浅论煤矿矿区水资源综合规划技术

论文关键词：煤矿矿区水源规划综合利用闭路循环
　　论文摘要：根据煤矿矿区水资源贫乏及水资源种类的特殊性，进行分析评价，归纳共性，打破常规水资源规划范围与内容，重点规划利用好矿区有限的清水与污水及其资源化，结合污水处理工艺及工程技术，提出合理开发、有效治理、循环利用、污水零排放、节水和保护水资源并举的矿区水资源综合规划。
　　1矿区水资源综合规划的必要性
　　我国86个重点矿区有71％缺水，其中40％严重缺水。近几年由于煤炭生产规模及配套工业的快速崛起，加剧了水资源供需矛盾，水资源短缺已成为制约矿区能源发展的重要因素。因而，实施煤炭可持续发展战略要求全面加强矿区水资源综合规划工作。面对矿区缺水这个发展瓶颈，如何规划利用好矿区每一滴水，以提高水资源利用效率和以效益为中心、统一管理为保障、技术创新为动力、推进矿区节水工作的进步，满足矿区经济与水资源和生态环境协调发展，保障用水安全具有十分重要的作用。
　　2矿区水资源综合规划原则
　　矿区水资源规划依据《全国水资源综合规划工作大纲(细则)》、《水法》、《水污染防治法》、《水土保持法》等有关水资源保护的法律法规基础上，还应遵循如下原则：
　　(1)贯彻落实国家新时期的治水方针，在现有水源调研、评价基础上，尊重现实、因地制宜、分清阶段、明确目标；遵循合理开发、科学治水、优化利用、提高用水效率最大化的原则。
　　(2)根据规划矿区自然条件和所在地域的特点，必须考虑周边地区工农业、水环境、居民用水等非水利措施的原则，并提供多方效能，取得综合效果，积极创建和谐矿区，搞好煤矿与地方之间的关系。
　　(3)根据矿区总体发展战略目标与生产现状，以科技为依托，统筹兼顾，整体布局，有序规划，技术论证、分步实施，矿区内避免各类治水及水利工程重复建设的原则。
　　(4)矿区水资源规划方案应纳入如循环经济等新理念，在常规给水工程基础上，按照水资源循环经济利用的减量化、再利用、再循环的原则，提高水资源循环利用率，减少新鲜水用量，杜绝外排污水量。
　　(5)从多方面选择有效的规划措施。既要为矿区经济发展服务，又要为矿区改善生态环境；既要兼顾矿区范围内的水资源保护措施，又要考虑可用水量最大化；既要组合设计各类水处理工程实施措施，也要制定取水、配水、用水运行管理等非工程措施等原则。
　　(6)矿区布局设置一般分生产区与生活区两大区域，供水系统大多数两个区域相对独立，有的为同一个系统，但做规划设计时必须坚持一并整体考虑的原则。
　　3矿区水资源综合规划内容
　　3．1规划技术路线及程序
　　技术路线：矿区调研一确定水源、污水点源—一水质化验一一资料收集—一结合能源发展规划一一水源开发利用评价—一需水预测—一生态环境保护一一水资源配置—一节水措施—一工程布局一一实施方案—一规划实施效果评价。
　　程序：收集整理矿区的自然、经济、技术、现状资料，做好各项预测，确定规划条件；按照不同的规划水平年，预测这一时期中因能源发展可能出现经济条件的变化，并拟定规划任务、规划目标、开发治理初步方案：根据不同时期的需水，研究水资源合理利用的途径，探讨水资源开发治理对矿区经济和环境等影响，拟定初步可行性方案；优化方案，提出规划技术成果：针对确定的方案，结合给水工程设计、各类污水处理工艺技术确定、工程量和投资估算、效益分析和对环境影响的评价；通过技术、经济、环境等综合分析论证，确定实施规划方案和开发程序；将规划方案及结论意见，报送煤炭上一级主管部门审批后实施。
　　3．2规划水平年确定
　　矿区水资源综合规划应由基准年、近期水平年、中期水平年、远期水平年组成，具体规划水平年的年限、时程分配则根据矿区能源发展及规模而确定。
　　3．3规划开发利用
