Protección y utilización de los recursos de aguas subterráneas
1 Estado actual del desarrollo y utilización de los recursos de aguas subterráneas
Los recursos de aguas subterráneas en la ciudad de Jiaozuo están compuestos de agua kárstica y agua de poros, siendo el agua kárstica la principal y representa aproximadamente el 85% de todos los recursos de aguas subterráneas. El área de piedemonte del área minera de Jiaozuo es un área de descarga concentrada de agua kárstica en el área del manantial de la montaña Jiuli y es extremadamente rica en recursos de aguas subterráneas. En los últimos años, con el desarrollo de las ciudades, la industria y la agricultura, y la minería masiva en las zonas de extracción de carbón, han aparecido embudos de caída a pequeña escala en algunas zonas y el nivel del agua subterránea ha mostrado una importante tendencia a la baja. A pesar de esto, el alcance del embudo descendente y el nivel del agua en el centro del embudo son estables y el nivel del agua subterránea se encuentra básicamente en un estado de equilibrio dinámico durante muchos años. Durante la temporada de lluvias y los años lluviosos, debido al aumento de los niveles freáticos, el alcance del embudo descendente disminuye o incluso desaparece [4].
En la actualidad, la minería artificial se ha convertido en la principal vía de vertido de agua intersticial y kárstica. Los métodos de extracción de aguas subterráneas incluyen la extracción centralizada y descentralizada de fuentes de agua (pozos) proporcionadas por fábricas y minas, la extracción centralizada de fuentes de agua de la Compañía de Abastecimiento de Agua de la ciudad de Jiaozuo, el drenaje de minas y la minería descentralizada esporádica en la agricultura.
1. Estado de explotación de aguas subterráneas de fuentes de agua preparadas por ellos mismos (pozos)
En 1994, la ciudad contaba con 234 pozos preparados por ellas mismas y el volumen anual de explotación de aguas subterráneas era de 6347,86×104m3. , con un promedio de 2.013m3/s, de los cuales el volumen de extracción anual de agua subterránea poral es de 1939.36×104m3, con un promedio de 0.615 m3/s; el agua subterránea kárstica es de 4408.50×104m3, con un promedio de 1.4000m3/s. En comparación con 1994, la cantidad de agua subterránea en 1993 disminuyó un 5,77% y la cantidad de agua subterránea en 1993 ascendió a 6736,86×104m3. A excepción del agua subterránea extraída por la planta de energía Jiaozuo, la planta de aluminio de Zhongzhou, la planta de aluminio de Jiaozuo, la planta de energía térmica, la planta de cemento de Jiaozuo, la planta química No. 1, la fábrica de papel y otras fábricas y minas, los pozos de agua de autoabastecimiento están en su mayoría dispersos y utilizar agua kárstica como fuente de suministro de agua.
(1) Minería de agua de poro: afectado por los factores duales del clima y la minería artificial, el nivel de agua de poro en la ciudad de Jiaozuo ha mostrado una tendencia a la baja en los últimos años, formando un embudo de nivel de agua de poro en el sur. de la ciudad de Jiaozuo y la calidad del agua se ha deteriorado. Para mejorar la situación, la extracción de agua intersticial se restringió a partir de 1990 y la extracción de pozos cautivos disminuyó. Disminuyó a 1466×104m3 en 1992, aumentó a 1765×104m3 en 1993 y alcanzó 19965438. El volumen de extracción de agua de poro en 1994 fue de 1989,36×104m3, un aumento de 173,86×104m3 en comparación con 1993. El volumen total de extracción de agua subterránea de los pozos autoabastecidos cambia mucho año tras año, siendo el volumen de extracción mensual más alto de 566.092×104 m3 (julio) y el volumen de extracción mensual más bajo de 484.562×104 m3 (junio 65438 + febrero).
(2) Volumen de extracción de agua kárstica: Jiaozuo tiene abundantes recursos hídricos kársticos y buena calidad de agua. Es la mejor fuente de suministro de agua para la industria urbana y la vida de los residentes. La mayoría de los usuarios de agua en la ciudad de Jiaozuo extraen agua kárstica. En 1994, pozos propios extrajeron 4408,50×104m3 de agua kárstica, lo que representa el 70% del total de agua subterránea extraída por pozos propios. En 1993, el agua subterránea kárstica extraída por pozos autoprovistos era de 4972,438+0×104m3. En 1994, era básicamente la misma que en 1993.
2. La empresa de suministro de agua de la ciudad de Jiaozuo explota las aguas subterráneas.
La empresa de suministro de agua de la ciudad de Jiaozuo tiene un total de 6 plantas de agua, entre las cuales la primera planta de agua y la cuarta extraen aguas subterráneas kársticas. , y la segunda planta de agua La tercera planta de agua es suministrada conjuntamente por Xindong Company (drenaje de mina) y la fuente de agua de Jiaozuo Power Plant Gangzhuang. La tercera planta de agua es suministrada conjuntamente por Jiaoxi Company (drenaje de mina) y la fuente de agua de Dongxiaozhuang (karst minado). agua). Sólo hay tres fuentes de agua para la extracción de agua subterránea por parte de la Compañía de Abastecimiento de Agua de la ciudad de Jiaozuo: la Primera Planta de Agua, la Cuarta Planta de Agua y la Fuente de Agua de Dongxiaozhuang (la Fuente de Agua de Gangzhuang pertenece a la Planta de Energía de Jiaozuo y no está incluida). En 1994, el suministro total de agua de Jiaozuo Water Company fue de 5425,74×104m3, de los cuales el volumen de extracción de agua subterránea fue de 2071,68×104m3, lo que representa el 38,2% del suministro total de agua.
