滦县一德铁精粉项目水资源论证

2022-04-22陈向荣张立敏

河南科技 2022年6期

陈向荣张立敏

摘要：为保证滦县一德铁精粉项目的用水需求，笔者对建设项目的取水地点、取水量、水质和供水水源保证程度等进行研究，分析本项目的取水对周边环境和其他取水用户的影响。研究表明：建设项目用水7.35万m³/a，远低于均衡区地下水可开采量的171.8万m³/a，符合相关技术标准和用水定额;建设项目生产用水对水质要求不高，建设项目水源井水质检测项目符合《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）Ⅲ类水质标准;项目取退水对区域水资源和其他用户无影响，取用水可靠合理。

关键词：水量;水质;保证程度;用水定额;水质标准

中图分类号：TV213.4 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2022）6-0085-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.06.020

Demonstration of Water Resources forYi De Iron Fine Powder Project in Luan County

CHEN Xiangrong1 ZHANG Limin2

（1.CNOOC GAS & Electricity Group Co.， Ltd.，Beijing 100102，China;2. Offshore Oil Engineering Co.， Ltd.，Tianjin 300450，China）

Abstract： In order to guarantee the water demand of Luan County's Yi De iron fine powder project， the author shows the studies of the water intake location， water quantity， water quality and water supply source guarantee degree of the construction project， and the influence of water intake on the surrounding environment and other water intake users is also analyzed. The results show that： the water consumption of the construction project is 73 500 m³/a， which is far lower than that of 1 718 000 m³/a of the recoverable groundwater in the balanced area， and conforms to the relevant technical standards and water consumption quota; The water quality of the water source well of the construction project is in conformity with the water quality standard of Class Ⅲ of the "Quality standard of groundwater"（GB/T 14848—2017） ;It has no influence on regional water resources and other users， and the water drawn is reliable and reasonable.

Keywords： water quantity;water quality; degree of assurance;water quota; water quality standard

0 引言

滦县一德铁精粉加工厂位于滦州市王店子镇兴户村西，厂区中心地理坐标为北纬39°51'41.55"、东经118°24'31.23"，占地面积为17 333 m2。目前建设项目年处理10万t低品位铁精粉及35万t铁矿石项目，依据《产业结构调整指导目录（2019年）》，建设项目不属于国家限制类或淘汰类项目，项目实施对当地经济的发展具备一定的促进作用[1]。建设项目生产过程需具备稳定的供水源，有必要对建设项目进行水资源分析和论证。

1 项目简介

建设项目地处冀东沿海山区，管河位于项目区东侧，直线距离大约为0.06 km;建设项目距离城镇较远，没有再生水和其他水源可供利用。因此只能选择地下水作为建设项目稳定的取水水源。建設项目所在地河北省滦州市王店子镇位于山前倾斜平原区，不属于“河北省人民政府公布平原区地下水超采区、禁采区和限采区范围”（冀政字〔2017〕48号），不存在地下水超采问题。

1.1 论证等级

根据《建设项目水资源论证管理办法》《建设项目水资源论证导则》（GB/T 35580—2017），滦县一德铁精粉加工厂年处理10万t低品位铁精粉及35万t铁矿石项目，取水水源为当地地下水，根据《滦州市水资源评价》和《滦州市水资源统计年报》分析范围，滦州市近5 a来地下水开发利用程度为96.7%（地下水供水量/地下水可开采量），分类等级为一级[2]。取水用于工业生产和企业职工生活，工业日取水量为243.6 m³/d，小于0.3万m³/d，分类等级为三级;生活日取水量为1.4 m³/d，小于1万m³/d，分类等级为三级;论证区水文地质条件简单，分类等级为三级;根据调查，项目取水涉及一个地表水功能区，退水不涉及水功能区，项目取水对第三者取水影响轻微，不影响周边生态环境，退水至沉淀池，尾水重复利用，不外排，故取水和退水影响等级定为三级。在取水退水等级确定上，对于取水分类指标“开发利用程度为一级，而其他指标均为三级的，工作等级可降低为二级”。因此，最终确定本项目的论证等级为二级[3]。