　　(1)水资源评价：在矿区范围内对地表水、地下水、河流径流水、矿井水、生活污水、工业废水、特种污水、水库水等各种水资源、水质指标、水资源总量、可利用量、用水消耗量及用水效率、水资源开发利用程度等进行综合分析。如地表水评价：规划中应考虑利用雨水积蓄、人造水库、拦截河流径流水汇集等措施，作为补充矿区生产用水的新水源。地下水评价：大部分矿区都有自备水源井，利用地下水源，规划时应掌握地下水资源分布情况、可取水量、国家与地方对地下水源保护与开发的规定进行分析评价。矿井水评价：大多数矿井涌水量较大，经深度处理可达到生活饮用水标准，所以矿井水的利用在规划中是重中之重，并具有煤矿水资源规划的特色。生活污水评价：煤矿生活污水水质特征就是bod、cod较小，经一般处理后，可作为生产用水、生活杂用水等。因此，生活污水对矿区也是一种不可忽视的再生水资源，应加以规戈4后充分利用。工业废水评价：矿区都有与能源相配套的大型工业，如洗煤、发电、焦炭厂等用水大户，且产生大量废水，重点规划对这些废水集中起来统一处理后回用。特种污水，如化肥厂、炸药厂所产生的特种化工污水，其处理难度较大且成本高，但污水量很少，从矿区污水零排放的规划目标出发，必须有效处理，经处理达标后一并纳入整体供用水系统。
　　(2)开发建设规划：从水源类别分为：清水源、废水源、污水源三大类；从工程建设分为：地面水源工程，地下水开采工程，非传统水源工程，集雨水利用、再生水工程。规划以建设矿区骨干水源工程为重点，将各类水源规划建设以工程形式相结合的水资源综合利用系统网络，形成小工程、大群体、“蓄、引、提”并重，大、中、小配套，多方位联合的取、供、用水系统。矿区水资源规划工程与非工程措施相结合，新建改造同步、开源节流并举、开发保护同时；考虑已有水源工程并与新规划工程相配套，一并纳入开发利用系统网络。
　　3．4合理配置与供需平衡
　　矿区规划配置用水分类为：生产、辅助、办公区、职工生活区四个系统，在水资源支持下的矿区内能源、经济、生态的可持续发展，科学合理配制水资源，考虑用水现状，实现矿区生态环境保护和矿区经济发展两大系统以及两大系统内部用水合理配置；经相互补充和水处理工程的实施，完成不同水平年用水的时程分配，规划矿区需水量与现有可利用水量及污水资源化后的水量进行综合平衡，建立矿区内各用水户的需水量集中调度、统一管理、合理分配，减少和避免用水过程中的损失和浪费，为保障矿区供水水源安全与企业发展相匹配。
　　4矿区水资源综合规划技术探讨
　　4．1规划的特殊性
　　(1)矿区水资源规划类别不同于江河流域、地区、跨流域调水、专业水资源等规划，既可视为一个整体的供用水系统，又是一个涉及综合性规划的特点。
　　(2)矿区水资源加大开发利用并重新分配后，可能会引起周边居民生活条件和地区生态变化。因此，规划既是一个闭路系统，又要顾及周边地区的水量平衡与社会关系，综合协调地区间、地方经济部门等可能产生的矛盾和环境质量可能变坏而引起的影响与纠纷。
　　(3)依据矿区范围的大小、特点、经济发展方向和对水资源开发、治理、利用要求，其规划重点是服务并保障煤炭生产、配套工业、生活区用水。
　　(4)大部分矿区既是缺水，也是污染物严重的地区，加上治理滞后，水环境本底又较差，资源型缺水和水质型缺水问题比较突出，水环境同样制约矿区经济的快速、健康发展。
　　(5)矿区水源工程不足，开发利用率低。因开发利用条件差，成本高，矿区缺乏大的水源骨干控制工程，现有多数带病运行的老污水治理工程，工程型缺水问题也比较突出，开发利用率低，综合缺水率高。

　　4．2规划技术综述
　　鉴于矿区水源的特殊性与综合性，其规划的内容与技术应结合矿区实际情况并有新的创意，采用相应的技术措施，编制有煤矿矿区特色的水资源综合规划，现将规划技术总述如下。
　　(1)水资源规划应以矿区为中心，满足能源发展需要用水为主要目的，顾及水资源承载能力和水环境承载能力、保护生态、防止水土流失等，应采用环境保护等相关专业性技术。
