莒南县多水联用保障钢铁生产的可行性分析

胡茂英

（莒南县水务发展集团有限公司，山东莒南 276600）

莒南县钢铁基地位于临沂临港经济开发区内，由永锋、江鑫、盛阳、临钢投等4 家钢铁厂及恒昌焦化厂等组成，永锋钢铁年产600 万t 特钢、盛阳年产240 万t 不锈钢、江鑫年产270 万t 特钢，钢厂建成投产后可实现年产值3 000 亿元，为莒南县由农业大县向国民经济强县发展夯实坚强的基础。钢铁生产供水工程建设非常重要，需日供水25.5 万m3/d，其中江鑫钢铁5 万m3/d，永锋10 万m3/d。玻璃厂、临钢投、有色金属、恒昌焦化等厂日供水10.5 万m3/d，根据目前莒南县可供水现状，为保障钢铁生产供水，需优化配置水资源，联网联合供水。

1 钢铁生产水量与水质需求

1.1 水量需求

钢铁厂的生产用水主要水用于冷却设备构件、产品、副产品和其他介质如润滑油等，还用于洗涤产品或含烟尘气体，剥离钢板表面氧化铁皮、粒化冶金渣和输送物料，制备酸洗液和乳化液等溶液，以及用于生产蒸汽等。

钢铁生产用水量大，供水不能间断，为保证供水量，必须要有充足的水源。一个由烧结、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢等主要生产车间和相应的辅助车间组成的钢铁联合企业，每吨粗钢的总用水量一般为80～220 m3；因此，大多数钢铁生产厂的水源为江、湖和大型水库等地表水，也可部分或全部用地下水。沿海设置的钢铁厂可部分用海水。

永锋钢铁厂申请用水指标10 万m3/d；江鑫申请用水指标5 万m3/d；恒昌焦化、玫德特钢、盛阳不锈钢、临港不锈钢生产集聚工业区等四家钢铁生产厂，共申请用水指标为10.5 万m3/d，山东临沂临港经济开发区钢铁基地总计用水量达25.5 万m3/d，按输供水损失5%计算，年需供水量9 773.0 万m3，才能满足钢铁生产需水要求。

1.2 水质需求

钢铁厂各种用水对水质要求不同，设有一般工业用水、过滤水，有些还设软水和纯水等不同水质的补充水系统，根据有关资料，钢铁生产主要水质指标见表1。

表1 钢铁生产用水水质指标

根据莒南县水资源状况，为及时足量保障钢铁生产供水，需采取多水联用形式。

2 可行性分析

2.1 水资源充足是可行的

2.1.1 现状水资源量

1）库塘水。目前莒南县建有大型水库1 座（陡山），中型水库2 座（石泉湖、相邸），小（1）型水库23 座，小（2）型水库118 座，塘坝2 036 座。设计总库容5.31 亿m3，兴利库容3.33 亿m3。

2）雨洪水。莒南县雨洪水资源为沭河朱庄拦河橡胶坝可拦蓄利用的沭河过境雨洪水资源，控制流域面积3 143.3 km2，其中流域内建有5 座大型水库控制流域面积1 513 km2，朱庄拦河橡胶坝区间流域面积1 607 km2，按照《全国水资源评价成果》淮河区的降雨径流资料计算，区间雨洪水资源量，多年平均（P=50%）3.03 亿m3；干旱年（P=75%）2.09 亿m3；2019 年建成鲁沟泵站，铺设了DN2200 长45 km 的鲁南供水管道，使利用沭河过境雨洪资源变为现实；拦河橡胶坝保证率50%时可供水量1.23 亿m3、保证率75%时可供水量0.85 亿m3、保证率90%时可供水量0.78 亿m3，这为钢铁基地生产用水提供了较丰富的水资源。

3）污水净化处理再生水。莒南县域内可向钢铁基地生产供水的污水净化处理再生水包括：北控水务集团所属莒南卓澳水质净化有限公司，建成运行的水质净化处理排放再生水6 万t/d；筹备建设第三污水净化处理厂排放再生水4 万t/d；嘉诚水质净化处理排放再生水3 万t/d；野泉水质净化处理厂处理排放再生水1.0 万t/d；鸡龙河流域内镇村级生活污水一体化处理设施站，排放再生水1.0 万t/d，总计再生水资源量达到15 万t/d，年可提供5 475 万m3再生水；根据《水回用导则再生水分级》（GB/T41018-2021），区域内污水净化处理再生水符合国家规定的各种用水在物理性质、化学性质和生物性质方面的要求。尤其再生水排放经过2～3 km 人工湿地的沉淀、过滤、生物处理等，其水质指标达到《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005），再生水用作工业用水水源的水质标准B 级要求。