La Planta de Agua No. 1 está ubicada en la calle Xinhua en el centro de Jiaozuo. Utiliza las minas abandonadas No. 2 y No. 3 para suministrar agua. Un aumento de 160,53×104m3 desde 142×104m3 en 1993 y 1994**.
La Cuarta Planta de Agua está ubicada cerca de la montaña en el norte de la ciudad de Jiaozuo y tiene 22 pozos mineros. La planta de agua es la principal fuente de suministro de agua de Jiaozuo City Water Company, y utiliza agua subterránea como fuente de agua, lo que representa el 53,68 % del volumen de extracción de agua subterránea de Jiaozuo City Water Company y el 20,46 % del volumen de suministro de agua de Jiaozuo City Water Company. En todo el año 1994 se extrajeron 1112×104 m3 de agua kárstica, con una media de 0,3527m3/s.
La fuente de agua de Dongxiaozhuang se encuentra en Dongxiaozhuang, al oeste de la ciudad de Jiaozuo. Hay 19 pozos en total y el volumen anual de extracción de agua subterránea kárstica es de 649,00×104m3, con un promedio de 0,2058m3/s, un aumento de aproximadamente el 15,89% respecto al año pasado.
3. Drenaje y utilización de la mina
(1) Drenaje de la mina: dividido en el área minera de Jiaodong y el área minera de Jiaoxi.
La mina Yanmazhuang y la mina Jiulishan en el área minera de Jiaodong ocupan el primer lugar entre todas las minas. El desplazamiento de la mina ha estado por encima de 1,0 m3/s durante muchos años. Por el contrario, las condiciones hidrogeológicas de minas como la mina Zhongmacun, la mina Xiaomacun, la compañía Fengying y la mina Fangzhuang son relativamente simples y el volumen de drenaje de la mina es pequeño. El volumen promedio anual de drenaje de las siete minas en el área minera de Jiaodong durante 1994 fue de 3,3778 m3/s, ligeramente menor que antes de 1993. El drenaje total de la mina en el área minera de Jiaodong no tiene cambios estacionales obvios, pero es relativamente estable.
En 1994, el drenaje de la mina Yanmazhuang en el área minera de Jiaodong todavía ocupaba el primer lugar entre todas las minas, con 1,0847 m3/s. En los últimos años, el fondo de la veta de carbón maligno de la mina ha experimentado dos desastres por entrada de agua. y el drenaje de la mina es relativamente estable. El drenaje promedio de la mina Jiulishan es de 0,7903 m3/s. Desde mayo, el drenaje de la mina ha disminuido debido a la lechada y al bloqueo de agua en el punto de entrada de agua del fondo de la veta de carbón y a la modificación de la lechada del piso de la veta de carbón en la cara de trabajo. Otras minas, como Hanwang Company, Fengying Company, Xiaomacun Mine, Zhongmacun Mine, etc. , tiene un desplazamiento relativamente estable y no ha cambiado significativamente a lo largo de los años. En 1994, el drenaje de mina promedio de Hanwang Company fue de 0,3840 m3/s, el de Fengying Company fue de 0,3098 m3/s, el de Xiaomaxun Mine fue de 0,1248 m3/s, el de Zhongmaxun Mine fue de 0,6535 m3/s y el de Weicun. La mina fue de 0,0307 m3/s. La empresa Wangfeng en el área minera de Jiaoxi detuvo la producción debido al cierre de la mina y el volumen de drenaje de la mina disminuyó y se estabilizó gradualmente. El drenaje promedio en 1989 fue de 1,50 m3/s, el drenaje promedio en 1990 fue de 1,25 m3/s y el drenaje promedio en 1 año fue de 191. El volumen de drenaje de la mina Wangfeng Company cambió significativamente durante el año, siendo el volumen de drenaje mensual más alto de 1,1605 m3/s y el volumen de drenaje mensual más bajo de 1,0182 m3/s. Debido al abandono de la mina, el volumen de entrada de agua en. la mina de Jiaodong Company mostró una tendencia gradualmente estable. Fue de 0,38 m3/s en 1991, 0,35 m3/s en 1992 y cayó a 0,3033 m3/s en 1994. El volumen de drenaje de la mina Zhucun es grande y aumenta año tras año. 0,80m3/s en 1990, 0,84m3/s en 1991 y 0,9013m3/s en 1994. El drenaje de la mina de la Compañía Jiaoxi en 1994 fue de 0,5970 m3/s, un ligero aumento en comparación con 1993. Las compañías Jiaodong y Wangfeng en el área minera de Jiaoxi cerraron y detuvieron la extracción de carbón, y no se han extraído nuevos frentes de trabajo. El drenaje de mina en toda el área minera disminuye año tras año y tiende a ser estable. El punto de entrada de agua del piso de la veta de carbón original se ha utilizado como fuente de agua del pozo de suministro de agua. El volumen promedio de drenaje en 1989 fue de 3,25 m3/s; en 1990 bajó a 3,09 m3/s, en 1991 bajó aún más a 2,85 m3/s y en 1994 aumentó ligeramente, alcanzando 2,8931 m3/s;
