丹河流域生态环境治理修复与保护工程项目可行性研究报告煤炭开采区生态环境保护项目

-1 概述1.1 项目概况项目名称：#河流域生态环境治理修复与保护工程工程规模：河水处理量约10万立方米/天、工业污水回用工程3万立方米/天、生活污水回用工程13万立方米/天工程选址：各子工程具体选址见相关章节1.2 项目背景 项目的提出煤炭工业是我国重要的能源产业。改革开放以来，我国煤炭工业快速发展，煤炭产量持续增长，对国民经济和社会发展发挥了重要作用。但煤炭工业在体制、资源、安全、环境和转产发展等方面的深层次矛盾仍然很多，#是产煤大省，遇到的问题更为突出，煤炭工业、产煤地区经济和社会可持续发展面临严峻挑战。为了贯彻落实国务院关于同意在#省开展煤炭工业可持续发展政策措施试点意见的批复（国函200652号）的精神和#省煤炭工业可持续发展政策措施试点工作总体实施方案要求，促进煤炭工业可持续发展政策措施试点工作的整体开展，确保煤炭开采生态环境恢复治理工作扎实有序进行。根据煤炭采区特别是跨区域存在的突出环境问题，人民政府本着“因地制宜、统筹规划、综合利用、合理布局”的原则，编制了#河流域环境综合整治规划，并修订 #省#河流域水污染防治条例，以解决因煤炭开采造成的跨区域性水污染问题为目标，为#河流域社会经济和煤炭工业的可持续发展提供环境基础。的煤炭开采，促进了经济社会快速发展，但是，也引发了一系列生态环境问题，主要表现在矿区环境污染，水资源破坏，地表沉陷，煤矸石堆积，植被破坏及生物多样性减少等，严重制约了煤炭工业的可持续发展。其中，地表水资源因煤炭开采受到污染破坏问题尤为严重。据统计，2005年全市矿井水排放量为6543.45万吨/年，占全省矿井水排放量的11.1%，其中COD排放量为3872.01吨，SS排放量为9680.13吨，大量的矿井排水对地表水造成严重的污染。由于煤矿开采造成地表沉陷和裂缝，地表水渗流加速，促使地表径流减少，水库存水量下降，甚至断流、干涸。在全省煤炭开采生态环境现状调研中发现，因采煤开采致使水资源减少影响到299个自然村，21.48万人，1.07头大牲畜吃水；因采煤排水、生活废水的排放及矿井水造成的水质污染使70个自然村，4.39万人，0.27万头大牲畜吃水困难；同时，受采煤破坏水资源，影响周围水源，使周边583个自然村，11.74万人，1.81万头大牲畜吃水困难。#河，作为的主要河流之一，流域的水体污染和生态破坏问题日益严重。沿河流域的煤炭开采活动改变了水文下垫面，造成#河径流量减少及煤矿排水影响地表水水质。煤炭开采活动给流域内的高平、晋城城市饮用水源和郭壁泉、青天河饮用水源地造成了严重威胁，流域内的生态破坏尤其是水体功能遭到严重破坏。随着#河流域煤炭开采及煤化工行业的快速发展，相应的流域水资源消耗量和废水排放量都会有大的增加，势必给#河水体带来更大的污染负荷，为最终解决煤炭开采活动造成的#河流域跨区域性环境问题，在加大区域内煤炭采区综合规划的同时，提出了开展#河流域生态环境治理修复与保护工程。 任务由来为了从根本上解决因煤炭开采活动造成的#河流域跨区域性环境问题，改善#河水质，促进#河流域综合治理目标的实现，依据#河流域环境综合整治规划和#省#河流域水污染防治条例（2006年修订版），从煤炭开采影响区的#河全流域综合整治的角度出发，对#河主流及主要支流许河、巴公河、北石店河段的污水采用不同的处理方法，并考虑对该流域的三个主要污水处理厂的回用工程，与其他工程配套最终实现全流域的水环境综合整治目标。同时，结合河道水污染治理的成功经验和实际工程，做好#河流域生态环境治理修复与保护工程项目。#省环境规划院受 委托 ，按照#省#河流域水污染防治条例（2006年修订版）对#河水质的具体要求，结合国家发改委和国家环保部关于对煤炭开采区跨区域性生态环境治理和水污染治理政策及环境保护要求，负责编制#省煤炭采区#河流域生态环境治理修复与保护工程可行性研究报告。在接受编制任务后，我院及时组织有关专业人员，于2008年8月1日至5日，对#河流域污染现状进行了现场实地调查。在调查中，我们重点对#河流域的主流和许河、巴公河、北石店河三条污染严重支流以及高平市城市生活污水处理厂、城市生活污水处理厂、巴公工业污水处理厂等进行了实地踏勘和现场调研。同时对人工湿地工程的运行情况也进行了现场调研。为了进一步搞清楚#河流域的污染来源，我们还组织专家人员，对#河两岸煤矿生产企业进行了调查和了解。1.3 项目编制依据 编制依据（1）国务院关于在#省开展煤炭工业可持续发展政策措施试点的意见(国函200652号)；（2）#省人民政府关于印发#省煤炭工业可持续发展政策措施试点工作总体实施方案的通知（晋政发20079号文件）;（3）国家发展改革委员会办公厅关于#省煤炭可持续发展基金安排使用管理实施细则的复函（发改办能源20071805号）（4）#省人民政府办公厅200832次、44次、45次会议纪要（5）#省发展改革委员会关于做好#煤炭工业可持续发展试点工作有关事宜的通知（2008.7）（6）#省人民政府办公厅关于进一步推进我省煤炭工业可持续发展政策措施试点工作的意见（晋政办发200835号）（7）中华人民共和国水污染防治法实施细则（2003）；（8）中华人民共和国水法（2002.10）；（9）生态环境恢复与治理项目办公室关于编制煤炭采区