對蘇打水建設項目水資源論證實例分析

欒曉燕

(齊齊哈爾市水資源中心，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

1 項目概況

水之源(中國)有限公司年產30萬t天然礦泉蘇打水建設項目位于齊齊哈爾市克山縣克山鎮東7.5km處，行政區劃屬克山縣河北鄉新農村鄭家窩棚屯。2015年6月建設項目打深水井一眼，通過對該深水井抽水試驗：抽水水位降深33.0m，單井涌水量為20m3/h，經取樣化驗確認地下水水化學類型為重碳酸鈉型水，水中重碳酸含量達到254.41mg/L，鈉離子含量116.60mg/L， pH值為8.7。

2 水資源論證范圍

2.1 分析范圍

應以建設項目取用水有直接影響關系的區域為基準，結合取水用水總量控制和水功能區限制納污控制要求，統籌考慮流域與行政區域水資源管理要求；以地下水為水源的建設項目宜以取水水源論證范圍為基準并考慮水文地質單位的完整性確定分析范圍。該項目位于烏裕爾河流域，水文地質單位為松嫩高平原北部區，該項目分析范圍以較完整的水文地質單元及克山縣行政區所涉及的范圍2546.74km2為分析范圍。

2.2 論證范圍

依據項目所在的水文地質單元含水層組的空間分布特征，應在地下水水位降落漏斗及其影響范圍的基礎上適當外延面積136.4km2作為地下水取水水源論證范圍。取水影響范圍選擇預測20年后單井影響半徑所涉及的范圍及克山鎮供水工程現狀及規劃供水范圍54.5km2作為本項目取水影響范圍。

3 水資源及其開發利用狀況分析

3.1 基本情況分析

1)自然地理及社會經濟。克山縣位于黑龍江省中部，齊齊哈爾市東北部,地處小興安嶺東麓與松嫩平原連接的過渡地帶,地理坐標E125°10′-126°10′，N47°50′至48°35′。縣境東鄰克東縣,南接拜泉縣,西至依安縣,西北與訥河市相連,東北與五大連池市接壤，詳見克山縣交通位置圖。克山縣隸屬于黑龍江省齊齊哈爾市，轄區總面積3186km2，全縣共設15個鄉鎮，212個行政村，666個自然屯，21個農林牧場及駐軍農場。克山縣境內共有12.14萬戶居民，總人口49萬人。全縣人口中農業人口38.45萬人，占78.5%；城鎮人口10.55萬人，占21.5%。縣內共有漢、滿、回、蒙古、朝鮮、達斡爾、鄂倫春、布依、柯爾克孜等15個民族，其中漢族人口占全縣總人口的98%。人口密度平均為134.9人/km2，克山鎮人口密度最大。克山縣人民政府駐地設在克山鎮，克山鎮是克山縣政治、經濟、文化、交通中心。克山鎮行政區面積45.2km2，鎮內現有人口7.59萬人，工業總產值3.2億元，克山鎮是以食品、紡織業為主，建材工業、飼料加工為輔的城鎮，齊北鐵路、碾北公路及地方公路四通八達，連接各鄉鎮所在地，形成了完整的交通網絡。

