黃河寧夏段。 （視覺中國/圖）
2023年3月27日，寧夏靈武馬家灘鎮(zhèn)，孫國友由于雙馬煤礦未向其供水而“跪地求水”，引發(fā)社會(huì)關(guān)注。據(jù)寧夏“美麗靈武”3月30日消息，靈武市認(rèn)真履行監(jiān)管職責(zé)，防止出現(xiàn)污染環(huán)境等次生問題。
“跪地求水”背后，除了旱地種樹的問題，值得關(guān)注的還有煤礦開采對水資源的影響。
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國家應(yīng)急管理部礦山應(yīng)急與安全工作委員會(huì)委員、中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院水文水資源系副教授齊躍明告訴南方周末記者，在我國西部地區(qū)，開采1噸煤約消耗或破壞1.7噸水。
寧夏所在的黃河流域是我國主要的產(chǎn)煤區(qū)域，國家規(guī)劃的14個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地，有9個(gè)在沿線分布，煤炭產(chǎn)量約占全國煤炭總產(chǎn)量的70%。
矛盾的是，這里也是全國水資源匱乏區(qū)。黃河多年平均降水量446毫米，僅為長江流域的40%；多年平均水資源總量647億立方米，不到長江的7%；水資源開發(fā)利用率高達(dá)80%，遠(yuǎn)超40%的生態(tài)警戒線。黃河上中游大部分地區(qū)更是位于400毫米等降水量線以西，干旱少雨。
2023年4月1日，黃河保護(hù)法正式施行，黃河流域?qū)嵭兴Y源剛性約束制度，堅(jiān)持以水定產(chǎn)，嚴(yán)格限制在黃河流域布局高耗水、高污染或者高耗能項(xiàng)目，煤炭等行業(yè)依法實(shí)施強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核。
高耗水的煤炭行業(yè)急需保水、節(jié)水。
煤炭開采耗水
煤礦行業(yè)是高耗水產(chǎn)業(yè)，在采煤、洗煤、冷卻等環(huán)節(jié)，均需大量用水。
煤由植物經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的天然煤化作用而成，深埋于地下。齊躍明介紹，地下水主要儲(chǔ)存在地下含水層中，煤礦開采時(shí)會(huì)破壞開采煤層周邊的圍巖水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，令含水層和隔水層產(chǎn)生裂隙、孔洞，地下水順著裂縫、孔洞流入礦井成為礦井水。礦井水浸泡煤炭、煤泥、井下乳化劑等，富含懸浮物、重金屬、有毒有害物質(zhì)。
井下作業(yè)時(shí)，為減少煤塵產(chǎn)生和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，需要水沖洗，保持礦井濕度。開采出的煤炭還需要洗煤，分離出不同成分不同比重的原煤，并除去雜質(zhì)。
中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教授彭蘇萍接受《中國自然資源報(bào)》采訪時(shí)提到，煤炭開發(fā)成為黃河流域生態(tài)環(huán)境最嚴(yán)重的人為干擾因素。開采引起了地表沉陷、地面塌陷和裂縫，導(dǎo)致礦區(qū)地下水位大范圍和大幅度疏降。同時(shí)，大規(guī)模煤炭開采具有干擾強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長、影響面積廣等特點(diǎn)。
煤炭開采對水的影響，已有不少研究。
2015年，北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)表在國際期刊PNAS的論文顯示，內(nèi)蒙古草原區(qū)的湖泊銳減，64.6%歸因于煤炭開采耗水。
