淮北市應(yīng)急水源地地下水資源評價

費中良 鮑微

摘要：隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，地下水資源的供需矛盾越來越突出，淮北市區(qū)及近郊區(qū)有的水源地地下水開采量已超過可開采量。由于長期持續(xù)超量開采地下水，而且開采布局很不合理，同時超采引發(fā)地面沉降、地下水水質(zhì)變差等一系列環(huán)境地質(zhì)環(huán)境問題，地下水資源供需矛盾越來越突出。故進(jìn)行淮北市應(yīng)急水源地地下水資源評價對以后淮北的發(fā)展和規(guī)劃具有重大意義。

關(guān)鍵詞：地下水;應(yīng)急水源地;資源評價

1.項目概況

1.1基本概況

城市應(yīng)急水源地主要作為城市由于連年干旱以及水質(zhì)污染造成的突發(fā)性事件，使現(xiàn)有供水水源地出現(xiàn)問題的情況下，為解決城市生產(chǎn)生活用水的燃眉之急而采取的非常規(guī)的、有一定開采周期的臨時水源地。 淮北市水資源可利用量不足，工業(yè)與生活、城市與農(nóng)村用水矛盾越來越突出?；幢笔卸鄬偌竟?jié)性河流，受降水影響地表水資源時空分布不均，再者部分地表水又受到污染，可利用量不多;淺層地下水、巖溶水的開采不均，水資源沒有充分的得到利用，隨著淮北經(jīng)濟和城市化不斷發(fā)展，供需矛盾日益加劇，確定城市應(yīng)急水源地是當(dāng)務(wù)之急之事。

1.2應(yīng)急水源地地質(zhì)概況

應(yīng)急水源地為全隱伏區(qū)，位于閘河復(fù)向斜南端.有相山背斜在此傾沒并與之復(fù)合，向斜寬緩，自北而南的地下徑流在南部受到巖體阻隔，形成富水區(qū)（見圖1）。第四系之下主要分布奧陶系下統(tǒng)，其次為奧陶系中統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)及火成巖巖體。

1.3應(yīng)急水源地水文概況

應(yīng)急水源地被第四系松散沉積物所覆蓋，下部巖溶較為發(fā)育，含水豐富。屬隱伏區(qū)類型，在水源地東側(cè)和東北側(cè)，有青龍山、烈山等灰?guī)r露頭區(qū)，海拔高程50m-400m，構(gòu)成低山～丘陵補給區(qū)，地下水主要為第四系沉積層的孔隙潛水和奧陶系灰?guī)r中巖溶承壓水。水源地灰?guī)r分布普遍，該含水組巖性除灰?guī)r外，尚有白云質(zhì)灰?guī)r巖、泥灰?guī)r等，該含水組埋藏于地表以下42m-520m處，呈一厚度為40m-80m不等之似層狀含水組。裂隙、溶洞均較發(fā)育，含水豐富，特別是奧陶系古風(fēng)化殼和灰?guī)r蝕變風(fēng)化帶上，巖芯破碎，巖溶裂隙甚為發(fā)育，導(dǎo)水性強，地下水動靜儲量豐富，富水性強，為承壓巖溶裂隙水。早期水壓較大，水頭一般高出地面0.4m-0.8m左右。

本區(qū)富水性內(nèi)部差異較大，由于喀斯特溶洞發(fā)育的不均一性，富水性由東至西逐漸減弱，滲透系數(shù)竟然相差數(shù)十倍之多。部分地區(qū)單位涌水量q>lOL/s.m，滲透系數(shù)達(dá)17.8m/d。

