金馬河枯季取水相關技術分析

張亞紅，滿 媛，林 寧

(1.四川省水利科學研究院，成都，610072；2.四川省水文水資源勘測局儀器檢修站，成都，610036；3.四川省水文水資源勘測局，成都，610036)

?

金馬河枯季取水相關技術分析

張亞紅1，滿 媛2，林 寧3

(1.四川省水利科學研究院，成都，610072；2.四川省水文水資源勘測局儀器檢修站，成都，610036；3.四川省水文水資源勘測局，成都，610036)

金馬河是新津縣花源鎮(zhèn)二水廠的水源地，枯水季存在上游斷流及水質(zhì)污染等問題。二水廠現(xiàn)采用傍河取金馬河地表水的方式，以獲取水質(zhì)更好的原水。同時由于枯季金馬河上游無來水，河道內(nèi)來水主要為金馬河排泄地下水。故本文主要針對金馬河來水(地下水排泄)和傍河取水方式兩個技術細節(jié)進行研究。

傍河取水 排泄地下水 河流滲濾 金馬河 枯季取水

1 概述

岷江干流青城大橋以下河段至新津大橋稱金馬河，流經(jīng)都江堰、溫江、崇州、雙流、新津等五縣區(qū)，為成都市岷江中游干流重要的行洪河道。岷江干流金馬河段在都江堰市出山口后，地勢開闊，坡降、流速驟減，河床沙州遍布，灘沱相間，河道彎曲，主流左右擺動，斷面橫流加劇，成為典型的寬、淺、彎的平原游蕩性河流?，F(xiàn)已有雙流縣岷江水廠、新津縣花源鎮(zhèn)二水廠等從金馬河取水作為飲用水及其他綜合用水。

金馬河作為沿岸各取水用戶的供水水源目前存在的問題主要是：(1)河水流量年內(nèi)分配不均。金馬河來水雖然受岷江上游來水影響，其徑流變化與降水時空分布基本一致，徑流主要集中在汛期6～9月，但實際上仍是都江堰外江閘工程調(diào)度的結(jié)果，尤其是在外江(金馬河)入口修建了閘門控制后，平水及枯水季更為突出。在枯水季，上游都江堰沒有來水的情況經(jīng)常出現(xiàn)，河道內(nèi)水量主要為河道兩岸地下水排泄以及河道自身產(chǎn)水形成；(2)隨著城鎮(zhèn)的發(fā)展，污水量呈增加趨勢，農(nóng)村面源污染形式嚴峻，水環(huán)境壓力增加明顯，河流成為收納和輸送水污染物的通道。岷江干流新津段已嚴重污染，平水期為Ⅳ～Ⅴ類水體，且重金屬汞超標。若直接從金馬河取水，枯季可能面臨水質(zhì)不能滿足要求的情況，故新津縣花源鎮(zhèn)二水廠取水方式為在金馬河傍河取水。本文主要以花源鎮(zhèn)二水廠的取水方式為例，對金馬河來水(地下水排泄)和傍河取水方式兩個技術細節(jié)進行研究。

2 金馬河來水

金馬河來水主要由岷江干流來水、區(qū)間集水及河道排泄地下水組成?？菟诨ㄔ存?zhèn)二水廠取水口以上流域存在上游都江堰沒有來水的情況，河道內(nèi)水量主要為河道排泄地下水以及區(qū)間匯流形成。上游來水由于在外江閘的控制下失去了參考性，故本次不做詳細論證，主要針對枯季由金馬河排泄的地下水量進行詳細論證。

2.1 論證依據(jù)

本次金馬河排泄地下水水量，將依據(jù)成都平原水文地質(zhì)工程地質(zhì)綜合勘察成果資料進行分析計算。該成果是六五期間重點項目，于1985年底完成。此次勘察投入了大量的人力、物力，取得了豐富的資料。經(jīng)審查認為，成都平原的綜合勘察是以岷江扇為重點，以淺部含水層和地下水資源為主的綜合勘察工作，使得南方水網(wǎng)化傾斜平原的勘察得到了相互印證，取得了平原較為完整的一套含水層及水位變動帶水文地質(zhì)參數(shù)?？辈炱陂g在全平原各代表性地段投入了16組非穩(wěn)定流試驗，為采用布爾頓數(shù)學模型、紐曼數(shù)學模型等到多種計算方法求得參數(shù)(相對誤差在10%以內(nèi))取得了較準確的數(shù)據(jù)，符合平原淺部含水層動力條件，在同類地區(qū)具有典型意義。該次勘察按時完成了綜合評價的各項任務，達到了設計要求，各項工程質(zhì)量良好，提交的報告是一項較好的勘察評價成果，在當時達到了國內(nèi)同類成果的先進水平，并經(jīng)成都平原水文地質(zhì)工程地質(zhì)綜合勘察評價成果驗收委員會驗收，所以該成果是可信、可靠的。

