特旱年份許昌市麥嶺水源地供水水源比較分析

【摘要】麥嶺城市供水水源地允許最大開采量，是關(guān)系到城市建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的重要供水指標?？陀^分析了在現(xiàn)狀許昌市麥嶺水源地的水文地質(zhì)條件下，初步分析極度干旱情況時期許昌市麥嶺水源地供水水源允許最大開采量及不利因素。同時建議加強水源地的保護，建立起水源地地下水合理開發(fā)和保護體系。

【關(guān)鍵詞】麥嶺水源地；水文地質(zhì)；極度干旱；允許開采量；保護措施

1、概述

2012～2014年年許昌市遭遇連續(xù)3年最旱年份，據(jù)統(tǒng)計全年降水量分別為512.6mm、487.2mm、556.0mm，3年均值只有多年平均降水量的70%。特別是到2014年隨著旱情的加劇，許昌市水庫干枯，河流斷流，城鄉(xiāng)用水量激增。由于地表水供水水源地北汝河大陳閘干枯，無水可用，作為許昌市城市供水水源的麥嶺地下水水源成為市區(qū)供水的單線模式供水。本文針對極度干旱水文氣象條件下，對麥嶺水源地進行了初步的地下水資源動態(tài)變化進行預測，并與平水年地下水資源量進行了比較和分析，指出現(xiàn)狀部分地區(qū)嚴重超量開采地下水，水源地分布過于集中，開采層位缺乏合理性，開采制度不夠合理。由于不合理開采，尤其是超量開采，不僅直接破壞了地下水資源，而且還引發(fā)出一系列環(huán)境地質(zhì)問題，并對存在的問題提出了相應的合理開發(fā)對策與保護措施。

2、許昌城市供水及麥嶺水源地水文地質(zhì)條件概況

許昌市城市建成區(qū)主要依靠董莊水廠、麥嶺水廠、周莊水廠供水，總供水量13.5萬m3/d，由于城市工農(nóng)業(yè)和生活用水量的增加，現(xiàn)有開采量遠不能滿足城市發(fā)展的需要，迫切需要改善城市供水現(xiàn)狀。許昌麥嶺水源地位于許昌市西南35 km處襄城縣麥嶺鎮(zhèn)，面積342 km2。地貌位置屬北汝河沖積平原的中上部，河谷平原具有良好的地下水賦存條件，易于接受大氣降水的入滲補給，大部分地面標高在65～80m之間。

麥嶺水源地潛水的補給分為三個方面：（1）大氣降水入滲補給是潛水的主要來源，除三個崗地地形起伏較大，對入滲補給不利外，廣大平原地形平坦，地表巖性為粉土和裂隙較發(fā)育的粉質(zhì)粘土，大部分地區(qū)水位埋深4～6m，加上強度適中的降雨，構(gòu)成對潛水入滲的有利條件。（2）河流側(cè)滲是潛水的另一種主要補給源，大陳閘正常蓄水量1225萬m3，水位標高79.5 m，高于潛水位7 m左右，終年補給潛水，大陳閘下游水亦高于東側(cè)潛水，是常年性的補給源。（3）灌溉水回滲補給，本區(qū)地表水灌溉較少，井灌盡管面積大，但提水量較小，所以回滲補給量甚微，潛水徑流主要受地形和人工開采的控制。

3、地下水資源計算與評價結(jié)果

根據(jù)麥嶺水源地水文地質(zhì)條件，深層地下水的允許開采量應是通過技術(shù)經(jīng)濟合理的開采方案，在整個開采期間水位不超過深層含水層頂板埋深40m左右，出水量不會減少條件下，單位時間從水源地深層含水層取得的水量。