#河流域生态环境治理修复与保护工程可行性研究报告的委托书；（10）#省#河流域水污染防治条例（2006年修订草案）；（11）#省地表水域水环境管理区域方案（2005.5）；（12）城市总体规划（2003.11）；（13）环境保护“十五”计划及2015年规划（2000.12）；（14）#河流域环境综合整治规划（2005.8）；（15）#省发展与改革委员会组织专家对人工湿地处理工程可研报告的评审意见；（16）环保局2005年度地表水全年监测结果报告；（17）国家环保局科技司城市污水土地利用处理技术指南；（18）#省生态功能和经济区划；（19）#省人民政府批转#省环境保护“十一五”规划的通知（晋政发2006）；（20）#省人民政府关于实施蓝天碧水工程的决定（晋政发200615号）。 基础资料（1）#河流域主要污染源分布图（1：100000）；（2）#河流域地形图（1：100000）；（3）规划设计院勘察队提供的工程区地勘报告；（4）水利勘察设计院提供的环保局#河人工湿地工程洪水计算说明；（5）#河流域水质监测结果；（6）#河人工湿地处理工程可行性研究报告（修改版）；（7）巴公河、许河、北石店河水质监测数据及现场勘查资料；（8）环保局提供的其它相关资料。 采用的主要规范和标准（1）水质标准地表水环境质量标准（GB3838-2002）；污水综合排放标准（GB8978-1996）；城市供水水质标准（CJ/T206-2005）；城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）；（2）设计规范室外排水设计规范及局部修订条文GBJ14-87；室外给水设计规范（1997年版）GBJ13-86；氧化沟设计规程CECS112：2000；城市污水处理工程项目建设标准修订，2001年；城市污水生物脱氮除磷处理设计规程CECS149-2003；市政工程勘察规范GBJ56-94；给水排水制图标准GB/T50106-2001；给水排水基本术语标准CBJ125-89；泵站设计规范GB/T50265-97；建筑给水排水设计规范CBJ15-88；建筑设计防火规范CBJ16-87；城市防洪工程设计规范CJJ50-89；厂矿道路设计规划CBJ22-87；建筑结构设计统一标准GBJ68-84；给水排水工程结构设计规范GBJ69-84；水工设计手册（第四卷）（华东水利学院主编）；砖体结构设计规范GB50007-2002；建筑地基基础设计规范GBJ50007-2002；建筑结构载荷设计规范GBJ9-87；混凝土结构设计规范GBJ10-89；建筑抗震设计规范CBJ11-89；室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范TJ32-78；室外给水排水工程设施抗震鉴定标准GBJ43-82；工业企业设计卫生标准TJ36-79；工业建筑防腐抗蚀设计规范GB50046-95；地下工程防水设计规范GBJ108-87；供配电系统设计规范GB50052-95；建筑设计防火规范GBJ16-87；水工砼结构设计规范SDJ20-78；工业企业采暖、通风及空气调节设计规范TJ19-750；工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85；10kV及以下变电站设计规范GB50053-94；工业与民用供配电系统设计规范GB50052-95；低压配电装置及线路设计规范GB5005-95；电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50060-92；建筑防雷设计规范GB50057-94；通用用电设备配电设计规范GB50055-93。1.4 编制范围依照总体规划，从#河流域的实际情况、本工程的处理目标和委托要求出发，确定本次可行性研究报告的主要内容：（1）根据#河流域环境综合整治规划，对河段水质水量变化情况进行预测，合理确定工程规模。（2）以#河主流及支流许河、巴公河和北石店河流域的污染河水和高平市生活污水、巴公工业污水、生活污水为主要治理对象，以去除氨氮等污染物为主要目标，以污水厂回用工程和河道的生态修复及景观建设等为主体工程，论证方案的可行性。（3）估算工程投资。（4）对工程的环境、社会和经济效益进行评价。1.5 编制原则（1）以“保护环境”基本国策为指导思想，根据水资源保护的相关法律、法规和方针政策，认真落实#省和的相关污染防治规划，以解决因煤炭开采造成的跨区域性水污染问题为目标，为#河流域社会经济和煤炭工业的可持续发展提供环境基础。（2）依据#河流域环境综合整治规划，从煤炭开采影响区的#河全流域综合整治的角度出发，对#河主流及主要支流许河、巴公河、北石店河段的污水采用不同的处理方法，并考虑对该流域的三个主要污水处理厂的回用工程，与其他工程配套最终实现全流域的水环境综合整治目标。（3）本工程的实施必须确保#河及其支流许河、巴公河、北石店河段的行洪功能，同时洪水不进入在建的人工湿地。工程防洪标准为30年一遇。（4）工程运行管理简便，并实现低能耗低成本运行。（5）充分利用河道建造原位净水生态工程。（6）在人工湿地处理工艺的选择上既要广泛采用先进的技术和试验结果，又要注意处理工艺的成熟性和可靠性。