城区、临汾城区等存在地下水超采区。随着引黄南干线工程供水管网配套建设和扩大供水范围等其它措施的落实，太原区域水需求可以满足，临汾区域远期供水不足。

晋中煤炭基地(含晋西)中的吕梁、晋中等区域位于晋西沿黄地区及汾河中下游，已建主要地表水源为文峪河水库、恒泉水库、柏叶口水库等。沿黄区域现状地下水用水量占总量的64%，供用水结构不合理;汾河中下游地区供需矛盾尖锐，交城、孝义边山存在严重超采区，属资源性缺水。区域西临黄河干流，具有引用黄河水的地理优势，目前已建的小型提水工程远不能满足需水要求。

(3)晋东煤炭基地

农村土地确权的登记是国土资源局等诸多部门协作进行的，这样可以让农村土地确权的权属更加清晰。然而在实际操作中，农村土地确权涉及的土地面积是庞大的，农户的数量更是非常庞大，其中农户承包的地块是分散的，质量也参差不齐，在这种情况下提升土地标记的工作量，农村土地确权的任务也是非常繁重的。这与农村土地确权工作人员人手不足的情况形成了矛盾，导致难以区分农户实际种植的土地以及自留土地。这就容易产生承包地面积扩大，而实际确权的面积不够准确的现象[1]。

2010年，晋东煤炭基地总供水量14．4亿m3，其中地下水7．4亿m3，占总供水量的51%，地下水超采量0．8亿m3。

晋东煤炭基地中的晋城、阳泉、晋中等区域，现状供水以地下水源为主，榆次区及晋城市区地下水源超采，随着张峰水库、松塔水电站供水设施的配套建设，可以增加地表水供给量，基本满足生活、工业用水需求，但阳泉区域为娘子关泉单一水源，非常状况下应急能力差。

晋东煤炭基地中的长治区域现有漳泽水库、关河水库、屯绛水库等大中型水库，除漳泽水库外，其它水库以农业供水为主，工业企业供水严重不足，供水保障率低，而域内的浊漳河干流无控制性工程，水资源开发利用程度低。

3 未来发展格局及供用水需求

3.1 经济发展预测

山西三大煤炭基地“十二五”及以后继续推行煤炭大循环发展理念，以煤为基多元发展，将进一步推进大集团、大基地、产业群和产业园区建设。

规划建设:晋北动力煤综合基地，重点培育两个亿吨大型煤炭企业集团，大力发展大型坑口电站和低热值煤资源综合利用电站，加快煤电一体化进程;建设晋中炼焦煤综合基地，大力推进临汾、吕梁两大焦化基地建设，加快三交-柳林煤层气开发利用基地建设;建设晋东无烟煤综合基地，加大潞安矿区贫瘦煤和基地内低热值煤发电力度，加快建设沁南、和顺-昔阳两大煤层气开发利用基地和晋城矿区、阳泉矿区、潞安矿区三大瓦斯抽采利用园区。

预测山西能源基地2020年总人口达到2502万人，地区生产总值达到17667亿元，其中工业增加值7630亿元;2030年总人口达到2596万人，地区生产总值达到30813亿元，其中工业增加值13370亿元。预测成果见表2。

表2 山西能源基地社会经济发展预测表

3.2 需水预测

以满足和保障能源基地未来产业结构调整及国民经济重点发展方向的用水需求为出发点，在现状用水水平的基础上，考虑各行业强化节水，采用定额法，对未来生产、生活及生态需水作出合理预测。

预测山西能源基地总需水量2020年为54．2亿m3、2030年为58．3亿m3，比2010年分别增加9．1亿m3、13．2亿m3，预测成果见表3。

表3 山西能源基地需水预测表单位:亿m3

4 供水保障总体思路与水资源配置

4.1 供水保障总体思路

能源基地是人口密集度高、工业发达、三产兴旺之地，是山西经济支柱产业区，也是国家能源安全保障的重要组成部分，供水保障方案为安全保证型，既能在正常年份保障整个社会需水要求，干旱和突发事件情况下也可维持基本生活和重要用户的需求，维护社会经济的稳定。因此，确定供水保障总体思路为:在节水型社会建设前提下，继续增加地表水供给量，实施关井压采措施控制地下水开超采量，一方面改善现状供水结构，另一方面涵养地下水源;发生特大干旱及突发事件时，根据各流域径流丰枯不同频特点，水源之间调剂水量，并增加地下水及泉水开采量，最大可能保障城市社会经济的可持续发展。