(2) Utilización del agua de la mina: en la actualidad, los principales métodos de extracción de agua subterránea en la ciudad de Jiaozuo son el drenaje de la mina y el riego agrícola. El volumen de drenaje de la mina es de 6,2707 m3/s. manera efectiva de desarrollar y utilizar el agua subterránea. La utilización del agua de la mina en la ciudad de Jiaozuo tiene tres aspectos:
El primero es la utilización del agua de la mina por parte de la Compañía de Abastecimiento de Agua de la ciudad de Jiaozuo. La quinta y sexta plantas de agua afiliadas a Jiaozuo City Water Supply Company utilizan agua de mina como fuente de suministro de agua, y la segunda y tercera plantas de agua utilizan parcialmente agua de mina como fuente de suministro de agua. En 1994, la cuarta planta de agua de Jiaozuo City Water Supply Company utilizó 3363,04×104m3 de agua de mina, lo que representa el 61,8% del suministro total de agua de Jiaozuo City Water Supply Company.
La Segunda Planta de Agua está ubicada en el noreste de la ciudad de Jiaozuo. Utiliza el drenaje del pozo de la Compañía Jiaodong como fuente de suministro de agua. El volumen de suministro de agua en 1994 fue de 1456×104 m3; Debido al cierre de la empresa Jiaodong, se restringirá el uso del agua de la mina. Actualmente, la Segunda Planta de Agua se encuentra construyendo una nueva fuente de agua.
La tercera planta de agua está ubicada en Jiefang West Road y utiliza principalmente el drenaje de la mina de Jiaoxi Company. El volumen de suministro de agua es de 1821×104m3, que en 1994 era de 1288,50×104m3 y era de 65438.
La Quinta Planta de Agua está ubicada en el distrito de Macun, ciudad de Jiaozuo. Utiliza el agua de la mina Zhongmacun como fuente de suministro de agua para los residentes del distrito de Macun. El volumen de suministro de agua en 1993 fue de 239×104m3 y el volumen de suministro de agua en 1994 fue de 297,68×104m3, un 24,55% más que en 1993.
La Sexta Planta de Agua está ubicada en el distrito de Zhongzhan, ciudad de Jiaozuo. Utiliza el drenaje de la mina de la compañía Li Feng para suministrar agua al distrito de Zhongzhan, ciudad de Jiaozuo. El suministro total de agua en 1993 fue de 131×104m3, y en 1994 fue de 196,2×104m3, que fueron 65.438.
El segundo es la cantidad de agua que ingresa desde las minas de Jiaozuo Coal Mining Group Company. La mina Zhucun, la mina Jiulishan y la mina Yanmazhuang de Jiaozuo Coal Mining Group Company dependen total o parcialmente del agua de la mina para su producción y vida. Según el estudio de 1994, el consumo de agua de cada mina es de 0,282 m3/s.
Riego, desvío y drenaje agrícola de la ciudad de Jiaozuo. Parte del drenaje de la mina es utilizado por fábricas y minas como Jiaozuo City Water Supply Company, Jiaozuo Coal Industry Group Company, Jiaozuo Power Plant, Jiaozuo No. 3 Chemical Plant, etc. El resto se descarga de la mina a través de ríos. La parte del drenaje de la mina que sale de la mina se utiliza como fuente de agua para el riego de tierras agrícolas en el área, y el resto sale del área minera. Según datos de la Oficina Municipal de Conservación del Agua de Jiaozuo, el distrito de riego de Jiaodong y el distrito de riego de Jiaoxi utilizaron 1971,0 × 104 m3 de agua de mina en 1994, con un promedio de 0,625 m3/s. Después de un cálculo exhaustivo, la utilización total promedio de agua de mina. fue de 1.973m3/s, representando el 10% del drenaje total de la mina 31,47%. Por tanto, la utilización de los recursos hídricos en las minas es baja.
4. Desarrollo agrícola de aguas subterráneas en la ciudad de Jiaozuo
La ciudad de Jiaozuo cuenta actualmente con 167.000 acres de tierra cultivada, incluidos 67.000 acres en áreas de riego por pozos. Según los datos de la Oficina de Conservación del Agua de Jiaozuo en 1994, los cultivos se riegan 7 veces y la cuota de riego es generalmente de 75 m3/mu. Por lo tanto, el agua intersticial de la minería agrícola urbana en la ciudad de Jiaozuo se calcula en 3517,5 × 65438+. Además, el agua intersticial explotada para riego agrícola en los municipios de Fangzhuang, Zhouzhuang, Liwan y Wuliyuan del condado de Xiuwu, ciudad de Jiaozuo es de 0,7746 m3/s, y la explotación agrícola media de aguas subterráneas poco profundas en toda la región es de 1,89 m3/s. ..