净化植物的选择在满足工艺要求并有地域气候适应性的前提下，尽量培育搭配本地原有植物。（7）河道的清淤与整修工程要因地制宜，充分利用河道现有地形、地貌和环境条件，因势利导，使人工改造和天然条件和谐统一，有利周围景观改善，为水环境治理目标共同服务；同时还要考虑河道的形态修复方法和断面修复方法的比选，选择最佳的修复方法。（8）满足出水水质要求和环境保护目标的前提下，采用建设和运行成本费用低的工艺，湿地填充材料要尽量本地化，实现就地取材。（9）工程方案从全局出发，又要考虑分步实施的可能性，根据工艺要求和建设过程对各工程进行分期或分区，有条件的工程可一次性完工，各分期或分区工程组成一个统一的处理系统，又可以单独建设、运行，实现一定的处理功能。（10）适度考虑工程的环境普教功能和生态景观功能建设。1.6 主要研究结论 工程主体方案本工程的主体方案由#河主河道和其支流的生态环境治理修复与保护两部分构成，其工程方案和采用的工艺如表1.6-1所示：表1.6-1 #河流域生态环境治理修复与保护方案工程方案工艺选址#河主河道人工湿地处理工程垂直流人工湿地#河水北村断面至水东桥断面渗滤床（坝）自由表面流人工湿地#河水东桥断面至下游东焦河水电站水库#河河道与岸边坡地人工构建水生植物和水生动物系统东焦河水电站水库水面任庄水库人工强化自净生态工程人工构建水生植物和水生动物系统任庄水库水面#河支流高平污水处理厂回用工程反渗透技术高平市巴公污水处理厂回用工程反渗透技术巴公镇城市污水处理厂回用工程ZT廊道交替池工艺市区南部许河河道生态修复工程渗滤床（坝）自由表面流人工湿地稳定塘唐西村至原村河约7km马村河段巴公河河道生态修复工程渗滤床（坝）自由表面流人工湿地巴公河全长22km河段北石店河河道生态修复工程生态清淤和河岸带景观和护坡设计人民水库下游至刘家川河道渗滤床（坝）自由表面流人工湿地刘家川至管院路桥河道 工程建设目标通过对流域生态环境的治理修复与保护以及对流域内地表水、中水、库区水等水资源的合理处理，解决因煤炭开采造成的#河流域跨区性的水污染现状，恢复#河清水复流，为下游郭壁泉、三姑泉水源地和青天河水库提供安全的供水保障；通过河道的清淤和整治，修复河道自然形态，提高河道行洪能力；通过河道的生态修复及人工湿地措施，恢复#河干流及三条主要支流许河、巴公河、北石店河河道的水体自净能力，改善沿河生态环境，促使适宜浅水生物生存的湿地基本得到修复和改善，使水资源和水生态得到有效保护；通过河岸带生态修复和防护，提高流域内植被绿化和水土保持水平，涵养水源，形成自然生态的良性循环，进一步保护#河流域的水环境和生态系统。总之，通过本工程的实施，#河流域因煤炭开采造成的跨区域性水污染问题将得到解决，将消除和减轻郭壁泉水源地、青天河水库和三姑泉水源地的安全隐患，提高#河河水的综合利用率，改善#河#出境水质，解决晋豫两省#河污染纠纷问题。 主要技术经济指标工程总投资： 45003.27万元建设投资： 39720.45万元其中，建设工程费用：36675.37万元工程建设其他费用：3045.08万元基本预备费：3972.05万元铺底流动资金：1310.77万元资金筹措方案：#省煤炭可持续发展资金18001.308万元筹措资金22501.635万元企业自筹资金4500.327万元主要财务指标：排污收费标准0.40元内部收益（税后）5%投资回收期（税后）15年（含建设期）建设期限：根据各个子工程的建设周期不同，本工程总体建设工期预计两年到两年半的时间。2 建设项目的必要性煤炭开采作为#省重要的支柱产业，为全国的发展作出巨大的贡献，同时，也为当地提供了大量的增加值、利税、就业岗位，在全国经济社会发展中起到举足轻重的作用，但是，长时间、大规模、高强度的煤炭开采也带来了很多生态环境问题，对全省的社会经济可持续发展构成极大的威胁。地处#省南部沁水煤田腹地，素有“煤铁之乡”称誉，是#省煤炭长夜的重要支柱。其中，煤炭资源丰富，开采历史悠久，煤质优良，是#能源重化工基地的重要组成部分，是全国重要的化肥原料煤生产基地。全市含煤面积4654平方公里，占全市总面积的49.01，已探明储量271.7亿吨，分别占全国、全省无烟煤探明储量的26和55。的煤炭开采，促进了经济社会快速发展，但是，也引发了一系列生态环境问题，主要表现在矿区环境污染，水资源破坏，地表沉陷，煤矸石堆积，植被破坏及生物多样性减少等，严重制约了煤炭工业的可持续发展。其中，地表水资源因煤炭开采受到污染破坏问题尤为严重。据统计，2005年全市矿井水排放量为6543.45万吨，占全省矿井水排放量的11.1%，其中COD排放量为3872.01吨，SS排放量为9680.13吨，大量的矿井排水对地表水造成严重的污染。由于煤矿开采造成地表沉陷和裂缝，地表水渗流加速，促使地表径流减少，水库存水量下降，甚至断流、干涸。在全省煤炭开采生态环境现状调研中发现，因煤炭开采致使水资源减少影响到299个自然村，21.48万人，1.07头大牲畜吃水；因采煤排水、生活废水的排放及矿井水造成的水质污染使70个自然村，4.39万人，0.27万头大牲畜吃水困难；同时，受采煤破坏水资源，影响周围水源，使周边583个自然村，11.74万人，1.81万头大牲畜吃水困难。#河，是的主要河流之一。#河流域煤炭资源丰富，矿井密布，受煤炭开采的影响，#河流域的水体污染和生态破坏问题日益严重。