1.2 论证范围

1.2.1 分析范围。结合建设项目的取用水总量要求，并考虑流域和滦县在水资源管理方面的相关要求，最终确定项目的分析范围，原则上应覆盖取水水源论证范围、取水影响范围[2]。以此原则并结合研究区现状，确定本次分析范围为滦州市全境，面积为999 km2。

1.2.2 取水水源论证范围。综合考虑滦县一德铁精粉项目的取水位置、含水层的结构特征以及地下水的补径排条件，且地下水水源所处的水文地质单元较为独立完整。因此确定本次论证将项目所处的山间盆地作为地下水水源论证范围，面积为12.25 km2。

1.2.3 取水影响范围。按照《建设项目水资源论证导则》（GB/T 35580—2017），取水影响范围应在影响半径范围基础上，考察水量、水质和水位等引起的变化，并结合其他水文地质问题[2]。根据以上原则以及研究区的实际情况，取水影响范围与取水水源论证范围一致。

1.2.4 退水影响范围。项目生产用水部分实现循环利用，生活用水经处理后定期清运，退水影响范围与厂区范围一致，面积为17 333 m2。

2 取用水合理性分析

2.1 用水结构

建设项目年总用水量为336.45万m³，全年生产300 d，日均用水量为11 215 m³。全厂用水情况如图1所示。各用水环节主要包括铁矿石加工处理和铁精矿加工处理、环境用水以及生活用水。另外从用水形式上来说，消耗新水量为245 m³/d，串联水量为9 684.5 m³/d，循环水量为2 285.5 m³/d，重复利用水量为11 970 m³/d。

2.1.1 铁矿石、精铁矿加工处理分析。在铁矿石、精铁矿加工处理过程中，耗水主要是在筛分、磁选等阶段的蒸发耗水及产品含水。主要工艺流程包括球磨、一段磁选、高频筛、二三段磁选、过滤、沉淀、压滤等过程。

2.1.2 环境及生活用水。研究区绿化面积为2 500 m2，根据项目实际运行情况，全年喷洒约120 d。绿化除尘用水全部取于项目回用水，包括部分工业回用水和生活回用水。绿化、除尘用水量为5.7 m³/d，来源于清水池循环用水。另外，矿厂区内职工多为当地农民，不设食堂和浴室，生活饮用为桶装水，另外存在少量的生活用水，这部分水量约为1.4 m³/d，全部利用新水。

2.2 取水水源分析

建设项目所在地大部分地区不存在地下水超采问题。根据建设项目论证区域的水资源状况、供用水情况以及项目用水水质要求，确定本项目取水水源为厂区自备井提供的浅层地下水，从水量与水质两方面论证取水水源的合理性。

2.2.1 地下水水量分析。

2.2.1.1 水均衡计算。本次选用均衡法计算论证范围内地下水资源量，建立水均衡方程式[4]。以滦州市的下级行政区王店子镇作为论证区域，面积为12.25 km2。均衡时间为2014—2019年，这段时间内均衡区平均降量为619.2 mm，与均衡区多年平均降水量640.6 mm比较接近，属于平水略偏枯年份。

均衡区地下水资源均衡计算结果见表1。从表中可以看出，平均每年的地下水总补给量为232.6万m3，地下水排泄量为263.3万m3，为负均衡。根据滦州市水资源规划报告[5]，均衡区地下水位年下降0.15 m，论证面积为12.25 km2，均衡区平均给水度为0.16，以此计算储变量为-29.4万m3，两者相对误差4%，说明计算方法及参数取值合理。