2021年，作者為寧夏回族自治區(qū)煤炭地質(zhì)局團(tuán)隊(duì)的一篇論文指出，大規(guī)模煤炭開采會(huì)產(chǎn)生一系列的蝴蝶效應(yīng)，造成地下水位進(jìn)一步下降，地表水系逐漸干涸，草場退化等問題。尤其寧東是寧夏煤炭資源開發(fā)程度較高、煤炭資源分布最大的煤田，其處于毛烏素沙漠東緣，未來的煤炭資源大規(guī)模開發(fā)直接將加速該地區(qū)的沙漠化程度。供水糾紛事件涉及的國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)公司雙馬一礦正位于寧東煤田。
一水多用，緩解水資源短缺困境
煤礦開采過程中的節(jié)水已有不少技術(shù)。齊躍明表示，煤礦可以采用保水開采等綠色開采技術(shù)，減少采煤對地下含水層的破壞程度；或在煤礦開采前，將含水層中的地下水預(yù)先儲(chǔ)存在地下水庫或者地表水庫。
2022年，來自北京科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)的一篇論文表示，寧夏多個(gè)煤礦實(shí)施了綠色開采技術(shù)，取得了顯著的成果。但由于寧夏地區(qū)煤層埋藏較淺、風(fēng)積沙嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境脆弱等現(xiàn)實(shí)情況，綠色開發(fā)技術(shù)還不完善，區(qū)內(nèi)推廣程度相對較低。
煤炭礦井水回用是重要的再生水利用的方式。齊躍明介紹，礦井水回用主要有引到地上利用和地下直接利用兩種方式。
礦井水鹽分過高不利于澆樹。齊躍明解釋，煤礦開采中產(chǎn)生的礦井水，不能直接澆灌樹木，但礦井水通過處理回用，可滿足灌溉、生產(chǎn)等要求。
通過水泵將礦井水引到地表再處理回用的成本較高。齊躍明表示，在寧夏建設(shè)地上礦井水處理設(shè)施的成本或達(dá)千萬元以上，8元/立方米的處理費(fèi)用也基本符合實(shí)際情況。
通過清水收集，或經(jīng)過絮凝、沉淀等初級處理，井下直接利用的礦井水成本相對較低。“一般而言，煤礦會(huì)優(yōu)先考慮井下利用，因?yàn)槟芄?jié)水且大大節(jié)省成本。”齊躍明稱。井下利用再生水的方式包括井下修路、噴漿、消防、設(shè)備冷卻等。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授胡洪營告訴南方周末記者，通過再生水利用，一水多用，串聯(lián)使用，能緩解寧夏等黃河流域地區(qū)水資源短缺的困境。
根據(jù)黃河水資源公報(bào)，2021年，黃河供水區(qū)地表水取水量為395.78億立方米，農(nóng)業(yè)用水量占地表水取水量的62.3%；生活用水、工業(yè)用水和生態(tài)環(huán)境用水用量占比依次為12.4%、8.2%和17.1%。
胡洪營表示，生活用水、工業(yè)用水和生態(tài)用水的用量相近，這就意味著三者用水可以統(tǒng)籌利用，例如生活污水處理之后，先用于生態(tài)用水，生態(tài)用水再成為工業(yè)用水，“黃河流域總用水量的20%以上可以用再生水來支撐”。
但是寧夏礦井水回用率不高。中央環(huán)保督察發(fā)現(xiàn)，雙馬一礦所屬的寧東能源化工基地，2020年礦井水綜合利用率僅為26%，2021年為37%，遠(yuǎn)低于《寧東能源化工基地2015年—2022年環(huán)境保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》提出的到2020年礦井水回用率達(dá)到85%以上的目標(biāo)要求。
齊躍明表示，當(dāng)前全國煤礦礦井水回用率偏低，有共性原因，如環(huán)保意識(shí)依然不夠；生產(chǎn)成本壓減；氣候、交通等不便，使得礦井水高效處理設(shè)備及工藝的運(yùn)輸、安裝、維護(hù)成本偏高；技術(shù)力量薄弱等。
2021年國家發(fā)改委等五部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)黃河流域水資源節(jié)約集約利用實(shí)施方案的通知》指出，推進(jìn)隴東、寧東、蒙西、陜北、晉西等能源基地的煤炭礦井水綜合利用，到2025年，黃河流域礦井水利用率達(dá)到68%以上。
（南方周末實(shí)習(xí)生李一釩亦有貢獻(xiàn)）
南方周末記者 林方舟