2.應(yīng)急水源地水化學(xué)特征及水質(zhì)類型

區(qū)內(nèi)淺層地下水一般均為無色、無味、無臭、透明，總硬度150dH，水的硬度為微硬水，礦化度小于lg/L，pH值7.8，屬淡水。

水質(zhì)類型為：HCO3.S04-Na.Mg型。

區(qū)內(nèi)地下巖溶水一般均為無色、無味、無臭、透明。礦化度小于lg/L，pH值7.7，屬淡水?？傆捕?20dH-280dH，水的硬度為硬水～極硬。

水質(zhì)類型為HC03-Ca·Na或HCO3.S04-Ca·Mg型，為承壓巖溶裂隙水。

3.應(yīng)急水源地選擇、特征及囤定范圍和資源量

3.1應(yīng)急水源地選擇、特征及圈定范圍

根據(jù)《淮北市水資源保護規(guī)劃》（安徽省水科院，2007年1月），徐樓水源地因其第四系淺層孔隙水主要是大氣降水補給，大部分淺層地下水的現(xiàn)狀水質(zhì)符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（CB/T14848-93）中的Ⅱ～Ⅲ類水，淺層地下水屬HC03-Ca、HC03-Na或HCO，-Mg型淡水，礦化度小于l.Og/L，pH值介于7.1-7.5之間，中等硬度，適宜農(nóng)灌，符合國家飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，已作為集中供水水源區(qū)。深層孔隙水主要受越流和測流補給，所處地層地下徑流非常的滯緩，水化學(xué)類型以富鈉為特征，屬HC03-S04-Na、HC03-Cl4-Na型，礦化度一般小于lg/L。水質(zhì)尚好，滿足《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）中的Ⅱ～Ⅲ類水的要求，已作為分散式開發(fā)利用區(qū)。而深層巖溶水因開采量少，已劃分為保留區(qū)，作為應(yīng)急水源地。

應(yīng)急水源地位于濉溪縣徐樓鐵礦及周邊，為平原，被第四系松散沉積物所覆蓋，地形平坦，下部巖溶較為發(fā)育，含水豐富，屬隱伏區(qū)類型。根據(jù)地層構(gòu)造、巖溶地下水形成、分布、運移、轉(zhuǎn)化規(guī)律，圈定徐樓水源地范圍：鄭楊樓至黃橋一線以南，符離集斷層線以北，青龍山車站至五鋪一線以西，大劉家斷層線線以東地區(qū)，面積176.63km2。

3.2應(yīng)急水源地地下水資源量

根據(jù)《淮北市水資源保護規(guī)劃》（安徽省水科院，2007年1月），徐樓水源地北部為相山水源地，相山水源地基巖裸露區(qū)面積為22.9km2，隱伏區(qū)面積為58.4km2，為徐樓水源地巖溶水補給區(qū)。徐樓水源地為隱伏區(qū)面積為176.63km2，巖溶水資源量1608×10⁴m3/a，可開采量1126×10⁴m3/a，日平均可開采量3.1×10⁴m3/d?，F(xiàn)狀實際開采量很少，只有徐樓鐵礦井下對外排水是216.22×10⁴m3/a，徐樓水廠2013年底開始使用，計劃居民每年總用水量約61.2×10⁴m3/a，即水源地每年總開采量約331.2×104m3/a，即0.92×10⁴m3/d。應(yīng)急計劃開采量的范圍3.0×10⁴m3/d～4.0×10⁴m3/d，最大日開采量不超過4.0×10⁴m3，最低限制靜水位2m-5m，最低限制動水位為-8m-- lOm。見表1。

4.應(yīng)急水源地開采量及供水規(guī)模

徐樓應(yīng)急水源地水資源量1608×10⁴m3/a，可開采量1126×10⁴m3/a，日平均可開采量3.1×10⁴m3/d。按淮北市城區(qū)人口120萬人，市民的基本生活用水量每人每天20L/d.人的標(biāo)準(zhǔn)計算，該總需水量為2.4×10⁴m3/d。而此水源地日平均可開采量3.1×10⁴m3/d，滿足淮北市市區(qū)人應(yīng)急供水量。

5.應(yīng)急水源地選擇主要考慮因素

地下水應(yīng)急水源地選擇主要考慮以下因素：

根據(jù)地下水的賦存規(guī)律，盡可能選擇在含水層層數(shù)多、厚度大、滲透性強、分布廣、調(diào)節(jié)能力強等富水地區(qū)（段）。

水質(zhì)：地下水水質(zhì)符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T14848-93），經(jīng)過處理后符合《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。

地質(zhì)環(huán)境：水源地盡可能遠(yuǎn)離污染源和地質(zhì)災(zāi)害點，盡可能地選擇不易引起水質(zhì)污染，便于保護的地段。

開采條件：水源地盡可能選擇在開采條件良好，取水方便，輸水便捷的地段。

6.應(yīng)急水源地地下水水質(zhì)評價

根據(jù)調(diào)查和收集濉溪縣徐樓水廠水分析資料，按GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，對徐樓水源地地下水水質(zhì)進(jìn)行綜合質(zhì)量評價，并按GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行超標(biāo)組分情況分析。地下水綜合質(zhì)量評價方法如下：

確定各單項組分評價分值Fi。單項組分分類標(biāo)準(zhǔn)見GB/T14848-93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》：

I類水主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量，適用于各種用途Fi為0。

Ⅱ類水主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量，適用于各種用途Fi為1。

Ⅲ類水以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)，主要適用于集中式生活飲用水水源及工農(nóng)業(yè)用水Fi為3。

Ⅳ類水以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)，除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理仍可作為生活飲用水Fi為6。