2.2.1.2 地下水可开采量。地下水资源量应在总补给量基础上减掉井灌回归量[6]，均衡区多年平均总补给量为232.6万m3，农灌回归量为41.7萬m3，则均衡区地下水资源量为190.9万m3/a。采用可开采系数法计算均衡区地下水可开采量，可开采系数根据经验值取0.9，则均衡区地下水可开采量为171.8万m³/a。

2.2.2 开采后地下水位预测。项目投产后，由于连续集中开采，在中心位置的水位会形成降落漏斗，且随着时间的推移降落漏斗的范围会不断扩大，深度也会进一步加深[7]。水源井水位区域降深+区域水位降深即得到项目运行后水源井的地下水位总降深。

2.2.2.1 预测方法。本次地下水位埋深预测采用区域降深+动态降深法。具体方法是：区域下降速率与预测年数之积为区域降深，自备井抽水时的降深为动态降深，二者与自备井现状静埋深之和即为规划水平年水源井的动水位埋深。

2.2.2.2 水源井水位降深。本次采用经验公式计算开采井抽水时的抽水降深。根据拟建水源地的水文地质条件，假设含水层为无限延伸、均质等厚的潜水含水层。初始流场接近水平，不考虑补给的情况下，水源井水位降深采用泰斯公式预测为式（1）。

[S=H−H2−Q2πKln2.25atR02] （1）

式中：S为供水井抽水至t时刻水源地中心的水位降深值，m;H为含水厚度，m;Q为开采井的单井出水量，m³/d;K为含水层渗透系数，m/d;a为导压系数，m2/d;R0为开采井与水源地中心距离，m;t为预测时间，d。

2.2.2.3 区域水位降深。

[S域（t）=VT] （2）

式中：[S域（t）]为不同时间（t）区域水位下降值，m;V为区域水位下降速率，m/a;T为预测时间，d。

2.2.2.4 参数的选取。由于项目投产后总取水量为7.35万m³/a，采用两眼联合供水（1用1备），单井开采量为245 m³/d;含水层渗透系数、导压系数根据滦州市王店子镇抽水试验及经验值确定，k为5.08 m2/d，a为5 600 m2/d;最近水源地与开采井距离为125 m，项目区浅层地下水下降速率取地下水动态监测平均下降速率为0.15 m/a，则生产水源井10 a内水位降深预测结果见表2。

综上所述，项目开采1 a、5 a、10 a后预测水位降深分别为0.87 m、1.79 m、2.64 m。

2.2.3 地下水水质分析。本次工作水质监测项目：pH值、浑浊度（散射浑浊度单位，NTU）、色（铂钴色度单位）、总硬度（以CaCO3计）、溶解性总固体、挥发性酚类（以苯酚计）、氰化物、硝酸盐、氟化物、硫酸盐、氯化物、铬（六价）、铁、铜、铅、镉、砷、汞、耗氧量（CODMn，以O2计）等共19项。

根据评价方法及评价标准，对现状检测结果进行评价，本项目评价范围内地下水检测指标因子均为Ⅰ～Ⅲ类指标[8]。地下水水质评价结果见表3。

经过对建设项目水源井进行水质检测，19项指标的检验结果均小于三类国家限值，均符合三类水标准，故项目生产用水水质有保证。

3 取水、退水影响分析

3.1 取水影响论证

3.1.1 水资源。建设项目所在地不存在地下水超采问题。根据《滦州市水资源综合规划报告》成果，建设项目论证范围内多年平均地下水资源可开采量为171.8万m3，平均地下水资源供水量为232.6万m3，允许开采量有保证。论证区地下水资源仍盈余一定的开采空间，建设项目年取水量为7.35万m³，用水量较小且为已存在用水户。因此，项目取水对区域水资源影响较小。

3.1.2 水功能和生态系统。建设项目所在区域不涉及地下水保护区，项目平均每年取水量为7.35万m³，约占论证区地下水资源可采量的2.62%左右，项目取水水源井距离地表水体较远，因此项目取水对区域水功能区和生态系统基本没有影响。

