煤炭礦區總體規劃環評水資源承載力分析

麥方代 劉文榮

摘要：水資源承載力分析是礦區總體規劃環評的工作重點之一。目前開展的礦區總體規劃環評水資源承載力分析中，由于礦區內部水資源不足需從區外調水時，往往忽略了外部調水工程的環境影響及需要保證的下游生態用水量。本文以新疆三塘湖礦區總體規劃環評為例，介紹了在該規劃環評的水資源承載力分析中，外部調水工程下游生態需水量的計算分析方法，并提出了在確保調水工程下游生態需水量的前提下，礦區實際可取用的水資源量。

關鍵詞：煤炭；礦區總體規劃；環境影響評價；水資源；承載力分析；生態

DOI： 10.14068/j.ceia.2015.05.003

中圖分類號：X821 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6444（2015）05-0010-04

煤炭是重要的基礎能源和工業原料。為保障我國經濟社會快速健康發展，國家規劃了14個大型煤炭基地，共134個規劃礦區。礦區開發通常會形成以煤炭資源開采為基礎的煤、電、化一體化的產業發展模式。隨著我國煤炭開采重點區域逐步西移，水資源能否滿足礦區規劃項目的用水需求成為礦區開發中需重點關注的問題之一。水資源承載力直接決定了礦區煤炭開發和就地轉化產業規模的合理性。因此，在西部缺水地區的礦區總體規劃環評中，水資源承載力分析是評價最終規劃方案、提出優化調整建議的重要依據。

本文以新疆三塘湖礦區總體規劃環評為例，介紹了煤炭礦區總體規劃環評中外部調水工程生態需水量及調水工程實際可利用水量的計算分析過程，對煤炭礦區總體規劃環評中水資源承載力分析的方法和思路進行了探討。

1 礦區總體規劃環評水資源承載力分析方法

1.1 水資源承載力研究方法

目前，國內外針對水資源承載力的研究方法可大致分為兩類：一類為水資源供需平衡分析法；另一類是從社會-經濟-生態三大系統出發，構建水資源承載力評價指標體系的分析方法。其中，前者由于重在對客觀存在的水資源數量關系進行分析，反映的問題直觀明了、貼近實際、實用性強，在礦區總體規劃環評中運用較多；后者因采用眾多主觀性較強的間接指標，只能定性判斷水資源承載能力的相對變化，實用性較弱，一般僅用于學術探討[1]。

1.2 水資源承載力分析存在問題

在采用供需平衡分析法進行礦區水資源承載力分析時，一般需要分析區域水資源總量、跨流域調水量、生態用水量、工業用水量、農業用水量、居民生活用水量等各種供需數量關系。在目前的礦區總體規劃環評水資源承載力分析中，涉及礦區內部水資源不足需調用礦區外部水資源時，往往忽略了外部調水工程的環境影響及需保證的下游生態用水量，導致礦區水資源承載力分析結果出現較大誤差。其原因主要是礦區外部調水工程通常為另行規劃或立項的工程，并不直接包含在礦區總體規劃中，不直接屬于礦區總體規劃環評的內容，容易被忽略。

雖然礦區外部調水工程通常另行規劃或立項，但卻是礦區開發的依托工程，調水工程帶來的環境影響屬于礦區開發間接影響。根據《規劃環境影響評價技術導則 煤炭工業礦區總體規劃》（HJ 463—2009），礦區規劃實施環境影響預測內容應包括直接影響、間接影響和累積影響。因此，在礦區總體規劃環評中需充分考慮外部調水工程的環境影響和調水工程影響區的生態用水量，否則可能導致可調水量偏大。

2 礦區總體規劃環評水資源承載力分析案例

2.1 礦區概況

三塘湖礦區是新疆大型煤炭基地吐哈煤田的主力礦區之一，是新疆 “西煤東運”、“疆電外送”的煤炭生產基地。礦區位于新疆哈密三塘湖盆地中央坳陷帶西部，東西長195.51 km，南北寬32.9 km，面積為5 050.62 km2，含煤面積為3 926 km2。規劃方案內容包括：19個井（礦）田，煤炭生產總規模12 200萬t/a，各煤礦配套建設同等規模選煤廠；建設燃煤電廠2座，總裝機規模8 000 MW，低熱值煤綜合利用電廠7座，總裝機規模3 070 MW；產量為6億塊/年的矸石/粉煤灰磚廠和總規模120萬m3/a的砌塊廠。

上述規劃方案呈報國家發改委后，考慮到三塘湖礦區水資源條件、煤電外送通道和基礎設施建設現狀、內地市場對煤炭資源的需求等綜合因素，國家發改委僅批復了5個礦井（總規模為3 800萬t/a），礦區內其他資源作為國家戰略儲備，近期暫不開發。