5. Explotación total de aguas subterráneas en la ciudad de Jiaozuo.
En resumen, en 1994 * * se extrajeron un total de 14379,73×104m3 de agua subterránea para la producción y la vida industrial y agrícola de la región, con un promedio de 4,56m3/s, de los cuales 6480,07×104m3 de agua kárstica, con un promedio de 2.055m3/s, fue extraída en capa somera. La cantidad promedio es de 2,505 m3/s. La Compañía de Abastecimiento de Agua de la ciudad de Jiaozuo extrae 2071,68 × 104 m3 de agua kárstica, con un promedio de 0,6569 m3/s. La cantidad total de agua subterránea extraída por sus propios pozos es de 6347,86 × 104 m3, con un promedio. Se extraen aguas someras de 2.013m3/s mediante riego agrícola.
Tabla 3-18 Descarga de aguas subterráneas en 1993 y 1994 (unidad: 1000 m3)
2. Principales factores que afectan los recursos de aguas subterráneas en el área de Jiaozuo
1. Disminución y aumento de la excreción.
Los recursos de agua subterránea en el área de Jiaozuo se ven gravemente afectados por el drenaje de las minas y la contaminación de las aguas subterráneas. El agua subterránea proviene principalmente de la infiltración de la precipitación atmosférica y las fugas de los ríos. Por tanto, las precipitaciones y el caudal de los ríos son factores directos que afectan los recursos de aguas subterráneas.
La cantidad de precipitación afecta directamente la cantidad de recursos de agua subterránea. La infiltración de la precipitación es la principal fuente de suministro de agua subterránea en el área de Jiaozuo. Desde la fundación de la República Popular China, con el rápido desarrollo de la industria y la agricultura, la explotación de aguas subterráneas ha seguido aumentando, los niveles de aguas subterráneas son cada vez más bajos, los recursos de aguas superficiales se han agotado, los ríos se han secado, el sistema de circulación de agua ha resultado gravemente dañada y las precipitaciones atmosféricas han tendido a disminuir.
La precipitación media de 1952 a 1964 fue de 826,1 mm, la precipitación media de 1965 a 1977 fue de 681,56 mm y la precipitación media de 1978 a 1982 fue de 826,1 mm.
El nivel del agua subterránea en la ciudad de Jiaozuo disminuyó en cuatro pasos: el primer paso fue de 1952 a 1964, el segundo paso fue de 105 m a 1965 y 1977, y el tercer paso fue de 91 a 98 m y 65438 m. La razón principal se debe a la disminución de la precipitación y al aumento del volumen minero. La relación entre el nivel del agua subterránea, la precipitación y el volumen minero se muestra en la Figura 3-36.
Figura 3-36 La relación entre el nivel del agua subterránea, las precipitaciones y el volumen minero
Los ríos Dan, Xishi, Shanmen, Zhifanggou, Xin y Wengjian fluyen a través de la minería Jiaozuo. área. Debido al desarrollo del karst superficial, la cantidad de fugas de los ríos es relativamente grande. Por ejemplo, en 1994, el caudal del río Dan desde la central eléctrica 480 hasta Houchenzhuang se midió dos veces en la estación seca y en la estación húmeda. La fuga promedio del río en la sección desde la central eléctrica 480 hasta Houchenzhuang fue de 1,7338 m3/s. En los últimos diez años, a excepción del río Dan, ha habido fugas de agua subterránea. Además, aunque el caudal del río Dan disminuye año tras año, los ríos Xinhe y Wengjian son ríos de aguas residuales y otros ríos han dejado de fluir.
Las vetas de carbón en la zona minera de Jiaozuo son vetas de carbón del Carbonífero y del Pérmico, y sus principales fuentes directas de agua son. Es una fina capa de piedra caliza del Carbonífero, y el agua kárstica en el fondo de la piedra caliza del Ordovícico es una fuente indirecta de agua. Esta capa tiene una buena riqueza hídrica y un gran suministro de agua, lo que amenaza seriamente la seguridad de la producción de carbón. Por lo tanto, la piedra caliza del Carbonífero de capa delgada fue drenada y despresurizada, y la piedra caliza O2 fue tratada con pilares de carbón impermeables para implementar la política de prevención y control del agua de "tomar la mina como base, la prevención primero, la descontaminación combinada con el bloqueo y la clasificación". tratamiento". A medida que aumenta la profundidad de extracción, aumenta la frecuencia de la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón de piedra caliza delgada del Carbonífero. El agua de piedra caliza O2 participa en la aparición de la irrupción de agua maligna desde el fondo de la veta de carbón, y el volumen de drenaje también aumenta. Desde la perspectiva del uso del agua, la extracción de agua de piedra caliza O2 también está aumentando. Por ejemplo, de 1952 a 1964, la producción de agua de la piedra caliza O2 fue de 1.501 m3/s, de 1965 a 1977, la producción de agua de la piedra caliza O2 fue de 4.964 m3/s, y en 1978. Según estadísticas incompletas, la entrada de agua desde el fondo de la veta de carbón se ha producido más de 1.000 veces a lo largo de los años, y la entrada máxima de agua desde el fondo de la veta de carbón ha alcanzado los 320 m3/min. Por lo tanto, la irrupción de agua desde el fondo de la veta de carbón es otro factor que conduce al agotamiento de los recursos de agua subterránea.