3.1.3 其他用户。项目东侧为二选厂，南侧为空地，西侧为外租库房，北侧约20 m处为102国道，隔路为昌旭公司。从抽水试验结果来看，当水位降深为1.98 m时，出水量达到12.5 m³/h（300 m³/d）。从含水层的供水能力分析，水源井降深为1.14 m时出水量可以满足项目7.35万m³/a（245 m³/d）的水量要求，此时水源井影响半径为43.2 m。经过调查，影响半径范围内，无其他用水户。另外距离开采井最近的生活水源地距离为125 m，根据开采井对水源地水位降深的预算，项目开采1 a、5 a、10 a后预测水位降深分别为0.87 m、1.79 m、2.64 m，，实际由于动态水位引起的降深值为0.72 m、1.79 m、2.64 m，影响范围最大为1 808.6 m2，相对来说影响较小。

3.2 退水影响论证

建设项目退水系统由生产、生活废水、雨水排水系统组成。生产废水排水系统将工艺排水、选矿冲洗废水排入干排砂场，选矿工艺为球磨和磁重分选，在选矿过程中无须添加化学试剂，故矿浆中不含有害污染物。排水中主要污染物为泥沙，经过自然沉淀，部分蒸发和渗漏补充地下水，大部分水经澄清后返回选矿车间循环使用，不对外排放。生产过程产生的少量污水统一排入化粪池，并处理后定期清运，年退水量为300 m³。厂区周边多为植被覆盖的土地，雨水产流量较小，雨水排水沿地形和沟渠自然排放。

3.2.1 水功能区和水生态。该建设项目生产废水来自选矿工序，主要污染物为悬浮物。废水进入浓密罐，经渗透过滤进入沉淀池，澄清后直接用于生产工序循环利用;生产过程产生的少量污水统一排入化粪池，并处理后定期清运。该项目取用地下水，水源地所在区域地下水水量充足，项目用水量相对较少，生产废水可以经过处理循环利用，除蒸发和绿化使用外基本不外排。因此，项目退水对水功能区和水生态没有影响。

3.2.2 其他用户。项目对厂区沉淀池、清水池、事故池、各个车间、原料库、成品库均进行了防渗处理，厂区产生的废水不会通过渗漏污染地下水及地表水资源;产生的废水经过处理后全部回用。另外环境评价单位对项目周边地下水进行了檢测，结果显示各项检测指标均符合《地下水质量标准》。

4 结语

本研究从水量、水质出发并结合取水、退水影响，对滦县一德铁精粉项目进行了水资源论证，论证结论如下。

①单位单品铁精粉原矿石耗新水量为0.41 m³/t，重复利用率为97.99%，项目用水为7.35万m³/a。建设项目用水来源为地下水，地下水资源量为190.9万m3/a，地下水可开采量为171.8万m³/a，项目用水量远远低于地下水可开采量，符合相关技术标准和用水定额。

②对项目投产后的水位进行了预测，开采1 a、5 a、10 a后预测水位降深分别为0.87 m、1.79 m、2.64 m。实际由于动态水位引起的降深值为0.72 m、1.79 m、2.64 m，影响范围最大为1 808.6 m2，相对来说影响较小。

③根据评价方法及评价标准，对现状检测结果进行评价，从评价结果可以看出建设项目水源井水质检测项目符合Ⅲ类水质标准。

④项目取、退水对区域水资源和其他用户无影响，取用水可靠合理。

参考文献：

[1] 李小鱼.产业结构调整指导目录（2019年本）[J].砖瓦，2020（8）：43.

[2] 水利部资源管理中心.建设项目水资源论证导则：SL 322—2017[S].北京：中国水利水电出版社，2017.

[3]建设项目水资源论证报告书编制技术方法[J].黑龙江水利科技，2019（4）：52-54.

[4] 姜周，党雅俐.地下水资源评价数学模型及微机运行系统[J].甘肃地质，1990（00）：63-80.