山西煤电基地水资源承载能力分析

潘桂花

（山西省水资源研究所 山西太原 030001）

山西煤电基地水资源承载能力分析

潘桂花

（山西省水资源研究所 山西太原 030001）

山西是国家重要煤炭和电力供应基地、能源输出基地及资源型经济转型发展示范区。文中通过对山西煤电基地“十三五”期间新增煤电项目水资源需求、供给能力的研究，分析煤电基地水资源支撑条件，提出山西晋北、晋中、晋东三大煤电基地水资源承载能力及配置水量，以推动煤电产业优化升级的战略目标。

煤电基地；需水；承载能力

1 煤电基地布局

山西省“十三五”期间依托晋北动力煤综合基地、晋中炼焦煤综合基地、晋东无烟煤综合基地，规划建设晋北、晋中、晋东三大煤电基地，规划煤电项目56项，涉及全省44个县（市、区），面积6.1724万km2，新增装机容量58 240 MW，其中，晋北煤电基地规划煤电项目19项，装机容量20 980 MW；晋中煤电基地规划煤电项目21项，装机容量16 860 MW；晋东煤电基地规划煤电项目16项，装机容量20 400 MW。

2 煤电基地需水规模

依据《水利部办公厅关于做好大型煤电基地开发规划水资源论证工作的意见》及《大型煤电基地开发规划水资源论证技术要求》，本文需水规模预测采用定额法。

2.1 发电耗水量

发电耗水量计算公式：

式中：Q发——设计发电新鲜水耗水量，万m3；

b——设计发电水耗率，m3/（s·GW）；

N——设计机组装机容量，GW；

t——设计机组年发电生产用水时间，s。

2.2 热网补水量

热网补水量计算公式：

式中：Q热——设计热网补水量，万m3；

如图1所示，设置2个目标点T1和T2，目标点应稳定可靠，2个目标点间的距离应大于待定任务的平均距离。例如相邻目标点间距离为60 m，目标点间的高差应与地表的高差不同。2个仪器站（S1，S2）应尽可能在目标点的连线上，S1距目标点T1为5～10 m，位置在目标点连线之外；S2距目标点T2为5～10 m，位置在目标点连线之间。

W——设计供热面积，万m2；

n——设计热网补水定额，m3/（m2·a）。

2.3 厂区职工生活用水量

式中：Q职——设计厂区职工生活用水量，万m3；

M——设计厂区职工用水人数；

μ——设计职工用水定额，L（/p·d）。本文根据国家有关规定及《山西省用水定额》，提出了不同装机规模下耗水指标，采用计算指标详见表1。

表1 山西省煤电基地需水计算指标一览表

2.4 需水量

鉴于本次规划煤电项目厂址与供水水源距离较近，均采用管道输水方式供水，输配水损失率统一按 5%考虑。根据公式（1）、（2）、（3）计算，山西煤电基地“十三五”期间56项新增电力项目总需水量为12 841 万 m3。

考虑输配水损失，山西煤电基地规划煤电项目需水总量为13 517.1万m3，其中：晋北煤电基地规划煤电项目需水量4 773.7万m3，晋中煤电基地规划煤电项目需水量4 226.4万m3，晋东煤电基地规划煤电项目需水量4 517.0万m3。

3 煤电基地水资源承载能力分析

表2 山西煤电基地煤电项目生产可供水量表 单位：万m3/a

3.1 矿井水

根据实测资料与水文地质勘探成果等资料，采用比拟法选取排水系数预测矿井排水量，较大井法和廊道法等其它计算方法精度相对较高，成果是偏安全的。在扣除煤矿自身用水量后，2020年煤电基地所涉煤矿剩余可利用水量为1 327.4万m3，综合考虑电源分布及规划安排，2020年煤电基地可从8座煤矿取水，取水量为1 071.7万m3，水量是能够保证的。考虑到电源项目用水保证率高，可采取设置调蓄水池等措施解决时、日水量变化问题。

3.2 再生水

对煤电基地规划煤电项目所在区域再生水可利用量进行分析及预测，再生水可利用量是在扣除了现有污水处理厂已批复或已确定用水户用水量后，2020年煤电基地再生水可利用量为124.26万m3/d（合45 354万m3/a）。综合考虑电源项目及污水处理厂分布等因素，煤电基地2020年可从44座污水处理厂取水，煤电基地取水量为9 111.2万m3，水量是完全有保证的。