礦區所在三塘湖盆地水資源極為匱乏，礦區開發需從外部調水。為保障三塘湖礦區開發建設用水，地方政府編制了《哈密三塘湖煤炭綜合生產基地供水工程規劃》，成立了水利工程建設領導小組并組建了供水工程法人機構，規劃在礦區東南部的天山支脈莫欽烏拉山北坡七條溝流域建設4座水庫（頭道溝水庫、二道溝水庫、頭道白楊溝水庫、二道白楊溝水庫）和3處截潛引水工程（三道溝截潛引水工程、四道溝截潛引水工程、三道白楊溝截潛引水工程），即“四庫三引”工程，為礦區供水。

2.2 水資源承載力分析原則和思路

（1）結合礦區批復情況，本評價分近期（2013—2020年）和遠期（2021年以后）兩個時期進行水資源承載力分析。按照“近細遠粗”的原則，近期重點對國家發改委批復的5個礦井及其配套項目（煤炭開發3 800萬t/a、火電裝機4 000 MW）進行分析。

（2）礦區生產用水優先采用處理后的礦井水和生活污水，不足部分采用外調水。

（3）礦區開發主要依托莫欽烏拉山北坡“四庫三引”工程作為供水水源。該工程建設可能導致的下游生態環境影響屬于礦區開發的間接環境影響，本評價將重點分析“四庫三引”截流取水工程設施可能對其下游重要環境保護目標——綠洲生態、三塘湖水庫、坎兒井的影響。

（4）根據截流取水工程對下游綠洲生態等敏感目標的影響分析，提出在保證截流取水工程影響區生態用水的情況下礦區實際可取水量，以該水量作為水資源承載力分析的基礎。采用水資源供需平衡法分析三塘湖礦區的水資源承載能力。

2.3 礦區可利用水資源分析

2.3.1 礦區供水水源

（1）礦區內部水源

礦區內無地表水體，優先考慮將井下排水、生活污水等處理后作為生產水源，不足部分取用“四庫三引”工程水源。礦區生活用水取用“四庫三引”工程水源。

根據礦區水文地質資料，本礦區井下排水水質較差，礦化度較高，須經脫鹽處理后才能作為生產用水水源，同時考慮到豐、枯水礦井水量的不穩定性和管路損失等，礦井水作為水源計算時按50%進行折減，礦井水可利用水量為1 422.41萬m3/a，一般性生產、生活污廢水可利用量為96.96萬m3/a，礦區近期達產時內部水源可供水量合計為1 519.37萬m3/a。

（2）礦區外部水源

根據調水工程規劃，莫欽烏拉山北坡“四庫三引”工程規劃可供水量為1 666萬m3/a（來水保證率P=97%）。

2.3.2 莫欽烏拉山北坡下游生態需水量

莫欽烏拉山北坡七條溝流域面積約4 844 km2，流域下游分布著綠洲、三塘湖水庫、三塘湖鄉居民點及坎兒井等保護目標。七條溝下游綠洲是該區域居民生存之本，如果綠洲消失，居民生存的基本條件將不復存在。因此，維持下游綠洲生態的穩定非常重要。

判斷礦區開發截流莫欽烏拉山北坡七條溝地表徑流是否會對下游綠洲生態造成影響，需要估算礦區取水是否會影響到莫欽烏拉山下游綠洲及過渡帶內生態環境需水量。本評價參考中國科學院新疆生態與地理研究所《新疆哈密地區生態環境調查及需水量》專題研究報告的研究成果[2]，對莫欽烏拉山北坡七條溝流域的生態用/需水量進行了計算與分析。根據該流域1990年、2000年、2013年TM遙感數據，參考有關研究并結合哈密地區實際情況，確定各景觀類型的單位生態用/需水定額，計算得出，該流域最低需配置485萬m3/a的生態需水量，才能基本保證下游綠洲生態的相對穩定（因篇幅關系，詳細計算過程略，僅給出流域生態需水總量），如表1所示。

2.3.3 莫欽烏拉山北坡下游居民用水量

取水工程下游居民點為三塘湖鄉，根據調查，該區域各行業現狀需水量為348.1萬m3/a，其中，農業、生活、牲畜、工業分別為236.5萬m3/a、3.1萬m3/a、2萬m3/a、106.5萬m3/a。現狀取水源為地下水，地下水補給來源為莫欽烏拉山積雪融水。

2.3.4 莫欽烏拉山北坡下游坎兒井保護需水量

坎兒井是新疆特有的文化景觀，是根據本地自然條件、水文地質特點創造出來的一種特殊的地下水利工程設施，主要用于居民飲用和農業灌溉。取水工程下游坎兒井主要分布在礦區南邊界外岔哈泉村，目前正常使用的坎兒井有7處，主要接受三道白楊溝的積雪融水及山區暴雨洪流的入滲補給，也是周邊綠洲和岔哈泉村賴以生存的基礎。為充分保證這些坎兒井的補給水源不受影響，維持下游綠洲生態不退化，不影響居民正常生產生活用水，根據《新疆維吾爾自治區坎兒井保護條例》，本評價提出不宜建設三道白楊溝截潛工程。因此，供水工程規劃可供水量需扣除三道白楊溝截潛工程供水量209萬m3/a。