2. Estado de contaminación de las aguas subterráneas
Entre los ríos del área de Jiaozuo, la calidad del agua del río Dan, el río Xishi, el río Shanmen y el río Zhifanggou es buena y cumple con los estándares de agua potable. El tipo químico del agua del río Wengjian, la dureza total y el cloruro exceden el estándar; la salinidad del río Xinhe es 2782,99 mg/L, la dureza total es 1669,63 mg/L y el contenido de Cl- es 149,5438+0 mg/L. todo superando el estándar. Por lo tanto, tanto el río Wengjian como el río Xinhe tienen distintos grados de contaminación. Los datos de la estación de monitoreo de la ciudad de Jiaozuo en la provincia de Henan mostraron que el amoníaco no ionizado, el índice de permanganato, la demanda biológica de oxígeno, la demanda química de oxígeno y el cromo hexavalente en el río Wengjian excedieron los estándares. Tanto el río Wengjian como el río Xinhe se han convertido en ríos gravemente contaminados y en fuentes de contaminación de las aguas subterráneas.
La contaminación del agua de los poros se manifiesta principalmente en las áreas de escorrentía y descarga de agua de los poros en la parte sur de la ciudad de Jiaozuo. Esta área tiene una litología fina, poca permeabilidad, un nivel de agua subterránea poco profundo y una evaporación y concentración a largo plazo. El contenido de iones en el agua, especialmente Cl-, K++Na+, aumenta y la salinidad aumenta. Lo que es más grave es que la agricultura de la zona depende del agua de las minas y de las aguas residuales industriales para el riego, lo que provoca el deterioro de la calidad del agua intersticial. La calidad del agua intersticial en el área desde Dongwangchu hasta Encun en el sur de la ciudad de Jiaozuo y desde Qiuhuazhuang en el sureste de la ciudad de Jiaozuo hasta Xiuwuyanglou y Dagao Village en la ciudad de Jiaozuo es Clase I, Mg2+ y Clase II, que son las peores. Entre los 18 elementos probados en esta área, los elementos que excedieron los estándares del agua potable incluyen dureza total, salinidad, cloruro, sulfuro, nitrato y fluoruro. La tasa de exceso de cada componente de contaminación se muestra en la Tabla 3-65433.
Tabla 3-19 Tabla de estadísticas de calidad del agua de los poros
Según el seguimiento y la investigación de los últimos años, la calidad del agua kárstica se está deteriorando gradualmente y la tasa de deterioro es cada vez más rápida. . Las principales manifestaciones son que los iones Cl- aumentan, la calidad del agua se vuelve salada y parte del agua de pozo ha perdido su valor potable. Según investigaciones anteriores, el valor inicial de Cl- en el agua kárstica en esta área era de 26,69 mg/L. En 1998, el Cl- en el agua kárstica había alcanzado entre 40 y 75 mg/L, siendo el valor más alto de 128,73 mg/L. En 2000, al menos tres fuentes de agua kárstica excedieron el estándar nacional de agua potable (≤ 250 mg/L). Aunque los pozos de agua kárstica que exceden el estándar son individuales, el agua subterránea kárstica en toda el área de Jiaozuo pertenece al grupo. mismo sistema de agua kárstica.
Si la calidad del agua continúa deteriorándose al ritmo actual, el agua kárstica en toda la zona minera de Jiaozuo quedará gravemente contaminada en el futuro. Las causas de la contaminación por Cl- en el agua kárstica son: fugas de aguas residuales superficiales en áreas de recarga de agua kárstica; agua de poros y drenaje de minas que contaminan el agua kárstica a través de "tragaluces" de piedra caliza con O2 para reponer el agua kárstica [21].
Tres. Contramedidas para la protección y utilización de las aguas subterráneas
1. Prevención de la contaminación del agua y utilización de los recursos de aguas residuales.
Las fábricas y minas que no tienen capacidad de tratamiento, deberán pagar tarifas de tratamiento de aguas residuales, que serán manejadas por los departamentos municipales correspondientes. De conformidad con la política nacional de ajuste de la estructura industrial y los requisitos para eliminar los procesos, tecnologías y equipos de producción atrasados, centrarse en el ajuste estructural de industrias altamente contaminantes como la metalurgia, la química, el cemento, la energía eléctrica, la minería y la industria textil. Las aguas residuales pueden verse como un "recurso en espera". Para el tratamiento de aguas residuales, las empresas deben construir sus propias pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales basándose en el principio de quién las descarga y quién las trata. El agua tratada puede reutilizarse para ahorrar recursos hídricos. La ciudad de Jiaozuo es una ciudad industrial pesada con la industria energética y química como pilares. El vertido de aguas residuales es bastante grande, contamina las aguas subterráneas en diversos grados y reduce los recursos hídricos disponibles. Implementar un sistema de control total de emisiones contaminantes, controlar estrictamente la aprobación de proyectos de construcción, implementar un sistema de gobernanza por tiempo limitado y adherirse a la política de "cierre, suspensión, prohibición, modificación y transferencia".
