洛南县永明选矿厂取水方案探析

沙盼盼，任 平

(1.商洛市水电勘测设计院，陕西 商洛 726000；2.商洛市商州区水利工作队，陕西 商洛 726000)

洛南县永明矿业有限责任公司是一家集黄金探、采、选于一体的黄金加工企业。公司经充分考察，将收购整合的两套日处理100 t粗金矿的选矿项目改建成日处理300 t粗金矿生产线建设项目。为了确保选矿厂项目顺利建设，需对矿厂生产用水方案进行评价分析。

1 项目需水量

洛南县永明矿业有限责任公司选矿厂位于洛南县寺耳镇偏北3 km的东庄村，占地7800 m2。尾矿库位于选矿厂下游的大南岔沟道内，距离选矿厂约4 km左右。日采粗金矿300 t，年采选粗金矿90000 t。经核算，日处理300 t粗金矿选矿厂改建项目合理的取用水量为：选矿生产总用水(新水)年用水总量9.0万m3，选矿取水规模为300 m3/d，项目设计水平年2019年。

2 水源方案分析

根据现场踏勘和相关方意见，项目区处于深山沟道之中，位置高，周围仅有寺耳沟河道有水，再无其他水源。矿厂提出取用石坡河二级支流寺耳沟河道地表水，取水工程位于洛南县寺耳镇胭脂河村上游处，坐标：东经110°24′08″，北纬34°22′19″。集水面积10.5 km2，取水水源为地表水，因此，需对寺耳沟河道地表水进行论证。取水口距选矿厂距离约2 km，采用DN200PE管道输水。

按照水资源分区和水功能区管理相关要求，分析范围流域面积2562 km2；根据本项目取水水源涉及范围，论证范围确定为取水口以上寺耳沟，流域面积10.5 km2。取水影响分析范围为：项目取水口以下至寺耳镇柴湾村汇入桑坪河断面，流域面积31.8 km2。

3 来水量分析

寺耳沟流域内无实测径流资料，根据《陕西省商洛市水资源开发利用现状分析报告》，考虑到设计流域与灵口水文站所属的流域在自然地理、气象、水文特性及人类活动影响等方面具有一定的相似性，两流域属同一径流分区，因此，本次论证选用灵口水文站为参证站，对石坡河、寺耳沟来水量进行分析。

3.1 水文比拟法计算

日处理300 t粗金矿选矿厂改建项目取水径流采用水文比拟法进行推求。用皮Ⅲ曲线进行频率计算，计算项目区以上段石坡河、寺耳沟(论证范围)设计流量。面积比拟法公式：

W设=F设/F参×w参×P设/P参

(1)

式中：W设为设计站年径流量，m3；F设为设计站流域面积，km2；F参为参证站流域面积，km2；w参为参证站站年径流量，m3；P设为设计站年降水量，mm；P参为参证站年降水量，mm。

日处理300 t粗金矿选矿厂改建项目所处的石坡河流域，流域面积662 km2；取水口位于项目区以上寺耳沟，取水口以上集雨面积10.5 km2，来水量计算采用灵口水文站1956年～2016年径流，采用面积、降雨修正计算。式中相关参数及计算结果见表1。

3.2 采用《商洛地区实用水文手册》计算寺耳沟径流量

年径流量计算公式：

(2)

式中相关参数及计算结果见表2。

表2 寺耳沟径流《商洛地区实用水文手册》计算成果表

(4)

不同频率设计年径流量计算采用公式(3)式计算。式中相关参数及计算结果见表3。

表3 寺耳沟径流《商洛地区实用水文手册》计算成果表

3.3 采用成果

经对照比拟法、《商洛地区实用水文手册》提供的方法对计算结果进行分析，手册资料系列偏短，分析精度低，灵口站有实测从1960年至今的水文资料测验成果。故寺耳沟径流量采用水文比拟法结果。依据《商洛地区实用水文手册》22页提供的公式，经计算90%保证率日最小流量0.00495 m3/s。

4 可供水量分析

4.1 寺耳沟流域用水量分析

水资源论证范围项目区以上寺耳沟流域需水量分析。

(1)工业需水量：经过调查，无用水企业，工业年用水量为0万m3。

(2)生态环境需水量：生态环境需水量是河道中常年流动的最小水量的阈值。以多年平均径流量的百分数作为河道最小环境生态需水量，计算公式为：

(5)