沿河流域的煤炭开采活动改变了水文下垫面，造成#河径流量减少及煤矿排水影响地表水水质。长期的煤矿排水使#河及其支流的部分河道煤泥淤积，在北石店河的河道防洪清淤工程中，发现清淤出来的淤泥中夹杂着许多黑色的煤泥，由图2.1-1可以看出。图2.1-1 北石店河河道淤积煤泥可见，#河流域因煤炭开采造成的生态环境现状不容乐观，#河流域进行生态环境治理修复与保护工作亟待进行。（1）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程，是解决因煤炭开采造成的跨区域生态环境问题的重要举措，是实现#省煤炭工业可持续发展的重要保障。煤炭资源丰富，长期的煤炭开采给带来了社会经济效益的同时，也引发了一系列生态环境问题。虽然近几年国家加大对煤矿的整治工作，且收到了显著的效果，但是#河流域各大煤矿开采造成的水系破坏与环境污染等遗留问题一直没有得到彻底解决。#河及其支流径流量减少，水面上漂着一层油花，而在河床底下煤灰已经尘结成厚厚的一层煤泥，有的已经结成块状。当地农民从河底挖出的黑色结块稍作处理就能当做煤烧，严重影响了#河水水质。随着近年来#河流域城镇化、工业化发展步入快车道，伴之而来的是流域内的取水量和污水排放量的增加，河流自然径流下降。同时，#河流域上又新兴了许多化工企业，给#河的治理工作增加了负担，河流水体污染日益严重，#河中游干支流已经没有剩余环境容量。因此，#河流域生态环境治理修复与保护工作亟不可待。（2）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程，是完成环境保护“十一五”规划目标的重要途径。由于长期以来超重型的产业结构、粗放型的生产模式、城市环保建设欠账较多等原因，环境形势仍然不容乐观，尤其是#河流域污染严重，在全市15个削减河段中#河流域有10个河段有削减任务。由#河流域环境综合整治规划可知，#河干流和支流的污染都较严重，除北王庄至凤和铁路桥段、高平河西至任庄水库段、郭壁泉下游及许河外，其他河段没有剩余的水环境容量。环境保护“十一五”规划目标中对#河干支流都有污染物削减任务。重点削减河段包括：高平的凤和铁路桥至郭壁泉、永禄河、野川河、原村河、巴公河、白水河等。削减目标为COD4058.52吨/年、氨氮631.34吨/年。分别占全市削减总量的百分比为COD 77.30%，氨氮82.34%。由此可见，#河流域的生态环境治理修复与保护工程的开展，关系到环境保护“十一五”规划目标是否能够顺利完成，对可持续发展有深远的意义。（3）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程，是继续推进“蓝天碧水工程”的工作重点。#省蓝天碧水工程实施以来，环保工作取得了明显的阶段性成果，2007年，在国家考核的113个重点城市中，#省已全部摘掉全国倒数前五名的“黑帽子”。省环保局公布的2007年度#省蓝天碧水工程考核结果中，在11个市排名位列全省第一。 2008年，环保工作以创建国家环保模范城市为目标，继续推进“蓝天碧水工程”，将使全市主要污染物二氧化硫、化学需氧量排放量分别控制在11万吨以下和1.62万吨以下。在深入实施“蓝天碧水工程”方面，全面实施了“碧水工程”， 按照“治丹保沁”原则，重点对#河流域和城市地表水域实施综合整治。#河流域及其支流的生态环境治理修复与保护工作，都将成为重点工作开展，因此#河流域关系到蓝天碧水工程的继续推进，将成为继续推进“蓝天碧水工程”的工作重点。（4）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程是改善下游河流水质量，确保饮用水源安全的重要举措。近几年来，高平市境内的兰花集团等矿区污水及化工废水排入#河上游支流许河段，使其受到污染；巴公河沿岸的化工企业排放的污水使巴公河水质日益下降；北石店河流域上的矿区废水、工业废水的排入，使北石店河水质遭到严重破坏。#河任庄水库以下中游河段因接纳巴公河、北石店河污水成为一条排污河。水东桥下游约25km就是区郭壁泉饮用水源地，该水源地作为主要水源，规划供水规模10万吨/天，现状供水量约4万吨/天，取用石灰岩岩溶地下水，共设有3泉9井。由于水东村下游河道基本处于石灰岩裸露区，地表河水直接补给地下水，污染的河水对饮用水安全构成严重威胁，特别是水源地内的泉水出露后和上游来的污水汇流，继续影响着郭壁泉下游的河流和地下水水质。尽管目前各个工矿企业加大对污水的处理力度，其排放的废水被#河接纳后仍然不能满足其对饮用水功能的要求，固仍然对饮用水源地造成威胁，加上以前肆意排污造成的#河流域水体污染和生态破坏的遗留问题，#河流域的生态环境治理修复与保护工程显得重要而迫切，因此，在这些重污染河道上开展生态环境治理修复与保护工程，对改善河流水质，消除和减轻对饮用水源地的安全隐患有重要的作用。（5）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程，将确保和极大的提升任庄水库和东焦水库的综合效率。任庄水库是#河最大的控制性工程，控制流域面积为1298.6平方公里，总库存容8050万立方米，主要供巴公和高都两个工业园区的企业用水，可年供水500万立方。