2)水文氣象。克山縣地處中高緯度，屬中溫帶大陸性季風氣候，寒暑變化明顯，溫差懸殊。春季多風少雨，氣溫變化劇烈且回升快，一次升溫可達20 ℃；夏季熱量充足，利于作物生長發育，7月平均氣溫可在21.0 ℃左右；秋季降溫快秋霜早，常在9月就有早霜凍出現；冬季漫長嚴寒，每當強冷空氣南下，氣溫急劇下降，其中1月平均氣溫可達-22.9℃。本縣境內的氣溫變化，全年有5個月平均氣溫穩定在零攝氏度以下，日平均氣溫達零度以上的日數為195d，日平均氣溫穩定在10℃以上的日數為133d，無霜期為120d左右，多年平均氣溫2.5℃,近年來由于受溫室效應影響,氣溫有逐年升高趨勢。 本縣多年平均降水量為505.2mm，多年平均降水量CV為0.22，豐水年(頻率20%)降水量為569.8mm，平水年(頻率50%)降水量為473.2mm，枯水年(頻率75%)降水量為405.6mm。多年平均地表徑流量1.93×108m3，變差系數1.93,豐水年(頻率20%)地表徑流量為3.01×108m3,平水年(頻率50%)地表徑流量為1.51×108m3，枯水年(頻率75%)地表徑流量為0.77×108m3。由于受自然因素影響，降水量年際變化較大，年最大降水量743.9mm(1957年)，年最小降水量為252.5mm(1976年),二者相差3倍左右。年降水量主要集中在6-9月份，占全縣總降水量的83.2%，然而6-9月份的降水量又集中在4-5次較大的降水過程中，10月到翌年5月的降水量比較小，僅占年降水量的20%，常造成春旱，給農田播種造成一定的影響，農作物生長需水量大的5-6月的降水量僅占全年降水量的21.6%。降水時空的分布不均，是本縣降水的主要特點。縣蒸發量處于齊齊哈市區的中高值，蒸發量的大小變化，隨經緯度及地形、地勢的高度而差異,蒸發量由東北向西南遞增，多年平均蒸發量為750.6mm(E601)。由于受大陸性季風氣候影響，年蒸發量分配很不均衡，其中冬季(12-3月)蒸發量占全年的7.3%；春季(4-6月)蒸發量占全年的46.2%；夏季(7-9月)蒸發量占全年37.8%；秋季(10-11月)蒸發量占全年的8.4%。

全年平均風速為3.1m/s(合風力2級左右)，全年中春季的4月平均風速最大，為4.4m/s。風速一般是以3月下旬開始增大，到5月下旬減小。夏季的7、8月較小，秋季的10月平均風速3.4m/s，僅次于春季。境內歷年風向頻率除靜風外，西北風最多，其次是西南風和北風。風向頻率季節性變化比較明顯。夏季的6、7月份盛行偏東風，其它各月多為西北風，其中春季5月的西南與西北風并列為最多。

3)河流水系。流經區內的主要河流有烏裕爾河及其支流東西大溝。烏裕爾河位于縣境南部，距縣城南0.5km。該河發源于小興安嶺西南麓山前臺地的沼澤濕地中，東自克山縣河北鄉郭家村流入縣境，流經縣內的河南、雙河、濱河等5個鄉鎮，西至克山縣古城鎮日新村與鰲龍溝匯合后出境，流入依安縣。克山鎮內河流長6.0km，平均水面寬度15m。每年的11月末至翌年的4月封凍，河水基本斷流，據依安站水文資料分析，該河年最大徑流量為18.95億m3(1961年)，年最小徑流量為0.56億m3(1976年)。多年平均徑流量為4.62億m3，枯水年(頻率75%)為2.41億m3,豐水年(頻率20%)為8.93億8m3，進入克山縣境內的多年平均入境水量為4.79億m3。烏裕爾河是克山鎮地表徑流及排污的主要途徑。東西大溝匯集區內大氣降水，形成季節性地表水徑流，雨季溪流涓涓，旱季干枯斷流。鎮內青年莊水庫以防洪為主，兼有水土保持和水產養殖為目的的興利水庫，對下游防洪、水土保持及地下水補給都有重要的意義。

3.2 水資源量分析

1)分析區地表水資源量。依據《克山縣地下水資源開發利用規劃報告》、《齊齊哈爾市水資源開發利用規劃報告》，同時參考《黑龍江省水資源綜合規劃報告》(二次評價)成果，克山縣多年平均降水量15.4×108m3，豐水年(P=20%)降水量為18.5×108m3，平水年(P=50%)降水量為15.1×108m3(P=50%)，枯水年(P=75%)降水量為12.9×108m3。多年平均徑流深50mm，折合地表徑流量為1.55×108m3，豐水年(P=20%)地表徑流量為3.01×108m3，枯水年(P=75%)地表徑流量為0.62×108m3。