考慮極度干旱情況下與平水年條件下麥嶺水源地地下水的允許開采資源的不同評價，采用方法主要有：（1）均衡法：進行多年均衡分析計算評價和參數(shù)驗證及不同年份地下水資源的計算和評價并進行極度干旱情況下地下水現(xiàn)狀均衡計算和評價，確定深層地下水允許開采量。（2）逐步回歸分析法：利用水源地水位與開采量、降水量等資料進行逐步回歸分析計算，確定影響水源地水位的主要因素，建立回歸方程，計算和評價深層地下水允許開采量。（3）枯水期開采資源評價：根據(jù)4～5年的枯水期水位統(tǒng)測成果，建立水源地枯水期最大水位埋深與枯水期水源地開采量的相關(guān)關(guān)系。用該方法預測水源地在補給很少時，不同開采量情況下的水位埋深，以此評價枯水期或年水源地的供水安全保證程度。（4）數(shù)值模型法：利用動態(tài)資料進行參數(shù)驗證，建立地下水數(shù)值模型與預測數(shù)學模型，預測極端干旱麥嶺水源地不同開采布局和不同開采量的水位變化，評價極端干旱時期麥嶺水源地開采方案和水量保證程度。

運用上述不同方法對麥嶺水源地地下水進行評價結(jié)果表明，正常年份下麥嶺水源地深層地下水開采量14萬m3/d是可靠的。通過評價，計算出麥嶺水源地深層地下水動態(tài)理論儲存量為24.31億m3，具有很強的調(diào)節(jié)能力?？沙浞掷眠@一優(yōu)勢和地下水具有多年周期性補給的特點，作為多年調(diào)節(jié)型水源地進行開發(fā)利用。

2014年枯水期開采試驗成果和枯水期開采漏斗法分析評價結(jié)果可知，麥嶺水源地在枯水期由于干旱少雨，降水補給少，水源地開采量增加，而且農(nóng)業(yè)灌溉開采量也很大，會引起水源地淺、深層地下水位持續(xù)大幅度下降，影響城市供水安全。根據(jù)水源地的水文地質(zhì)條件，在開采量超過12萬m3/d深層動水位埋深超過深層含水層的頂板埋深。因此，必須考慮引水補源，增大地下水的補給量，解決城鄉(xiāng)供水矛盾，保證城市供水安全。

4、麥嶺水源地開發(fā)利用與保護

針對許昌麥嶺水源地水文地質(zhì)現(xiàn)狀，應采取一系列措施對水源地的環(huán)境地質(zhì)狀況進行監(jiān)測和保護，可以采用以下具體措施。

北汝河水是水源地地下水的主要補給源之一，其水質(zhì)的好壞將直接影響水源地的水質(zhì)，因而應按照國家有關(guān)環(huán)保標準，禁止向北汝河排放未達標的污水，以保證北汝河不受污染，進而保證水源地的水質(zhì)良好。

保護麥嶺地下水補給源。根據(jù)水源地的水文地質(zhì)條件，應科學布井，采用先進的工藝、合理的開采方案，不得超量開采。應充分利用水源地及其附近地帶入滲條件好，有較大的地下水儲存空間等有利條件，堅持引水補源增加補給、減少消耗。完善引汝干渠農(nóng)灌渠系，盡量多地依靠北汝河水進行農(nóng)田灌溉，一方面可減少地下水的開采量，另一方面可增加灌溉用水回滲補給地下水量。適當修建人工引水補源工程，將農(nóng)灌退水徑流等就近集存，促使其轉(zhuǎn)化為地下水，建設(shè)水源涵養(yǎng)、防護林區(qū)，植樹造林，最大限度地擴大水源地保護區(qū)內(nèi)的綠地面積。

建立動態(tài)監(jiān)測體系。利用地理信息系統(tǒng)，建立水源地環(huán)境地質(zhì)動態(tài)監(jiān)測體系，許昌麥嶺水源地的科學、合理開采和利用，關(guān)系到整個城市供水體系的建立、地質(zhì)環(huán)境保護以及城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，加強環(huán)境地質(zhì)問題研究，建立起一整套適合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的監(jiān)測和保護措施，提高水資源的利用率，讓水資源世世代代造福于人民。