它是#河流域一座以防洪为主的中型水库，#省#河流域水污染防治条例规定任庄水库库区水环境质量功能目标为III类标准，为保证水库正常的使用功能，并合理开发其旅游资源，拓宽其利用渠道，就要尽量降低水库水体的营养水平，构建健康水库生态系统。#河下游东焦河水电站工程，是国家发改委、水利部确定的首批水电站代燃料试点工程，年发电量1934万度，向工业企业供水1500万立方米，水库回水绵延9.2千米，新增水面2000余亩。为保证水库正常的使用功能，将其建设成为一项集发电、供水、旅游于一体的综合水利工程，并将水库作为重要生产、生活水源加以开发利用，就必须大幅度削减入库水中的P、N、C等污染物，尽量降低水库水体的营养水平，构建健康水库生态系统，并确保其入库水水质达到或者优于GB3838-2002标准的一般景观水水质标准。且该水库位于#、河南两省交界地区上游，其水质好坏不仅影响饮水水源地郭壁泉的水质安全，还会直接影响涉及晋豫两省重大关系的河南省焦作市饮用水源地青天河的水质安全。可见，#河流域生态环境治理修复与保护工程的实施，将有大大提升任庄水库和东焦河水库的综合效率，这样，在取得生态环境效益的同时，还会给当地带来一定经济效益。（6）实施#河流域生态环境治理修复与保护工程，将改善#河#出境水质，解决#河晋豫两省纠纷的关键措施。由于长期以来受到来自上游的污染威胁，近年来位于#晋城和河南焦作交界处的焦作市重要水源地青天河水库多次出现污染事故，为此，在强化各类工业源和城镇污水达标治理的同时，要最大限度的降低河流下游污染负荷，以充分改善下游水质，确保青天河水库水质安全。#河流域生态环境治理修复与保护工程将东焦河水库出水水质控制在地表水环境质量IV类标准，再向下游流经数公里汇入郭壁泉水后，至青天河水库水质基本可以达到III类水质，目前的污染状况将得到缓解，两省跨界河流污染问题将得到彻底的解决。综上所述，认真实施本项目是解决#河流域因采矿业造成的水体污染生态破坏等历史遗留问题，改善#河水质，促进#河流域综合治理目标实现的重要举措，对深层次开发#河水资源，促进#河流域经济、社会与环境的和谐发展具有极其重要的意义。3 #河流域概况及其污染现状3.1 #河水系及其流域概况（1）地理位置及水系概况#河纵贯的东部，是最重要的地面水体之一，是沁河最大的支流，属黄河水系。地理位置介于东经1124211325，北纬35163558。它发源于高平市赵庄丹株岭，流经高平市、泽州县，出#境于河南沁阳县的北金村汇入沁河，境内干流全长128.3km，境内流域面积2965km2，主要包括高平市和城区全部、泽州县大部分区域和陵川县部分区域。#河流域水资源总量约4.24亿立方米，径流量3.44亿立方米，现年均流量11.1m3/s。主要支流包括永禄河、许河、东仓河、巴公河、北石店河和白水河。其最大的支流是白水河，发源于晋城郊区的白马寺山，流经郊区在两谷坨附近汇入#河，全长58.1km，流域面积385.9km2，呈典型的季节性河流。目前，东仓河、北石店河及#河中下游其他支流已无或基本上已无清水径流量。（2）地形地貌#河流域的地形是北高南低，四周高中间低，且地形较平坦开阔，形成宽阔的高原盆地，流域内最高点为东北部陵川县六泉乡的北板山，主峰海拔1791.6m；最低点为#河下游河谷处境处铁路桥，海拔仅290m。境内大部分地区在690m1000m之间。地貌形态以中山和中低山为主，次为低山及丘陵，有部分山间盆地及山间宽谷。流域内石灰岩广布，溶洞发育，断层较多，水量渗透较严重。（3）水文地质#河流域地下水可分为松散岩类孔隙水（浅层水）、碎屑岩类裂隙水（中层水）、碳酸盐岩类岩溶水（深层水），它们同时存在，具有密切的水力联系，相互补给，水量丰富，水深一般在300m以下。水质：中层水属型水，矿化度为0.10.5g/L，水温1421；深层水为水，矿化度小于1g/L，一般为0.890.9g/L，适用于工农业和生活用水。水源补给主要靠大气降水，边界侧向补给，地表水文网补给及各层水之间的越流补给等。总的来看，属于富水区域。（4）水利建设与水资源利用#河流域的水资源主要为地下水，一部分工农业用水来自#河的地表水。流域水资源总量约4.24亿立方米，按水源分，河川径流量3.44亿立方米，地下水资源量径流量3.25亿立方米，其中重复水资源量径流量2.45亿立方米，如表3.1-1所列。表3.1-1 #河不同区域的水资源量（亿立方米）区域河川径流地下水基流水资源总量总量本区外区总量本区外区总量本区外区总量本区外区#河任庄0.520.5200.880.8800.080.0801.321.320市区2.922.9202.372.3702.372.3702.922.920#河干流上建有任庄水库，位于泽州县高都镇任庄村南，是#河流域上一座以防洪为主的中型控制性工程，控制流域面积1298.6km2，设计总库容8050万立方米，兴利库容2035万立方米，调洪库容6098万立方米。另外#河支流上还有上交、申庄2座中型水库。根据地下水资源开发利用规划报告，到2010年#河流域需水量为1.29亿立方米，但可供量仅为0.75亿立方米，缺水0.54亿立方米。因此，#河流域为相对缺水区，水资源的利用主要为地下水，占用水总量的86%以上。地下水严重超采，水位逐年下降，部分泉水已开始干枯。而三姑泉出露于河流下游省界附近地区，开发利用成本高。