2.2 地下水排泄水量計算

二水廠取水口以上流域地處成都平原，成都平原各沖洪積扇頂入滲條件好，降雨、農(nóng)灌、河渠輸水均入滲補給地下水。在岷江片上更新統(tǒng)冰水扇徑流帶下界南東，存在兩個地下水排泄帶：全新統(tǒng)沖洪積扇排泄帶上界沿金馬河——聚源——太平場一線，下界至郫縣新場——壽安場——柳街——元通場一線，排泄帶寬度12km左右；晚更新統(tǒng)排泄帶上界在新繁——犀浦——溫江——崇慶(崇州)一線，下界至金堂城廂鎮(zhèn)——雙流——中興場——新津一線，排泄帶河段長10km～15km，毗河最長達30km。各沖洪積扇間發(fā)育的河流，幾乎全部河段均排泄地下水。這種自扇頂入滲地下，通過徑流至扇前、扇間與下游河道又轉(zhuǎn)化為地表水，是平原內(nèi)地表水地下水間的一種大的轉(zhuǎn)化循環(huán)。根據(jù)動態(tài)觀測計算，河流單位長度排泄量平均值枯水期為10.3616m3/d，洪水期為10.9275m3/d。二水廠取水口以上流域金馬河處于全新統(tǒng)沖洪積扇排泄帶內(nèi)長度為12km，晚更新統(tǒng)排泄帶內(nèi)長度24km，則花源二水廠取水口處枯水期由排泄帶產(chǎn)生的流量為：

Q=10.3616×(12+24)×103÷86400=4.32m3/s

花源二水廠取水口處洪水期由排泄帶產(chǎn)生的流量為：

Q=10.9275×(12+24)×103÷86400=4.56m3/s

枯水期和洪水期地下水排泄補給地表水的流量只相差0.24m3/s，說明地下水的補給是很穩(wěn)定的，保證率也是較高的。

3 傍河取水量計算

花源鎮(zhèn)二水廠現(xiàn)在的取水方式為泵船取水，從源水蓄水池取水，源水蓄水池緊臨金馬河堤，為取砂形成，后經(jīng)清掏整治而成，蓄水池中源水為金馬河地表水入滲水。

3.1 水量的計算

采用裘布依公式進行滲透量計算：

式中：q——單寬流量；

K——滲透系數(shù)；

Q=q×B

式中：Q——滲流流量；

B——滲流邊界長度。

研究區(qū)域上部含水層由上更新統(tǒng)冰水堆積及全新統(tǒng)沖洪積的砂礫石層組成，為一孔隙潛水含水層。上部含水層具有分布普遍、厚度穩(wěn)定、地下水埋藏淺、水量大、水質(zhì)好、補給充分、資源豐富、易于開采等特點，一般厚13m～20m，最厚達46m。根據(jù)《四川省水文地質(zhì)圖》查得，金馬河新津段為富水程度強的松散巖類孔隙含水層組，本次計算采用含水層的平均厚度為20m，K取75m/d。

根據(jù)公式可知，滲透量計算主要是計算出金馬河水面與蓄水池水面的高程差，所以需要建立金馬河來水的水位流量關系，實測取水斷面在當前河道斷面的情況下非常困難，故采用曼寧公式初算做出水深流量關系(水深流量關系線見圖1)。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘及水廠工作人員處了解的情況，水池蓄水100萬m3，深15m，水池與河道平均距離約70m，金馬河河底與水池底部高程差約9m，滲流邊界長度為350m。通過建立金馬河來水的水深流量關系(見圖1)，能計算出金馬河水面與蓄水池水面高差，從而得出入滲流量，計算出可取水量。

圖1 水二廠取水斷面水深流量關系線

3.2 水質(zhì)評價

在國外，德國、美國等都對河流滲濾系統(tǒng)的自凈作用有較詳細的研究，可謂歷史悠久，并將河流滲濾系統(tǒng)應用到自來水廠中。在我國的許多地方尤其是在北方城市，水資源匱乏水質(zhì)問題突出的地方，也借鑒了國外的技術，將河流滲濾系統(tǒng)結(jié)合到自來水廠制水工藝過程中。實踐也表明，河流滲濾系統(tǒng)是一種經(jīng)濟、高效的飲用水治理技術。

同樣，金馬河地表水入滲水通過河流-地下水滲流系統(tǒng)的凈化，通過物理、化學和生物反應，如過濾、吸附、沉淀、生物降解以及地下水的稀釋等作用后，水二廠蓄水池中的原水常年清澈，水質(zhì)硬度較低，水質(zhì)優(yōu)良。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析，水二廠原水水質(zhì)已檢測項目均達到GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類水標準，大部分檢測項目甚至達到Ⅰ類水的水質(zhì)標準。

4 結(jié)論

經(jīng)過對花源鎮(zhèn)二水廠取水方式的研究，可見傍河取水的方式可以推廣到金馬河沿岸的其他城鎮(zhèn)?，F(xiàn)二水廠取水是通過泵船從蓄水池取滲透水，在實際使用中，可采用滲井或滲渠的方式，這樣在技術上可行，經(jīng)濟上投資較少，出水水質(zhì)也較優(yōu)。但還應做好詳細的水資源論證，確定可取水量，以防止造成過度取水影響周邊地下水。

〔1〕張麗萍等.太浦河引用水源地取水方式研究.環(huán)境科學與管理，2008.

■

TV

B

2095-1809(2015)04-0048-03