2. La trinidad del drenaje, el suministro de agua y la protección del medio ambiente
El profesor Wu Qiang cree que la gestión óptima del drenaje y la protección del medio ambiente no sólo considera el efecto de drenaje y el funcionamiento seguro del sistema. sistema de drenaje, sino también las necesidades de suministro de agua del sistema de suministro de agua. La garantía de calidad de los sistemas ambientales y ambientales también es una limitación importante para el diseño del modelo de optimización. Al mismo tiempo, es necesario aprovechar al máximo el drenaje de la mina y tratar el agua descargada de la mina con una cierta calidad de agua para reemplazar total o parcialmente las fuentes de suministro de agua para diferentes propósitos en el área minera [27, 9, 26]. . En aras de una producción segura, el área minera de Jiaozuo ha drenado una gran cantidad de agua subterránea. El volumen de drenaje de la mina es de 6,2707 m3/s, lo que representa el 58% del volumen minero total de 10,8134 m3/s. el agua de mina es sólo el 31,47%.
El modelo de optimización tres en uno de drenaje, suministro de agua y protección ambiental no solo implica la gestión de la tecnología hidráulica de las aguas subterráneas, sino que también implica la evaluación económica, la protección ambiental, la planificación de la estructura industrial y otras gestiones. La trinidad de drenaje y protección ambiental se refiere a proporcionar una cierta cantidad de recursos hídricos a las minas y áreas circundantes bajo la premisa de garantizar la calidad ambiental y la seguridad de las minas, que pueden usarse para el suministro de agua doméstica, industrial y agrícola. El modelo trinitario de drenaje, suministro de agua y protección ambiental no solo logra el propósito de garantizar la calidad del entorno de suministro de agua mediante el uso de drenaje de mina y bombeo de superficie, sino que también completa el uso de un modelo seleccionando la función objetivo y las restricciones apropiadas. que producen los mayores beneficios económicos para los diversos usuarios del suministro de agua y, al mismo tiempo, se formuló de manera integral un plan de gestión de optimización de los recursos hídricos específico que integra el drenaje, el suministro de agua y la protección del medio ambiente. Este modelo se ha aplicado a la mina Jiulishan en el área minera de Jiaozuo [27].
3. Fortalecer los precios del agua y reformas en los precios del agua.
Ajustar los precios del agua de acuerdo con los requisitos del "Aviso sobre opiniones orientativas sobre la reforma de los precios del agua para promover la conservación del agua" de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma; de lo contrario, el problema del desperdicio de agua no se puede resolver fundamentalmente. Aumentar gradualmente los precios del agua de los proyectos (precios del agua del grifo, precios del suministro de agua para proyectos de conservación de agua), las tarifas de los recursos hídricos (precios de los recursos hídricos) y las tarifas de control de la contaminación del agua (precios ambientales del agua). Teniendo el agua como principal materia prima y medio de producción, deberían fijarse precios más altos. Los precios del agua para proyectos de conservación del agua deben implementarse gradualmente y las tarifas de los recursos hídricos deben ajustarse de manera oportuna. Según las diferentes industrias, se implementan diferentes precios básicos del agua y diferentes estándares de precios escalonados del agua, y el agua doméstica debe tener una cantidad mínima garantizada. El uso de agua industrial debe referirse a cuotas avanzadas de uso de agua nacional y extranjera para determinar las cuotas de uso de agua adecuadas para diferentes regiones, diferentes industrias y diferentes productos industriales que excedan la cuota. Se debe aumentar el uso de agua que exceda la cuota y se deben renovar los equipos dentro de un límite de tiempo. Reducir las cuotas de uso del agua. La recaudación de tarifas por recursos hídricos agrícolas permitirá a los usuarios más potenciales del agua aumentar su conciencia sobre la conservación del agua, promover la conservación del agua en el riego de pozos y utilizar el agua para nutrirla [33]. Utilizar el apalancamiento económico para ajustar la demanda de agua y promover la conservación del agua. Ajustar los precios del agua y las tarifas de los recursos hídricos es el medio más importante para ahorrar agua.