式中：Wr为河流最小生态环境需水量；Wi为第i年的地表水资源量；K为选取的百分数K取值为15%；n为统计年数。

年需水量30.5万m3。

(3)居民生活需水量：区域里有胭脂河村，现状总人口1094人，按照《陕西省行业用水定额》农村居民生活用水定额80 L/(人·d)人标准，需水量3.4万m3。

(4)牲畜用水：依据2019年牲畜进行计算不变，按照陕西省用水定额大牲畜40 L/(头·d)，小牲畜1.8 L/(只·d)。据调查有大牲畜150头，小牲畜500只，年总需水量0.25万m3。

(5)建筑业用水：预估年建筑面积1000 m2，按陕西省用水定额，建筑用水1500 L/m2，年需水量0.15万m3。

(6)农业用水：统计区域内约有308亩，农业灌溉(小麦、玉米等植物灌溉)，按陕西省用水定额125 m3/亩计算，农业灌溉用水量为3.85万m3，区域内农业需水量3.85万m3。

4.2 可供水量计算

断面以上取水年总需水量38.15万m3，月平均需水量3.18万m3，日平均需水量0.105万m3。90%保证率年可供水量102.27万m3，按照矿厂生产可研报告，供水天数300天，论证范围90%保证率可供水量计算结果见表4。

表4 论证范围90%保证率可供水量计算

从表4可以看出，全年流量保证率天数有300天。按照“以水定产”原则，该选矿厂年允许取用新水9.0万m3。由于没有蓄水工程的调节，取水靠降水补给径流取水。

5 水资源评价

5.1 水质分析

根据《商洛市2018年度环境质量公报》该段石坡河监测结果显示：石坡河断面水质达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)I类水域标准(水质功能标准为Ⅲ类)，项目地表水环境质量良好，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。取水河段位于石坡河二级支流寺耳沟，属于洛南源头水保护区，水质目标为Ⅲ类。取水不会影响石坡河水功能区水质Ⅲ类目标的变化。

5.2 取水口位置合理性分析

取水工程位置属于寺耳沟段，取水工程以上居住群众较少。植被茂密。河床床质由卵石、块石组成。洛南县永明矿业有限公司在河道内修建集水池和拦水坝，受拦水坝蓄水的影响，主河道高水位时，拦水坝顶托水流，使其上游河道沉砂落淤，河床会有一定的淤积，洪水发生时泥沙挟沙能力小，河床稳定，属少沙河流。建设取水工程自身是安全的。

5.3 取水安全性

拦水坝采用混凝土重力坝，坝体顶宽0.6 m，底宽1.4 m，高1.7 m，坐落在基岩上，坝体两肩与岩体相接，能保证取水口安全取水，坝体抗滑稳定和抗倾稳定均满足规范要求。集水池设计为圆形，井径1.5 m，高2 m，下部1.5 m位干砌石结构，上部0.5 m位浆砌石压顶，井身周围回填滤料。取水处采用在河道修建集水池，通过管道，自流输送到选矿厂，带有防护设施，能够保证选矿用水安全。

5.4 取水可靠性分析

取水位置河道顺直，无直接取水条件，需要修建集水池和取水坝形式取水。按照分析的可供水量，满足本项目日取水300 m3/d的取水要求，取水口对现有工程、其他工程无任何影响。

5.5 对第三方无任何影响。

取水工程位属于寺耳沟胭脂河村沟道内，在河道内修建拦水坝方式自流取水。对取水口上游农田、居民点、建筑物等用水需求，影响较小。取水口通过管道引至高位水池。修建集水池和拦砂坝，通过管道采用自流方式取水，不受人为污染和自然污染，不会改变水质。

6 结语

《商洛市水资源利用开发规划》中对石坡河流域用水量没有明确规划，寺耳沟水资源丰富，水量丰沛，水质清澈。从寺耳沟取水口以上流域水量平衡分析计算结果来看，在90%保证率下，寺耳沟取水断面可供水量为102.27万m3，而该项目生产用水量9.0万m3/a，丰富的水资源为选矿厂生产提供了充足条件，所以寺耳沟取水水源方案是合理的，取水口位置布设合理。