某熱電聯產項目取水對區域水資源和水生態的影響

朱曉霞

（桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750）

1 項目概況

1.1 引言

該熱電聯產具有節約能源、改善環境、提高供熱質量、增加電力供應等綜合效益，成為循環經濟的一種發展模式。國家“十二五”規劃綱要明確提出，優先發展大中城市、工業園區熱電聯產機組。為了響應國家節能減排政策，根據《桐柏縣安棚化工專業園區發展規劃（2013-2025）》《桐柏縣安棚化工專業園區熱電聯產規劃（2014-2025）》，實施“桐柏縣某化工專業園區4×30 MW熱電聯產工程”，該項目建設規模為5×260 t/h循環流化床鍋爐和4×30 MW 抽汽背壓式汽輪發電機組，分兩期建設。一期建設3×260 t/h循環流化床鍋爐和2×30 MW抽汽背壓式汽輪發電機組；二期建設2×260 t/h 循環流化床鍋爐和2×30 MW抽汽背壓式汽輪發電機組。

1.2 地理位置

桐柏縣位于河南省南部，南陽盆地東緣，豫鄂兩省交界處，地理位置為北緯32°17′～32°43′，東經113°00′～113°49′，屬淮河發源地，跨長江、淮河兩大流域，東鄰信陽，南接湖北省隨州、棗陽兩市，西與唐河縣接壤，北連泌陽、確山縣。全境東西長76.10 km，南北寬49.30 km，總面積1 915 km2。該化工專業園區4×30 MW 熱電聯產工程位于桐柏縣某鄉鎮化工專業園區堿都大道以南，40 號路以西，13 號路以北地塊，占地面積約25.66 hm2。

1.3 水文氣象

桐柏縣境內地表水以縣城西淮源鎮固廟村的西嶺和西北大河鎮土門村的新坡嶺一線為分水嶺，東屬淮河流域淮河水系，西屬長江流域三夾河水系。流域面積在100 km2以上的河流有10條。桐柏縣屬亞熱帶季風型大陸性半濕潤氣候，兼有亞熱帶和暖溫帶的一般特征。四季分明，溫暖濕潤，雨量充沛，多年平均降雨量985.10 mm，其空間分布特點：東南部偏多，向北、西部遞減。多區域內降水受大氣環流季節性變化和地形的影響，降水量年內分配很不均衡，降水量的年際變化也非常大。桐柏縣汛期（6-9月份）降水量集中，汛期4個月的多年平均降水量為604.90 mm，占全年降水量的61.40%；非汛期的8個月為少雨季節，多年平均降水量380.20 mm，占全年的38.60%。尤其年初1月和年末12月份降水量更少，多年平均不足20 mm。年最大降水量1 442 mm（1956年），是多年均值的1.50倍；年最小降水量583.80 mm（2001年），豐枯年降水量之比達2.50倍。在50年系列資料中，年平均降水量在1 000 mm 以上的年份有25年，800～1 000 mm 之間的有18 年，其余12 年在500～800 mm之間。年平均徑流深420 mm，年均雨日為114.40 d。年平均氣溫14.90 ℃，最高氣溫41.10 ℃，最低氣溫-20.30 ℃。多年蒸發量1 843 mm。年日照時數2 026.70 h，年均日照率為45%。無霜期227 d，初霜期約11月7日，終霜期約為3月25日。年均風速1.90 m/s，最大風速20 m/s，最大凍土深度0.30 m。

2 取水對區域水資源和水生態的影響

2.1 對區域水資源的影響

2.1.1 對區域水資源可利用量及其配置方案的影響

桐柏縣某化工專業園區4×30 MW熱電聯產項目提出的備選水源有：某污水凈化有限公司再生水和石步河水庫下游農業灌溉暨某化工專業園區工業供水工程石步河水庫地表水。其中污水處理廠再生水作為循環水系統補水，石步河水庫下游農業灌溉暨某化工專業園區工業供水工程地表水用于鍋爐用水，同時作為熱電廠利用再生水的備用水源。

該項目年取水總量為414 萬m3（689.91 m3/h），正常情況下取用再生水44.95萬m3（74.91 m3/h），取用石步河水庫下游農業灌溉暨化工專業園區工業供水工程供水365.40萬m3（609 m3/h），生活用水由園區自來水通過管網供給，年供水量3.65萬m3。符合河南省水利廳《關于河南省桐柏縣石步河水庫水資源論證報告書的審批》要求，建設項目按照區域水資源配置方案取水，符合南陽市水資源綜合規劃要求。