　　(2)运用先进的技术建立科学的用水体系。矿区水资源工程规划应纳入污水处理工艺技术及污水工程综合治理技术；建立地面水源的“蓄、引、提”水利体系，优化矿区水源网络集成技术。
　　(3)矿区大部分工业布局不太合理，结构性矛盾突出，高用水行业在矿区工业中占有一定的比重，使矿区水资源供需矛盾日益突出。因此，规划重大建设项目布局时，必须量水而行，优化产业结构。
　　(4)矿区用水浪费仍很严重，用水方式还很粗放，用水效率不高。因此，节水规划始终要以制度创新和技术创新为突破口，将工程改造、开发及保障措施应采用先进的节水技术、新的节水器皿，建立从源头到末端控制完整的节水管理体系，以降低耗水总量。
　　(5)矿区将所有水源规划为清、污分流，采用终端污水处理技术及污水零排放技术，在水污染治理中提高水的利用效率；对取、供、用、排水四大系统为水资源链，使矿区水资源利用形成闭路循环系统。
　　(6)规划中重点纳入矿井水处理工艺技术及资源化利用技术，将矿井水处理工程可规划在煤矿井下，经处理过的矿井水直接返回需要用水的地点，这样便于管理，节省管道及工程费用投资等创新技术。
　　(7)规划工程应考虑水资源减量化、再利用、再循环利用的技术。根据矿区各类水质成份、水量分布、处理程度及用水部门要求，采纳分质供水、优质优用，串联用水、一水多用的新思路与举措，以丰富规划内容与内涵，提升规划的高度。
　　(8)随着现代技术的进步，编制规划时应采用数学模型、编排程序、电算优化等先进手段与技术，直接求得规划问题的最优解，以提高分析计算问题的准确性，考虑问题全面性。
　　5矿区水资源综合规划保障措施
　　(1)全面规划水资源，根据不同用水的要求，充分开发利用地表水，合理开采地下水，因地制宜收集天然雨水。加大水资源保护力度，防止污染破坏，保障水资源可持续利用和生态平衡。
　　(2)建立矿区水资源持续供给保障体系；生态与环境安全保障体系；水资源统一管理和水务一体化保障体系；水资源合理配置和高效利用保障体系；供水全成本与水价制度保障体系；规划用水经济考核制度保障体系。上述体系中应采取以保护水资源、节约水资源、加强管理、调整矿区产业结构、污水综合治理与利用、调水配水平衡等六个方面解决矿区水资源治理与利用的综合措施。
　　(3)规划修建拦河坝拦截汛期洪水、雨水积蓄、河流径流水源汇集等措施，增加对矿区的供水量；如无其它水源可利用的前提下，可以考虑如引入黄河水等引水项目并同步筹建大型水厂，将引人的水源经处理后并人矿区供水系统，以缓解矿区用水紧张的局面。
　　(4)建立合理的多元化投资机制，确保工程资金到位。矿区水资源工程建设投资涉及到安全供水工程；蓄水、引水工程；节水；污水处理回用与水资源保护；水土保持等投资规划。资金筹措来源应发挥市场机制作用，通过国家、地方、业、社会多方筹划资金，采取“企业自筹、银行贷款、社会融资、利用外资、地方配套、国家补助”等多种方式，建立多渠道、多层次，稳定可靠的水源工程规划投资保障体系。
　　(5)规划生产节水、工业节水、生活节水、其它节水：强化节水技术和管理手段，实行定额管理和总量控制与适宜的水价制度；采用新产品、新工艺、新技术；更新矿区输、排水管道等措施，以节水促减污，以限排促节水，保障矿区节水工作有效进行。
　　6结束语
　　煤矿矿区水资源综合规划以合理开发、优化配置和高效利用为核心，协调生产、生活、生态用水；水与经济、地方、环境的关系，形成取水、供水、用水、排水系统的综合配套、供需平衡、循环利用的整体布局，是缓解矿区水资源紧缺的有效途径。规划成果既可作为编制水资源工程长期计划作参考，又可作为近期水资源开发利用和水资源工程设计的指导性技术资料，也为矿区承载纳污能力、污水减量化、污染物削减、污水处理回用等提供科学依据。