利用景观湖处置反渗透浓水的应用探讨

【摘 要】 本文是对宋新庄煤矿利用景观湖处置反渗透浓水的应用探讨。景观湖的库容计算需考虑排水量、蒸发量、湖面降雨量、流域洪水径流汇入、晶体沉淀使库容减少等诸多因素，另外，为了防止污染地下水，须对湖底做防渗处理。

【关键词】 反渗透浓水 处置 库容计算 防渗处理

1 引言

在我国西北地区进行矿井建设，水源是一个重要的制约因素，对严重缺水的西北地区而言，矿井涌水是可利用的宝贵的水资源，充分利用矿井排水，也是国家发展循环经济、节约水资源、减少环境污染的重要政策。西北地区矿井涌水普遍矿化度高，目前高矿化度矿井水处理比较成熟的方法是反渗透脱盐，而反渗透产生的浓水问题如何处理，一直是一个重点问题，也是一个难点问题，目前通常的做法是设蒸发池，通过自然蒸发进行处理。在处置宋新庄煤矿的反渗透浓水时，我们创造性的提出了景观湖的概念，景观湖本质上还是“蒸发池”的概念，通过对“蒸发池”的景观塑造，使之更好的融入自然，成为广袤的西北地区茫茫荒漠之上的一片绿洲，人们散步休憩的好去处。景观湖设计需考虑的问题很多，由于篇幅所限，本文仅就景观湖设计中最关键的问题--规模计算作简要探讨。

2 项目条件

宋新庄煤矿正常涌水量为575.96 m3/h，最大涌水量为691.15 m3/h，折算成年涌水量为（按330d/a计算）正常456.2×104m3/a，最大547.4104m3/a。

宋新庄煤矿地处西北内陆，为典型的半干旱半沙漠大陆性气候。气候特点是冬季寒冷、夏季炎热，昼夜温差较大。根据灵武市气象站1991～2006年气象资料，年最低气温为-25.0℃（2002年），年最高气温为36.6℃（1997年），年平均气温为9.4℃；降水多集中在7、8、9三个月，年最小降水量仅为116.9mm（1997年），年最大降水量也只有322.4mm（1992年），而年最小蒸发量却为1601.1mm（1990年），年最大蒸发量高达1922.5mm（1999年），其年最大蒸发量为年最大降水量的6倍及最小降水量的16倍；季风从当年10月至来年5月，长达7个月，多集中于春秋两季，风向多正北或西北，风力最大可达8级，一般为4～5级，平均风速为3.1m/s；春秋两季时有沙尘暴；全年无霜期短，冰冻期自每年10月至翌年3月，最小冻土深度为0.42m，最大冻土深度为0.72m（1993年）；相对湿度为7.6～8.8%。

矿井排水全部进行沉淀处理，沉淀出水的590.18 m3/d用于地面制浆和选煤补充水，剩下部分再进行过滤-脱盐处理，供给地面一般生产、生活用水和井下用水，富余部分作为商品出售給矿井所在区域的电厂、化工厂等用水大户，浓盐水排至景观湖。

3 规模计算

排入景观湖的浓水量为3754.42m3/d，即123.90×104 m3/a。

景观湖的库容计算涉及到排水量、蒸发量、湖面降雨量、流域洪水径流汇入、晶体沉淀使库容减少等诸多因素。由于区域降雨量很少，景观湖的流域洪水径流汇水面积暂无法确定，故本计算暂忽略流域洪水径流汇入量，所需库容平衡公式如下：

V=Q1+Q2-Q3-Q4

V—服务年限内所需库容（m3/a）

Q1—浓水排入量（m3/a）

Q2—湖面降雨量（m3/a）

Q3—蒸发量（m3/a）

Q4—晶体沉淀使库容减少量（m3/a）

景观湖所需面积计算是以上各参数的动态平衡计算结果，采用试算法，平均水深按3m计，计算结果如表1。

矿井服务年限为58.2年，景观湖的参考边长为875m，即面积为765625m2时，服务年限为61.28年，满足贮存矿井整个服务年限内浓水的要求，面积再大，蒸发量大于净进水量，故服务年限出现了负值。

4 相关说明

（1）所有排水量计算均采用井田地质报告中推算出的井下正常涌水量，实际井下排水量可能有所出入。（2）沉淀挤占库容按折合Nacl计算，Nacl的密度按2.165g/cm3计算。未脱盐水的含盐量按8000mg/L计算（暂无水质全分析报告），脱盐产水率按70%计算。（3）景观湖暂按平均水深3m计算蒸发面积，施工时应充分利用地形，减少土方量。实际蒸发量会因实际蒸发面积不同而变化，从而导致以上动态平衡计算结果会有所出入。（4）景观湖大坝由水工专业负责设计，景观由景观园林专业负责设计，湖底须做防渗处理，以免浓水渗漏污染地下水。

5 结语

本文就景观湖的面积计算提出了一种动态平衡试算法。利用景观湖处置反渗透浓水，在传统的水处理构筑物中融入景观元素，不仅改变了传统蒸发池的单调，更为人们提供了一个散步休憩的场地，实现了人与自然的和谐，是一个创造性的设计。