2)地下水資源量。克山縣多年平均地下水總補給量為1.73×108m3，補給模數為5.43×104m3/a·km2。地下水可開采量1.29×108m3/a，地下水可開采模數4.05×104m3/a·km2。

3)水資源總量。經計算分析區內多年平均地表水資源量為1.27×108m3，多年平均地下水資源量為1.43×108m3，分析區內多年平均水資源總量為2.70×108m3。

從20世紀30年代開始國內外學者工程師就對負摩阻力進行試驗和理論研究，取得了很多成果。研究主要集中在：理論研究方面，利用線性協調[1]、力的平衡[2-3]、彈性理論[4-5]等方法計算摩阻力的分布；利用荷載傳遞法預測單樁負摩阻力分布；試驗方面主要通過樁摩阻力現場試驗[6-10]和室內模擬試驗[11-12]兩種方式測出中性點的位置和摩阻力的分布；利用有限元方法計算摩阻力的分布[13-14]。上述方法中現場原位試驗法費工費時、耗資巨大。而有限元法需要確定很多的參數，計算起來不方便。

3.3 供水工程現狀分析

分析區內供水工程分地表水供水工程和地下水供水工程。地表水供水工程包括蓄水工程、引水工程和提水工程；地下水供水工程包括工業、城鎮生活、農業灌溉及農村生活開采井。

1)地表水供水工程。分析區現有蓄水工程73座，總庫容5090×104m3，興利庫容2457×104m3，設計灌溉面積2.271×104畝，設計灌溉供水量887×104m3。其中中型水庫1座，總庫容2903×104m3，興利庫容1883×104m3，設計灌溉面積1.028×104畝，設計灌溉供水量596×104m3。小型水庫18座，總庫容2187×104m3，興利庫容574×104m3，設計灌溉供水量291×104m3。引水工程1處，引水規模為2.04 m3/s，設計灌溉面積5×104畝，設計灌溉供水量5000×104m3；提水工程1處，提水規模1.27m3/s，計灌溉面積1.28×104畝，設計灌溉供水量520×104m3。

2)地下水供水工程。分析區地下水供水工程共有機電井14974眼(開采深層水的井數659眼，淺層水井數14315眼)，其中市政水源井采井12眼，企事業自備井42眼，農村機電井8234眼，人力井6686眼。克山縣境內現狀無井灌區。

3)現狀供水量。依據齊齊哈爾市水利勘測設計研究院2015年5月提交的《齊齊哈爾市最嚴格的水資源管理制度縣級三條紅線控制指標分解報告》本項目所在的水功能區四級流域區為烏裕爾河流域區，烏裕爾河流域在克山縣流域面積為2546.74km2，克山縣烏裕爾河流域水資源量總量為2.70億m3，其中：地表水資源量為1.27億m3，地下水資源量為1.43億m3，水資源可利用量1.09億m3。依據齊齊哈爾市實行最嚴格的水資源管理制度“三條紅線”控制指標分解報告， 2015年克山縣烏裕爾河流域總用水量為7584萬m3，其中：地表水5055萬m3,地下水2526萬m3。2030年克山縣烏裕爾河流域總用水量控制在7978萬m3，其中：地表水總用水量控制在4740萬m3、地下水總用水量控制在3238萬m3。克山縣地下水資源開采利用主要集中在克山鎮及其他鄉鎮的城市供水及分散的農村人畜飲水，僅部分旱田及水田開采利用上層潛水進行灌溉，克山鎮內鎮地下水開發利用集中，主要用于市政供水及少分布企事業開采利用地下水。

4)用水水平與用水效率。現狀水平年本區人均城鎮綜合生活用水定額為50L/人·d，低于黑龍江省中、小城市日平均綜合生活用水定額70-120L/人·d 的下限用水水平；區內工業用水重復利用率為82%，高于其提出的重復利用率為70%的指標要求，工業企業節水水平較高。