造成水资源浪费的另一原因是时间分布上的不平衡，河川径流量的一半以上集中在汛期79月份，几乎所有河道都为季节性河流，夏季暴雨过后，浊流滚滚，无法利用；冬春干旱少雨，河流断流，部分村庄人畜饮水困难。同时，径流的年际变化较大，有时连续几年丰水或干旱，没有大型的骨干供水工程以实现年际间以丰补枯。因此，#河流域的水资源短缺是制约工业发展的重要因素。采用先进的节水工艺，节约用水，同时对污水集中处理，提高废水的循环利用率是解决#河流域水资源短缺问题的重要途径。3.2 社会经济概况#河流域人多地少，总人口约130万，人口密度414人/km2，人均土地3.6亩。近几年来，#河流域培育发展新兴产业，构建以煤为基础的产业链，走煤电气、煤电铝、煤焦铸一体化之路，发展清洁能源、电力、煤化工、中高档铸件、新型建材、丝麻织品、特色饮品和旅游八大产业，建设5000万吨清洁煤、800万千瓦电力、300600万吨高浓度氮肥、200万吨中高档铸件四大基地。2006年，全市国内生产总值362亿元，财政总收入79亿元，其中#河流域约占60%。城镇居民人均可支配收入10152元，农民人均纯收入3939元。人均国内生产总值、人均财政收入、城镇居民人均可支配收入三项指标居全省前列。3.3 气候气象#河流域地处太行山区，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，雨量分布不均，主要集中在7、8、9三个月。春季风速大，蒸发强而降水少；夏季炎热，降雨集中；秋季降水减少，多秋高气爽天气；冬季寒冷而干燥。年平均气压931.0KPa，年平均降雨量619.4mm，年蒸发量1735.9mm，年平均气温12.3，7月份温度最高，12月份温度最低。区WNW和SSE风出现的频率较多，年静风频率为21.42%，夏季以东南风为主，冬季以西北风为主。区秋季（8、9、10月）的平均风速较小，3、4月份风速较大（2m/s），其它各月的平均风速都1.6m/s，全年平均风速为1.76m/s。3.4 #河流域水污染现状及其发展趋势 #河流域污染现状#河流域的主要污染形式是水污染，其污染源主要是一些与煤炭开采相关的化工和后续化产企业，污染严重河段主要有高平市区段、巴公河段、北石店河段及晋城城区段。高平城区污染段主要接纳县城的工业污水，主要工业污染源有高平化工有限公司、高平化肥厂、天脊中化、高平纺织厂等。巴公河流域作为泽州县重要工业区，主要接纳泽州县的部分工业污水，主要工业污染源有天脊集团晋城化工股份化工厂，天脊集团晋城化工股份化肥厂、兰花科技创业化工分公司、莒山煤矿和#省电力公司等。巴公河段水质现状如图3.4-1所示。图3.4-1a巴公河河道水质 图3.4-1b巴公河河岸状况北石店河主要接纳晋城矿务局一带工业污水，主要工业污染源有兰花科创股份公司化肥分公司、凤凰山煤矿、王台铺煤矿、白马啤酒厂等。北石店河段水质状况如图3.4-2所示。图3.4-2矿区废水排入北石店河晋城城区污染段主要为城区内工业企业污水，汇入白水河，主要工业污染源有天脊集团晋城煤气化厂、古书院煤矿、晋城恒光热电厂、晋城春光热电厂和北岩煤矿、七一煤矿等。2005年1月至2008年6月，#河主要监测断面的监测情况汇总如表3.4-1：表3.4-1 2005-2008年#河主要监测断面水质状况与变化汇总表断面名称断面性质水质类别水质标准水质变化情况2005200620072008赵庄省控IIIIIIIIII无明显变化小赵庄省控劣V劣V劣V劣VV无明显变化高平河西省控劣V劣V劣V劣VV无明显变化任庄水库省控IVIVIVIVIII无明显变化水东桥省控劣V劣V劣V劣VV无明显变化后寨省控IVIVIVIVIV无明显变化注：任庄水库各月份水质状况变化较大，常在III、IV类水之间变化，总体成IV类水。根据上表的统计情况和“十五”环境质量报告的评价结论，“十五”期间，#河水质污染状况总体有所好转，总污染指数由2001年的3.85下降到2005年的2.11。#河各监测断面中，赵庄和后寨断面水质较好，20012003年二断面均为轻度污染，2004年至今均为优，水质均达到规定标准，年际间无明显变化；任庄水库各月份水质状况变化较大，常在III、IV类水之间变化，总体成IV类水，2001年和2005年均属轻度污染，2002年2004年依次为重度污染、中度污染和优。小赵庄、高平河西、水东桥断面均为劣V类水质，各年份均属重度污染水平。污染最严重断面是水东桥，“十五”期间平均综合污染指数达5.86。污染类型仍以有机类和无机类混合污染为主，其污染分担率分别为58.52%和38.32%。根据环境保护监测站提供的#河水东桥及晋陵桥断面水质监测结果（见表3.4-2a,b），2006、2007年2年#河水质指标中COD、氨氮有逐年降低的趋势，#河河道水质主要受氨氮污染影响。#河主要支流近期水质监测数据见附表一，各主要支流中，氨氮仍是主要的污染物，同时总磷也有不同程度的超标现象。