Ahorrar agua
Aumentar la tasa de reutilización, ahorrar agua y conseguir progresivamente emisiones "cero". Acelerar el desarrollo y la investigación de nuevas tecnologías industriales de ahorro de agua, nuevos procesos y reciclaje de aguas residuales, así como la investigación y fabricación de instalaciones urbanas de ahorro de agua, formular planes industriales de ahorro de agua y cuotas estándar de uso de agua, reducir continuamente el consumo de agua y drenaje y mejorar la utilización del agua; la utilización integral de las aguas residuales y la realización del reciclaje de las mismas son medidas importantes para mejorar la tasa de reutilización de los recursos hídricos. El ahorro de agua y el logro de un equilibrio entre la oferta y la demanda de recursos hídricos mediante ajustes en la estructura de productos, la estructura industrial, la estructura organizativa corporativa y el diseño industrial también son el foco de la prevención y el control de la contaminación del agua.
Estos son varios aspectos importantes que deben considerarse en la conservación del agua industrial urbana.
Desarrollar formas de ahorro de agua de alta eficiencia adecuadas para la agricultura intensiva a gran escala, principalmente el riego por aspersión. De acuerdo con las condiciones locales, se adoptan diversas medidas de ahorro de agua, como riego por tuberías, riego por canales, riego por goteo y riego por aspersión. Implementaremos medidas integrales de ahorro de agua para los canales de riego de aguas superficiales y desarrollaremos el riego dual con pozos y canales. Promover medidas agronómicas de ahorro de agua, como devolver la paja a los campos, cultivar bajo cobertura de película plástica y recolectar agua de lluvia para ahorrar agua. Tanto la agricultura de secano como la agricultura de regadío deben adoptar medidas agronómicas de ahorro de agua para mejorar la utilización de los recursos hídricos. Las medidas agronómicas y de ingeniería para ahorrar agua agrícola deben combinarse con una gestión científica.
La conservación del agua es una medida fundamental a largo plazo relacionada con el desarrollo sostenible de la sociedad. Centrándonos en el desarrollo del riego agrícola con ahorro de agua y el ahorro de agua industrial, adoptaremos una variedad de medidas administrativas, económicas, legales y de gestión para hacer todo lo posible para mejorar la utilización y la eficiencia del agua.
4. Tecnología de tratamiento de la calidad del agua de la mina
Las carreteras de las minas de carbón son los principales lugares para la extracción de carbón. Los contaminantes en el túnel incluyen principalmente aceite de motor usado, líquido ácido residual, polvo de carbón, partículas de escombros y bacterias patógenas, así como basura artificial y heces subterráneas. Si se conecta agua de un antiguo horno al túnel, el agua de la mina se acidificará fácilmente. Si una mina depende del agua superficial para su suministro, puede estar contaminada por diversas soluciones de pesticidas y aguas residuales industriales, la mayoría de las cuales contienen sustancias tóxicas como organofosforados, fenoles y aldehídos. Una gran cantidad de agua subterránea fluye hacia la carretera e inevitablemente será contaminada en diversos grados por este entorno minero de carbón.
Por lo tanto, la utilización integral del agua de la mina debe resolver primero el problema de la calidad del agua, que es un vínculo muy importante en la combinación de drenaje y protección ambiental. Para resolver este problema, es necesario llevar a cabo una utilización integral del pretratamiento de la calidad del agua de mina en el terreno de acuerdo con los diferentes tipos de contaminación del agua de mina y los diferentes objetos de suministro de agua, proporcionar a los usuarios del suministro de agua recursos de drenaje de mina que cumplan con sus requisitos específicos de calidad del agua. y prestar atención al desvío de agua limpia para minimizar el nivel de contaminación del agua de la mina. Las tecnologías y métodos prácticos de tratamiento de agua de mina se dividen principalmente en las siguientes categorías:
1. Purificación de agua de mina turbia
Las impurezas contenidas en el agua de mina se pueden dividir aproximadamente en tres categorías, a saber. sólidos suspendidos, sustancias coloidales y sustancias disueltas [5]. Los principales objetos de eliminación del tratamiento de purificación de agua turbia de mina son los sólidos suspendidos y los coloides, que son los principales factores que causan el agua turbia de mina. El proceso general de purificación del agua turbia es el siguiente:
(1) Clarificación: La clarificación se refiere al proceso de eliminación de sólidos suspendidos, coloides y otras impurezas que causan la turbidez del agua. Generalmente se puede dividir en tres pasos. , a saber, coagulación, sedimentación, filtro.
(2) Desinfección: el agua turbia de la mina se puede desinfectar después de la coagulación, sedimentación y filtración (también se puede desinfectar antes de la filtración).
El proceso general de purificación del agua turbia de mina se muestra en la Figura 3-37. Para algunos tipos especiales de agua turbia de mina o usuarios de suministro de agua con requisitos especiales, se puede procesar de manera flexible de acuerdo con sus condiciones específicas y no es necesario copiar por completo todos los procesos de tratamiento de purificación anteriores.
Figura 3-37 Diagrama esquemático del proceso de tratamiento de purificación de agua turbia de una mina
Por ejemplo, si la turbidez del drenaje de la mina es baja y no hay reproducción de algas, la turbidez suele ser inferior 100 grados. Después de agregar el coagulante, se puede filtrar directamente de una vez sin coagulación ni sedimentación. El agua de mina filtrada se desinfecta con cloro y luego se envía a la red de suministro de agua a través de la estación de bombeo.