區域內水田渠灌凈定額為480m3/畝，與《黑龍江省地方標準用水定額》(DB23/T 727-2010)中水稻淺型節水灌溉凈定額430-500m3/畝相比，用水定額偏于區內上限水平，渠道灌溉水利用系數0.55，相當于《黑龍江省地方標準用水定額》(DB23/T 727-2010)中的小型渠灌區灌溉水利用系數為0.55-0.65的下限水平。因此本區渠灌水田還具有一定節水潛力[1]。

3.4 水資源開發潛力存在的主要問題

地表水開發利用現狀，區內地表水主要有烏裕爾河水，克山鎮內對地表水沒有得到充分開發和利用，僅河谷區部分水田利用地表水灌溉。

從水文地質條件分析，區域內烏裕爾河漫灘區地下水資源較豐富，目前開發利用較低，以現有的技術經濟條件，提高烏裕爾河漫灘區地下水資源利用率上有潛力。

近年來鎮內市政水源井遷移至克山鎮的北西體育場一帶，自備井企業用水量的減少(亞麻廠等用水大戶轉型)致使鎮內深層白堊系裂隙孔隙承壓水的超采得到有效的控制和緩解。

該項目位于克山鎮東7.5km處，以開采地下水為供水水源，距離克山鎮地下水降落漏斗的邊緣4.1km，該處地下水沒有開發利用，農村飲水采取集中供水，供水水源地位于本項目東10.0km處，項目取水對克山鎮供水及農村人畜用水無較大的影響，具有一定的開發利用潛力。

3.5 取水水源的可靠性

區內地下水資源天然條件下總補給量主要由側向徑流補給為主，經計算補給量為164.25×104m3/a，地下水可開采量采用開采系數法計算的地下水可開采量為82.13×104m3/a，承壓水彈性儲存量為67.09×104m3，可起到地下水資源的調節作用，計算的可開采量小于補給量，說明可開采量是有補給保證的。

預測該項目地下水開采10年后最大水位降深1.44m，開采20年后最大水位降深2.65m，地下水開采后對區域水資源開發利用不會產生較大的影響。

該項目設計取水量為30.29萬m3/a，項目區地下水可開采量為82.13萬m3/a，其開采量占可開采量的36.90%，說明可開采量是有補給保證的[2]。

3.6 取水影響和退水影響及補償措施建議

項目取水水源為深層地下水，通過對水源地取水預測，連續開采地下水后水位降深較小，不會對區域及項目區其他用水戶取水產生影響[3]。

項目生活污水及設備CIP清洗廢水經自建一體化污水處理設備處理后，通過罐車運至克山縣污水處理廠再處理。生產中清洗礦泉水瓶、蓋的廢水及冬季鍋爐房用水通過管道排入廠區西側自然水溝，然后流入烏裕爾河，完全可以實現達標排放。對生態環境及第三者產生影響較小，工程可不考慮取、退水對第三方的影響補償。

4 結 語

通過對項目供水水源地、用水、排水進行分析論證，建設項目取水水源選擇合理可行，取水量及水質滿足建設項目要求；建設規模、節水模式選擇合理；自建一體化污水處理設施，其退水方式及退水地點合理可行；取、退水對周邊沒有較大影響，工程取、退水對當地企業的影響較小，不考慮對第三者的影響補償。

此外，還應做好以下4點：

1)加強水資源的管理，建立地下水動態長期觀測井，監測水位、水量、水質變化，以便項目運行后能夠及時掌握水源地開采對區域地下水水位和水質影響情況，發現問題及時處理。

2)采用節水工藝、使用先進的設備，加強節約用水力度。

3)嚴格控制排放污水的水質指標，不達標的污水不能排放。

4)根據國務院《取水許可和水資源費征收管理條例》(國務院460號令)之規定，水行政主管部門對水資源實施統一管理的要求，工程必須實行取水登記、取水許可制度和控制污水排放制度，按批準依法取用水，因此，本建設項目在實施取水時，必須取得水行政主管部門的取水許可。