表3.4-2a 2006年#河水东桥断面水质监测结果（单位mg/L） 项目时间氨氮CODBOD5DO流量（m3/s）1月64.66922.54.00.743月57.84316.02.20.835月56.85718.51.20.857月41.15810.73.50.919月38.55020.03.60.9211月48.1529.76.20.84均值48.465215.03.30.87表3.4-2b 2007年#河水东桥断面水质监测结果（单位：mg/L） 项目时间氨氮CODBOD5DO流量（m3/s）1月46.3589.76.20.803月586323.82.90.835月51.1258.64.80.827月22.65623.03.00.829月24.45022.94.60.8111月20.8308.55.20.79均值37.24716.14.40.81#河流域具体污染源分布情况见附图一，各主要排污企业的排污汇总情况见附表1。 #河流域水污染发展趋势近年来，随着煤炭开采及煤化工行业的快速发展，为减轻工业对#河的污染，高平市污水处理厂、巴公工业污水处理厂、晋煤集团生活污水处理厂及污水处理厂相继投入使用，#河水质恶化趋势得到一定程度缓解，但依然不容乐观。今后几年#河流域正在构建以煤炭为基础的产业链，重点发展洁净能源、电力、煤化工等产业。全流域高浓度氮肥生产规模将在现有200万吨的基础上增至400万吨以上，电力、煤炭等行业也将有很大的发展。相应的流域水资源消耗量和废水排放量都会有大的增加。为了保护环境，认真落实科学发展观，努力实现环境经济协调发展，在“十一五”期间将加快产业结构调整和升级，实行循环经济战略，走清洁生产之路。同时，也将进一步加大环境综合治理的力度，完善区域性污水处理及回用设施。届时，现有大量废水超标排放的状况将明显好转，但河流水污染物总量控制的任务仍十分艰巨。4 技术方案分析本工程主要是针对#河流域的污染水体，因此首先确定各水体功能的指标要求，然后据此比选分析采用的技术方案，最终确定本工程的备选方案。4.1 水体功能指标的确定 水体功能指标依据#省#河流域水污染防治条例（2006年修订草案）第十二条规定：#河源头北王庄桥和任庄水库库区水环境质量功能目标为III类，凡向该河段排放废水的单位，执行国家污水综合排放一级标准。北王庄桥任庄水库入口、任庄水库出口水东桥及白水河河段水环境功能目标为V类，水东桥后寨河段水环境功能目标为IV类。凡向该河段排放废水的单位，执行国家污水综合排放二级标准。排入城市集中污水处理厂的废水，污染物浓度必须达到处理厂的进水水质要求。 各水体功能指标考虑#河流域环境综合整治规划以及河道水质对于郭壁泉等水源地的影响，报告中确定各项子工程水体功能指标如下：高平市污水处理厂和巴公工业污水处理厂的回用工程出水：满足再生用水用作冷却水的水质控制指标（GB50335-2002）中循环冷却水系统补充水的水质标准；城市生活污水回用工程出水：中水用作景观环境用水，水质符合城市污水再生利用 景观环境用水水质GB/T18921-2002的规定，中水用作城市杂用水，其水质应符合城市污水再生利用 城市杂用水水质GB/T18920-2002的规定，中水用作循环冷却水，水质符合再生用水用作冷却水的水质控制指标（GB50335-2002）中循环冷却水系统补充水的水质标准；任庄水库库区水环境质量功能目标为III类；东焦河水电站水库的出水执行地表水IV类水质标准；任庄水库出口水东桥及白水河河段水环境功能目标为V类；水东桥后寨河段水环境功能目标为IV类；#河支流没有明确规定水质指标，报告中确定各支流水质要求不低于#河干流的水质指标，即许河、巴公河、北石店河河段水环境功能目标为V类。4.2 技术方案分析本工程主要针对因煤炭开采造成的#河流域地表水的跨区域性污染问题提出解决方案，工程内容包括河道疏浚，清淤，护坡、下垫面修复、绿化等，减少河道内源污染，同时，结合周边城镇工业废水、生活污水的综合治理，截留外源污染，恢复流域地表水生态功能。因此，本报告对#河主河道及其支流采用以下4个子工程：人工湿地处理工程、水库人工强化自净生态工程、污水处理厂回用工程、河道生态修复工程。#河人工湿地处理工程作为#河流域水污染治理的一项措施，与#河流域生态环境治理修复与保护是密不可分的，因此本报告将其纳入进来作为本工程的补充，其技术可行性先期已做了分析，本报告不再分析，只做一些必要的叙述。 任庄水库人工强化自净生态工程技术方案分析在河、湖、水库构建水体人工强化自净生态工程是净化水质、改善水体生态环境的经济、有效办法，迄今为止应用已经十分广泛。水库库区的宽阔水面为构建水生植物和水生动物系统提供了有利的场所，通过在浅水区和深水区布设不同的水生动植物，构成综合的水生植物体系和水生动物体系，所设深水区的人工水草特别适宜硝化、反硝化等众多微生物附着生长，并对去除水体中氮等污染物发挥重要作用。所构建的水生植物和水生动物系统，作为构建健康水域生态系统的重要支撑体系，对于水库人工强化自净过程发挥直接或间接的多重作用。这种方法直接在库区利用构建水生植物和水生动物系统净化水质，不再另建工程基础设施，既避免了化学加药处理方法对水体的二次污染，又降低了基建和运行管理费用，无疑是较为经济、有效的方法。但该方法需要有一定的水质条件，以利于水生动植物的正常生长。目前，任庄水库水质在III、IV类水质之间变化，总体呈IV类水质，水生动植物基本能够在这样的环境中生长，同时由于有高平市生活污水处理厂、拟建的许河段河道处理工程等做基础，基本能够满足任庄水库人工强化自净生态工程要求的水质。最终确定采用这种方法，以使任庄水库稳定地达到III类水质的要求。 