4.2 供需平衡分析

能源基地2010年地表水源供水能力约20．0亿m3;已建的万家寨引黄工程，以及主体工程已竣工的张峰水库、坪上应急引水工程、和川取水输水工程等在其配套供水设施完成后，可增加能源基地供水能力12．0亿m3;区域地下水可开采量17．3亿m3，现状其它水源可供水1．5亿m3。因此，能源基地目前总供水能力50．8亿m3。

预测能源基地2020年、2030年总需水分别为54．2亿m3、58．3亿m3，综合分析现状水源地位置分布、供水范围和供水能力，可供水量为49．8亿m3，则2020年、2030年分别缺水4．4亿m3、8．5亿m3。

规划建设中部引黄工程、龙华口调水工程、吴家庄水库、马连圪塔水库等，并规划以提高供水保证率并替代已建小型引提水工程为主的小型水库14座，可增加地表水源供水能力7．0亿m3。同时，推进污水处理设施建设，预计2030年其它水源可增加供水量3．0亿m3。以上规划工程建设可增加供水能力10．0亿m3，可满足能源基地规划水平年需水要求。

4.3 水资源配置

水资源配置遵循以下原则:(1)取水顺序:先地表后地下，合理利用调入水，并加大污水处理回用量;(2)用水顺序:首先满足生活用水，尽量保证重要工业用水，尽可能保证大中型灌区主要作物灌溉需水，其中生活用水优先采用水质优良的地表水和地下水。

按配置原则进行水资源配置，三大煤炭基地一般降水年份需水要求基本可以满足，配置成果见表4。

表4 山西能源基地水资源配置成果表单位:亿m3

非常情况下主要依靠联合调度实现保障供水:(1)晋北煤炭基地以万家寨引黄北干线工程、中部引黄工程、桑干河册田水库为骨干供水工程，根据黄河干流和桑干河两大流域之间丰枯不同频的特性调剂水量，保障供水安全;(2)晋中煤炭基地以万家寨引黄南干线工程、中部引黄工程、汾河水库、沁河马连圪塔水库等为骨干供水工程，干旱年份动用储备的地下水资源;(3)晋东煤炭基地以沁河张峰水库、浊漳河吴家庄水库、滹沱河龙华口调水工程等为骨干供水工程，通过三流域丰枯调剂保障供水安全。

5 供水保障措施及水源工程布局

5.1 供水保障措施

根据三大煤炭基地地理位置、水系的天然分布情况、供水工程的分布及运行状况，以增加境内及黄河干流地表水供水量、严格控制地下水开采为指导，确定能源基地供水保障措施主要为:(1)加快张峰水库、松塔水电站等工程的供水设施建设，推进引黄南干线、北干线泵站及供水管网建设，尽快实现已建工程供水效益。(2)在黄河干流及省境内水资源条件较好的干支流建设蓄、引水类型的地表水源工程，增加地表水供给量。(3)配套建设对引黄水调蓄及替代已建小型引提水工程为主的小型水库14座，提高供水保证率。(4)与城镇规划建设适应，推进污水处理厂建设，增加处理水回用量。

5.2 主要地表水源工程布局

以《山西大水网规划》及《山西大(中)型水库规划》等为依据，规划主要地表水源工程布局为:

在省境东面的海河流域，北部滹沱河支流龙华河上建设龙华口调水工程，向晋东煤炭基地的阳泉市供水;南部浊漳河干流建设吴家庄水库及辛安泉供水改扩建工程，主要向晋东煤炭基地的长治市供水。

在省境西部黄河干流，规划中部引黄工程，自天桥水电站库区取水，由北而南向忻州、吕梁、临汾市和晋中市的4市16个县(市、区)供水，保障晋中煤炭基地(含晋西)用水安全。

在省境中南部黄河流域的沁河干流，规划马连圪塔水库，向晋中煤炭基地的临汾市供水。

规划工程建设后，晋北及晋中煤炭基地将拥有“主水”和“客水”两类水源，具有区域外应急调水的能力;水资源相对丰富的晋东煤炭基地地表水开发利用程度提高，调蓄水能力增强。正常年份各水源就近供水，干旱年份及突发事件时，依托山西大水网中连通工程调剂水量，并适当增加地下水开采量及泉水供给量，可保障三大煤炭基地生活及重要工业用水，保证农作物关键生长期需水，基本实现安全供水。