2.1.2 對水生態的影響

根據熱電廠規劃設計，在熱電廠冷卻水循環系統補水采用備用水源供水情況下，建設項目從石步河水庫下游農業灌溉暨某化工專業園區工業供水工程取水414萬m3（689.91 m3/h），因此，建設項目的用水主要是對三夾河流域河川徑流的影響。桐柏縣某化工專業園區4×30 MW熱電聯產項目取水占石步河水庫不同保證率來水量的比例見表1。

表1 熱電聯產項目取水占石步河水庫入庫徑流量百分比表

根據表1計算結果，石步河水庫多年平均來水量10 536萬m3，在建設項目生產用水全部取用石步河水庫下游農業灌溉暨某棚化工專業園區工業供水工程供水情況下（熱電廠取水最大），建設項目取水量占石步河水庫多年平均來水量的3.93%。在頻率P=75%的偏枯年份，石步河水庫來水量5 900 萬m3，熱電廠取水量占水庫來水量的7.02%。即使在頻率P=97%的特枯年份，石步河水庫來水量2 107 萬m3，熱電廠取水量占水庫來水量的19.65%。

由于石步河灌區近期最大灌溉面積為333.33 hm2，占原規劃設計0.20萬hm2灌溉面積的1/6，因此，石步河水庫水量利用系數較低，棄水較多，總體來看對石步河下游水資源影響較小。特別是豐水年及豐水期，對下游影響很小。按照石步河水庫水量調度方案，枯水年、平水年的枯水期水庫需向下游河道補充生態用水，保證下游河道生態流量不小于0.35 m3/s。建設項目取水對石步河下游水資源量有一定的影響，但影響有限。三夾河平氏站多年平均徑流量為2.36 億m3，熱電廠最大取水量僅占其徑流量的1.75%，熱電廠取水對三夾河流域河川徑流造成的影響很小。

2.1.3 對水功能區納污能力的影響

根據石步河水庫水資源論證，通過水庫的調蓄興利，可有效改變徑流的時空分布，每年可向下游提供灌溉用水及工業供水約1 720萬m3，有效緩解當地水資源供需矛盾。石步河水庫工程在區域水資源優化配置方面將發揮不可替代的重要作用，有利于區域水資源的合理開發和利用。枯水年或平水年的枯水期，河道徑流量小會影響水功能區的納污能力。該熱電聯產工程項目利用石步河水庫下游農業灌溉暨某化工專業園區工業供水工程供水365.40萬m3（609 m3/h），小于石步河水庫配置給化工專業園區的500 萬m3/a 工業用水量，同時，在枯水年或平水年的枯水期石步河水庫向下游河道生態補水，保證下游河道生態流量不小于0.35 m3/s的情況下，建設項目取水對下游河道的水功能區納污能力影響有限。

2.2 對其他用戶的影響

桐柏縣某化工專業園區4×30 MW熱電聯產工項目規劃利用污水處理廠再生水，再生水目前尚未規劃利用，因此，選用污水處理廠再生水作為循環水系統補水，水源既對熱電廠供水有保證，又不影響其它用水戶。熱電廠選用石步河水庫下游農業灌溉暨某化工專業園區工業供水工程原水作為鍋爐用水水源，同時也作為再生水的備用水源。建設項目取水屬于占用石步河水庫配置給某化工專業園區500 萬m3/a 工業用水量中的一部分，熱電廠取水主要影響園區工業取水戶。新增取水量替代了關閉鍋爐和新增用汽戶的鍋爐系統用水，因為熱電聯產項目的熱效率、用水效率高，置換節約出一定的可利用水資源量，綜合平衡后，對化工專業園區的其他取用水戶的影響是正面的。

2.3 建設項目退水影響

建設項目工業廢水和生活污水全部回收利用，無廢污水外排，不需要設置入河排污口，且項目建成投產后，在正常水源供水情況下，取用污水處理廠再生水44.95 萬m3（74.91 m3/h），削減了園區排入鴻鴨河及下游三夾河的污水量和污染物排放量，建設項目有利于水環境的達標。

3 結語

該項目取水方案符合新建電廠優先利用城鎮再生水，合理利用地表水，嚴格限制開發地下水的用水要求，符合優水優用、優化配置原則。項目建成投產后，將關閉園區內的燃煤小鍋爐，并為園區新增用汽戶集中供汽，提高了水資源的利用效率，總體上會增加區域可利用水資源量，也有利于桐柏縣的節能減排和用水效率指標的提高。