2.1.2 各行业对水资源的需求预测（2025 年）

1）生活用水。预计2025 年全县总人口达到126.5 万，包括城镇人口15.94 万，农村人口110.56 万。生活需水量3 809.8 万m3。

2）农业用水。预计2025 年全县农田灌溉总面积4.664 万hm2，有效灌溉面积达3.657 万hm2；林牧渔业面积1 万hm2，牲畜207.7 万头。综合节水型灌溉定额3 675 m3/hm2，渔业需水定额6 150 m3/hm2，牲畜需水定额20～40 L/d，则全县农业需水量18 288.2 万m3。

3）工业用水。除钢铁基地有用水指标，其他工业按万元工业增加值需水定额30 m3计，预计到2025 年工业增加值100 亿元，共需水量12 307.5 万m3。

4）其他需水量。其他需水量是指生态环境及基本建设等用水量，按居民10 L/人·d 计算，2025年其他需水量为462 万m3。

综上所述，规划水平年需用水量3.49 亿m3。

2.1.3 水资源供需平衡分析

1）现状年可供水能力。可供水量是指在一定的来水、用水和供水条件下，采用合理的调度运用方式，可以提供利用的水量。可供水量与水资源、用水条件、工程设施、水质条件等有关。可供水量反映了供水系统和需水系统的矛盾统一，也就是在计算可供水量时要把供水和用水综合考虑，弃水和不能为用户利用的水量不能算作可供水量。没有通过工程设施而为用户利用的水量，也不能作为可供水量。

经综合分析计算，莒南县现状不同保证率供水能力见表2。

表2 莒南县现状不同保证率年供水能力分析计算 万m3

2）水资源供需平衡分析。综合上述分析，按照“先生活后生产、先节水后开源、先治污后通水、先环保后用水”的原则，根据可供水量和需水量预测结果，按照2025 年为规划水平年，进行水资源供需平衡分析，结果见表3。

从表3 中可以看出，规划水平年2025 年全县供需平衡结果：平水年（P=50%）余水0.56 亿m3；中等干旱年（P=75%）缺水0.144 亿m3；干旱年（P=85%）缺水1.098 亿m3。属于轻度缺水，随着各行业节水措施的实施，开发利用新水源，特殊干旱年优先保障工业生产及人畜生活供水，钢铁基地生产供水是可行的。

表3 规划水平年不同保证率水资源供需平衡计算 万m3

2.2 已建供水基础设施是可行的

2.2.1 水库供水有保障

目前大、中型水库均已除险加固，奠定了坚实的防汛、蓄水、供水基础条件；陡山、石泉湖、相邸三库串联、形成一个蓄供水水网的形式已初具规模，陡山至石泉湖输水隧洞正在施工，石泉湖至相邸扁山输水隧洞已建并运行，相邸水库扩容正在筹建中。

2.2.2 朱庄拦河坝可正常运行

目前朱庄拦河橡胶坝已建成蓄水运行，拦河坝至鲁沟泵站6.4 km 引水明渠建成运行，鲁沟泵站设计提水流量2.18 万m3/h，DN2200 长24 km的钢筒混凝土压力管道已铺设至相邸水库并入相邸泵站，相邸泵站至坊前调节池DN1600 长6.5 km 的钢筒混凝土压力输水管道已铺设运行，自调节池已铺设DN1400 长6.5 km 的钢筒混凝土输水管道至工业供水四通，四通北线、东线为临港工业园生产供水，南线为钢铁基地钢铁生产供水，形成一条东西贯穿的供水主干线，钢铁基地供水是可行的。

2.2.3 人工湿地污水处理再生水循环利用

根据地域、地形的自然有利条件，自鸡龙河刘庄泵站延伸串联相邸泵站、清泉林泵站，充分利用鸡龙河、龙王河、绣针河人工湿地污水处理再生水循环利用的供水工程已立项批复，经勘探、测量已完成供水泵站、输水管道工程设计，施工招投标，可望2024 年能为永锋、江鑫、恒昌等钢铁生产单位生产供水。

综上所述，多水联用为莒南县钢铁生产供水是可行的。