Por poner otro ejemplo, si la turbidez del agua de mina es alta, es necesario conseguir el propósito de purificación esperado y ahorrar la cantidad de coagulante. Antes de la coagulación y la precipitación, se puede utilizar la precipitación natural para preprecipitar algunas de las partículas de sedimento más grandes en el agua de mina original de alta turbidez. La estructura utilizada puede ser un tanque de presedimentación o un tanque de sedimentación de arena. Finalmente se realiza la coagulación, sedimentación, filtración y desinfección.
2. Tratamiento descalcificador de aguas de mina de alta dureza
La dureza del agua se refiere principalmente al contenido de iones Ca2+ y Mg2+ disueltos en ella, y de iones Fe2+, Mn2+ y Sr2+. disuelto en el agua. También es un factor que afecta la dureza del agua. Los siguientes son tres métodos de ablandamiento comúnmente utilizados:
(1) Método microbiano: este método incluye la desulfuración mediante bacterias reductoras de sulfato y la eliminación del hierro mediante bacterias del hierro.
(2) Método químico: el tratamiento de ablandamiento químico incluye el método de neutralización con cal y leche de cal, y el método de ablandamiento con cal y soda.
(3) Método físico: Este método de tratamiento de ablandamiento incluye destilación, electrodiálisis y dilución.
3. Neutralización del agua ácida de mina
Las vetas de carbón o sus techos y pisos a menudo contienen minerales de sulfuro, que forman compuestos de ácido sulfúrico en condiciones de oxidación. Una vez que estos compuestos de sulfato se disuelven en el agua de mina, su contenido de iones aumenta y se convierte en agua de mina ácida.
La formación de agua ácida en las zonas mineras se forma gradualmente con la extensión del tiempo de extracción del carbón. La mayoría del agua ácida es altamente destructiva. Sin embargo, algo de agua ácida ya se concentra antes de que se produzca la extracción de carbón, en las zonas oxidadas de los depósitos de sulfuro.
El daño del agua ácida es muy grave. Durante la exploración del área minera de Bria en Rusia, debido a la corrosión causada por el agua ácida, el diámetro de la tubería de perforación disminuyó 1 mm en 8 horas y la carcasa se corroyó parcialmente. En la zona donde se distribuye agua fuertemente ácida, la pared de la carcasa se corroe y se perfora después de 12 días y noches. Cuando la mina está conectada a viejos hornos y tolvas que almacenan agua ácida, el agua ácida puede ingresar a la mina a lo largo del pasaje, por lo que el agua ácida contaminará el entorno de producción subterráneo.
El agua ácida formada y las minas contaminadas por ella deben tratarse mediante el método de neutralización de piedra caliza o el método microbiano. Para el agua ácida de los viejos hornos, se deben instalar ingenierías como pilares de carbón impermeables para aislarla completamente del sistema de la mina, para las vetas de carbón que contienen azufre, el ambiente lleno de agua y oxigenado debe eliminarse tanto como sea posible para sellarlo y perderlo; el ambiente que forma agua ácida. Para eliminar la contaminación del agua ácida de mina, se debe llevar a cabo tanto la prevención como el control.
4. Tratamiento de hierro de alta velocidad y agua con alto contenido de manganeso en minas
Al procesar 100m3 de hierro de alta velocidad y agua con alto contenido de manganeso en el mismo día, el filtro puede Ser un filtro presurizado circular de acero de dos etapas, dividido en dos cámaras superior e inferior, las cámaras superior e inferior están hechas de arena de manganeso. Para lograr una aireación completa, dispersar el CO2 libre en el agua tanto como sea posible y aumentar el valor del pH, se puede utilizar un dispositivo de aireación de superficie con impulsor. El tanque de aireación se puede hacer en forma rectangular y el tiempo de residencia del agua. en el tanque de aireación es de unos 20 minutos. El proceso de eliminación de hierro y manganeso con filtro de dos etapas de aireación superficial es un método técnico económico y eficaz.
Existen dos métodos principales para eliminar el hierro: uno es la aireación del cabezal de ducha, la filtración con arena de cuarzo o la filtración con arena de río, guijarros y una capa de guijarros de carbón, y el otro es la oxidación natural por contacto con arena de manganeso para eliminar el hierro. Este método es sencillo, económico y eficaz y ha sido ampliamente utilizado. Estos procesos pueden lograr el propósito esperado de eliminación de hierro y hacer que el contenido de hierro en el agua cumpla con los estándares nacionales de agua potable.
A finales de los años 70 se desarrolló un sistema de tratamiento por filtración de dos etapas. Después de la aireación y la filtración en dos etapas, el contenido de hierro y manganeso en el agua en general se puede controlar por debajo de los estándares nacionales de agua potable. Puede eliminar simultáneamente los iones de hierro y manganeso del agua. El flujo del proceso es: primero airear completamente el agua, luego pasar por el filtro primario para eliminar el hierro y luego pasar por el filtro secundario para eliminar el manganeso. En términos de tecnología de eliminación de manganeso, inicialmente se utiliza el proceso de oxidación por contacto y el efecto también es bueno.