2.3.5 取水工程實際可利用水資源量

根據上述分析，“四庫三引”工程可提供水資源總量為1 666萬m3/a，在扣除維持流域下游綠洲不退化最低需配置的生態需水量485萬m3/a、取水工程下游地方各行業需水量348.1萬m3/a、為保護下游坎兒井及綠洲需要而不實施三道白楊溝截潛工程可供的水量209萬m3/a后，外部調水工程實際可利用水資源量僅有623.9萬m3/a。

2.3.6 礦區實際可利用水資源總量

根據上述分析，礦區近期達產時實際可利用水資源總量為2 143.27萬m3/a，其中外部調水工程實際可利用水量623.9萬m3/a、礦井水回用量1 422.41萬m3/a、生產生活污水回用量96.96萬m3/a。

2.4 礦區水資源承載力分析

2.4.1 規劃近期水資源承載力分析

礦區近期（2013—2020年）規劃項目總需水量為1 450.66萬m3/a，如表2所示。根據上述結果，對礦區水資源供需平衡進行分析，結果表明，礦區內部水源不能承載近期規劃項目實施需求，需外部調水工程補充，外部調水量為238.08萬m3/a，占礦區外部取水工程實際可取水量的38.2%。

2.4.2 規劃遠期礦區水資源承載力分析

礦區規劃遠期（2021年以后）達產時需水總量為5 117.22萬m3/a，由于三塘湖區域目前可取用水資源總量為2 143.27萬m3/a（包括“四庫三引”工程水源、礦井水回用、生產生活污水回用），因此礦區現有水資源不足以承載礦區遠期規劃項目規模。調水工程稍有不慎，輕則擠占三塘湖區域綠洲生態環境用水，導致生態環境惡化，重則導致生活用水、生態用水為工業用水讓路，三塘湖區域綠洲不復存在。

2.5 水資源承載力分析結論與建議

2.5.1 分析結論

“四庫三引”工程可提供的水資源總量為1 666萬m3/a（來水保證率P=97%），扣除取水工程下游最低需配置生態環境需水量485萬m3/a、下游各行業現狀需水量348.1萬m3/a、為保護坎兒井而禁止建設的三道白楊溝截潛工程可供水量209萬m3/a后，外部調水工程實際可利用水資源量僅有623.9萬m3/a。

礦區近期規劃項目實施需水量為1 450.66萬m3/a，在礦井水、生產生活污水回用后，需“四庫三引”工程供水238.08萬m3/a，占礦區外部調水工程可供水量的38.2%。從礦區可取用水源水資源承載的角度來看，礦區水源可承載規劃近期項目用水需求。

礦區遠期規劃（2021年以后）達產時需水總量為5 117.22萬m3/a，而三塘湖區域目前可取用水資源總量為2 143.27萬m3/a，因此礦區現有水資源不足以承載礦區遠期規劃項目規模。

2.5.2 相關建議

對于礦區遠期項目建設規模，應在近期建設項目投運的基礎上總結經驗，充分評估其生態風險，嚴格按照“以水定產、以水定電、以資源環境承載能力定規模”的原則確定煤炭產能、煤炭轉化電力規模。礦區規劃建設應分區、分期實施，控制資源開發與利用過程中的生態破壞，科學合理地有效利用和保護自然資源、礦產資源。

雖然礦區近期規劃項目取用外部水資源量僅占外部調水工程實際可取水量的38.2%，但實際生產過程中用水量可能有一定的浮動，因此建議礦區近期（2013—2020年）開發規模嚴格控制在煤炭開發3 800萬t/a、火電裝機4 000 MW，并嚴格控制項目水耗，同時采取措施加強外部調水工程的調度管理，保證下泄流量，確保下游綠洲植被生態需水、居民生產生活用水及坎兒井不受影響。

3 結語

礦區開發的根本目的在于促進地方經濟、環境和社會的持續發展。因此，在礦區總體規劃環評水資源承載力分析中，當礦區內部水資源不足需從區外調水時，應綜合分析調水工程可能對其下游生態需水量和特定敏感保護目標需水量的影響，本著有效、公平和可持續的原則，對有限的、不同形式的水資源通過工程與非工程措施在各用水戶之間進行科學合理的分配，在此基礎上，提出可行的規劃方案優化調整建議。

參考文獻（References）：

[1] 耿海清， 劉杰， 安祥華， 等. 煤炭礦區總體規劃環評中的水資源承載力評價探討 [EB/OL]. （2012-03-29） [2015-04-07].http：//wenku.baidu.com/link？url=0ctOD8tdSbG3dPoG6PSyAxWwfPaqSuTIMzVloXIAGTK2XGPlioLjhrRVa0yXKaCJwh_wINaq15JOqlDUMEDyos4SGCaFgjaXM_G2LmUxrfO.

[2] 尹小君， 周可法， 包安明， 等. 基于RS的新疆哈密地區生態環境需水分析[J]. 干旱區地理， 2007， 30（3）： 357-363.