污水处理厂回用工程技术方案分析为了彻底解决#河流域生态环境问题，本工程坚持治理修复与保护并重的原则，加强城镇生活污水和工业废水的深度处理及再生利用，以截留#河的外源污染，减轻#河污染负荷，确保#河流域生态环境治理修复与保护工程顺利进行。.1 污水处理厂回用工程设计水质本工程中涉及到#河流域的三个污水处理厂，设计对三个厂的出水进行深度处理、回用。污水处理厂分别是高平市生活污水处理厂、巴公工业污水处理厂和生活污水处理厂。其设计回用水用途及水质标准见表4.2-1。表4.2-1 本工程所涉及的污水处理厂回用水用途表污水厂名称规模一期处理工艺一期处理出水水质回用水去向高平市城市生活污水处理厂3万吨/天奥贝尔氧化沟一级排放标准B（GB18918-2002）循环冷取系统补充水巴公工业污水处理厂3万吨/天A/A/O一级排放标准B（GB18918-2002）循环冷取系统补充水城市生活污水处理厂10万吨/天奥贝尔氧化沟一级排放标准B（GB18918-2002）城市生活杂用水、景观水、工业冷却水表4.2-2 再生水用作工业用水水源的水质标准序号控制项目冷却用水洗涤用水直流冷却水循环冷却系统补充水1pH值6.59.06.58.56.59.02悬浮物（SS）（mg/L） 30303浊度（NTU） 55生化需氧量（BOD5）（mg/L） 3010306化学需氧量（COD Cr）（mg/L） 607铁（mg/L） 0.30.38锰（mg/L） 0.10.19氯离子（mg/L） 25025025010总硬度（以CaCO3/mg/L） 45045045012总碱度（以CaCO3计 mg/L） 35035035013硫酸盐（mg/L） 60025025014氨氮（以N计 mg/L） 1015总磷（以P计 mg/L） 116溶解性总固体（mg/L） 10001000100017石油类（mg/L） 118阴离子表面活性（mg/L） 0.519粪大肠菌群（个/L） 200020002000注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1 mg/L。 表4.2-3 城市污水再生利用 城市杂用水水质指标序号项目观赏性环境景观用水娱乐性环境景观用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类1基本要求无漂浮物，无令人不愉快的嗅和味2pH值6.09.03悬浮物（SS） （mg/L） 20104浊度（NTU） 5.05五日生化需氧（mg/L） 10666溶解氧 1.527总磷（以P计）（mg/L） 1.00.51.00.58总氮 （mg/L） 15.0159氨氮(以氮计) （mg/L） 5.0510色度 30.03011石油类（mg/L）1.01.012余氯（mg/L） 0.050.0513阴离子表面活性剂 （mg/L）0.50.514粪大肠菌群（个/L） 100002000500不得检出注：1对于需要通过管道输送再生谁的非现场回用情况采用加氯消毒方式，而对于现场回用情况不限制消毒方式。2若使用未经过除磷脱氮的再生水作为景观水，鼓励采用本标准的各方在回用地点几级探索通过人工培养具有观赏价值的水生植物的方法，是景观水的氮磷满足本表要求，使再生水中的水生植物有经济合理的出路。.2 污水深度处理技术（1）活性炭吸附法活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在5003 000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大类。近年来，国外对PAC的研究较多，已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度，在水处理系统中，投加粉末活性炭去除水中的COD，过滤后水的色度能降底12度，臭味降低到0度。活性炭处理工艺的缺点是基建和运行费用较高，且容易产生亚硝酸盐等致癌物，突发性污染适应性差。同时，活性炭的活性再生技术制约着活性炭吸附法的应用，目前一些传统的方法效率不高，能耗大，而新工艺路线上还不成熟，尚无法投入工业使用。废弃失效的活性炭还会造成 “二次污染”。（2）臭氧氧化法臭氧具有极强的氧化性，对许多有机物或官能团发生反应。臭氧可多方面去除污染，有效地改善水质。由于臭氧能氧化分解水中各种有机物杂质所造成的色、嗅、味，其脱色效果比活性炭好。臭氧能降低出水浊度，起到良好的絮凝作用，提高过滤滤速或者延长过滤周期。臭氧对饮用水进行处理时可减少氯消毒过程中产生的有害副产物。虽然臭氧能氧化氯消毒副产物的前身，但是其自身也产生一些有害物质。一般来说，臭氧能有效地将水中的各种细菌、病毒杀死，与氯消毒相比，产生的副产物较少。但是，目前，由于国内的臭氧发生技术和工艺比较落后，所以运行费用过高，推广有难度。（3）膜分离法微过滤可以除去沉淀不能除去的包括细菌、病毒和寄生生物在内的悬浮物，还可以降低水中的磷酸盐含量。超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，水的回收率75%左右，COD和BOD的去除率85%左右，细菌去除率90%以上。缅甸某电厂采用反渗透膜和电除盐联用技术，用于锅炉补给水。经反渗透处理的水，能去除绝大部分的无机盐、有机物和微生物。膜分离法是一种新兴的