污水处理厂再生水来自城市污水，来水量大、稳定，且不受气候条件和其它自然条件的限制。随着经济社会发展，城市人口稳定增长，污水处理厂的处理规模和效率也在不断提高，因此，再生水取水在水量上是可靠的。

3.3 地表水

煤电基地规划地表水源为乌河水库、辛安泉供水改扩建工程、万家寨引黄北干、万家寨引黄南干、河曲龙口引黄工程、中部引黄工程等。煤电地基2020年利用地表水量为3282.5万m3，从本地取水量1163.6万m3/a（其中生产取水量1 097.9万 m3/a、生活取水量9.1万m3/a），提引黄河水2 160.5万m3/a（其中生产取水量2 175.5万m3/a、生活取水量15.0万m3/a）。

在供水的水库中，除乌河水库为在建水库外，其余水库均为已建成运行，水库水源供水保证率能够达到97%，与电厂相匹配，能够满足电厂用水要求；辛安泉改扩建引水工程襄垣支线已于2015年9月29日通水；5处引黄工程均已建成投入运行，且在规划煤电项目所在行政区均留设分水口，可满足用水要求。

4 承载能力下新增煤电项目配置水量

煤电基地规划煤电项目水量配置的原则：在不突破区域现状水平年和规划水平年的可用水控制指标的前提下，依托煤矿矿井排水、再生水、地表水建立生产供水体系。按照优先取用矿井排水和再生水，不足部分取用地表水的原则，拟定山西煤电基地水源布局方案。

大型坑口电厂，依托煤矿矿井排水在满足煤矿自身生产用水需求外，仍有可利用的潜力，将优先利用煤矿矿井排水；煤电项目所在区域具有潜在的城市污水处理厂再生水水源的，除满足现状供水要求后仍具有一定的供水能力，充分考虑煤电项目所在区域城市污水处理厂再生水的利用；地表水资源丰富的地区，具有大、中型蓄水工程，可作为部分规划煤电项目的供水水源和补充水源。

通过分析，规划到2020年，新增装机规模为58 240 MW，新增取水量为13 517.1万m3，其中生产取水量为13 441.3万m3，生活取水量75.8万m3，见表3。

5 结束语

通过以上分析可以看出，“十三五”期间山西省煤电基地水资源能够满足当地新增规划煤电项目的需水要求，但由于山西省规划煤电基地布局涉及范围较大，需水规模加大，在项目的具体实施时，还应考虑以下方面：

表3 承载能力下山西煤电基地供水水源配置表单位：万m3/a

1）规划煤电项目在实施过程中，应充分挖掘煤矿矿井排水、再生水的供水潜力，加大非常规水资源的利用，提高当地水资源承载能力。

2）规划煤电项目耗水量大，在项目建设中，应按照行业最先进节水发展要求，进一步论证项目用水合理性，提高节水水平，并落实具体供水方案。

3）部分规划的煤电项目生产供水水源为城市污水处理厂再生水、煤矿矿井排水，为确保规划煤电项目供水安全和持续供水要求，在项目生产运行过程中，应加强对污水处理厂再生水、煤矿矿井排水的监测。

Analysis on the Water Resources Bearing Capacity of the Shanxi Coal-power Base

PAN Gui-hua

The Shanxi Province is the important national coal-power supply base，the energy sources output base and the resources-type ecomony-trasformation developmant base.By means of study on the water resource requirement and supply capacity of the new coal-power construction projects in the Shanxi coal-power base in the 13th Five-year plan period，the paper analyzes the water resources support condition of the coal-power base，and puts forward the water resources bearing capacity and the water requirement that needs to be allocate in Shanxi North，Middle and East Coalpower Base for promoting the realization of the optimizing and upgrading strategy target of the coal-power industry.

coal-power base；water requirement；bearing capacity

TV213

B

2017-03-20

潘桂花（1962-），女，1984年毕业于太原工学院，高级工程师。

1006-8139（2017）03-054-02