V類水不宜飲用Fi為10。

計算綜合評分值F。綜合評分值F的計算公式為：

F=√（F2+F2max）/2

F=1/n.∑F，

式中：F為各單項組分評分值Fi的平均值;Fmax為單項組分評價分值Fi中的最大值;n為評價項目數(shù)。

確定地下水質(zhì)量級別。根據(jù)綜合評分值F的大小，確定地下水質(zhì)量級別：優(yōu)良<0.80，良好0.80≤2.50，較好2.50≤4.25，較差4.25≤7.20，極差>7.20。

評價結(jié)果：本次在濉溪縣徐樓水廠收集2013年11月、2014年3月兩份水質(zhì)分析報告，該報告由縣衛(wèi)生監(jiān)督站委托淮北市職業(yè)病防治醫(yī)院檢測，根據(jù)水質(zhì)分析報告對地下水質(zhì)量評價結(jié)果如下：

地下水感官性狀指標(biāo)為I類;一般化學(xué)指標(biāo)Ⅱ一Ⅲ類;微生物指標(biāo)為I類;毒理指標(biāo)為I-Ⅲ類。地下水質(zhì)量綜合評價采用加附注的評分法，經(jīng)計算確定地下水單項組分評分值的平均值為1.32，地下水單項組分評分值的最大值為3，最終計算F為2.32，按照地下水質(zhì)量級別表2和微生物指標(biāo)確定地下水質(zhì)良好（I類）。

根據(jù)《淮北市水資源保護規(guī)劃》（安徽省水科院，2007年1月）資料，2004年淮北市環(huán)保局對6個匯水池水質(zhì)所測的pH值、總硬度、硫酸鹽、氯化物、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氟化物、總大腸菌群8項指標(biāo)均符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-93）的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，水源地水質(zhì)均達(dá)標(biāo)。評價結(jié)果見表2。

由表2可以看出，淮北市集中供水水源地地下水質(zhì)總體良好，監(jiān)測的6個匯水池水質(zhì)綜合評價全部為良好（ I）。

淮北市水源井水質(zhì)主要超標(biāo)為總硬度，主要是由原生地球化學(xué)形成的地下水本底，地下水多層次及過量開采造成的。從各水期看大多水源井水質(zhì)變化不大。

另外，從收集的2013年淮北市水務(wù)局委托安徽省宿州水環(huán)境檢測中心編制《淮北市巖溶水、潛水、地表水水質(zhì)評價報告》表明淮北市巖溶水75%水質(zhì)達(dá)Ⅱ類，均能直接滿足飲用水水源要求，25%巖溶水硬度高于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。 從淮北市環(huán)保局和淮北市水務(wù)局水樣資料分析，淮北市巖溶水水質(zhì)質(zhì)類型為I、Ⅱ、Ⅲ類，大部分供水井處在徐樓應(yīng)急水源地東北部，與徐樓應(yīng)急水源地處在一個富水帶上，是應(yīng)急水源地補給區(qū)，因其水質(zhì)良好，故可以推測應(yīng)急水源地水質(zhì)良好。

綜合評述，徐樓應(yīng)急水源地水質(zhì)質(zhì)量良好。

7.結(jié)論與建議

7.1結(jié)論

徐樓水源地屬隱伏區(qū)類型，根據(jù)巖溶地下水形成、分布、運移、轉(zhuǎn)化規(guī)律和開發(fā)利用現(xiàn)狀，圈定水源地面積176.63km2。

根據(jù)徐樓水廠水質(zhì)分析報告和收集水源地北部補給區(qū)水質(zhì)分析資料，綜合評價徐樓水源地地下巖溶水的水質(zhì)良好（I-Ⅲ類），水化學(xué)類型屬HC03-Ca-Na型，礦化度小于0.4g/L，pH值7.1。

根據(jù)收集到的資料，徐樓水源地巖溶水資源量約為1608×10⁴m3/a，可開采量為1126×10⁴m3/a，現(xiàn)狀實際開采量很少，可作為應(yīng)急水源地。

水源地巖溶水水質(zhì)較好，水質(zhì)級別為I-Ⅲ類水，但在徐樓礦區(qū)附近硫酸鹽含量為V類，是由于地下環(huán)境地質(zhì)本身造成的。

7.2建議

該水源地目前開采量很少，作為備用水源地，在干旱年作為應(yīng)急備用水源。應(yīng)急計劃開采量的范圍3.0×10⁴m3～4.0×10⁴m3/d，最大日開采量不超過4.0×10⁴m3，最低限制靜水位2m-5m，最低限制動水位為-8m--lOm。

該水源地應(yīng)按照保護水資源的有關(guān)規(guī)定劃分為嚴(yán)格保護區(qū)、限制區(qū)、監(jiān)察區(qū)。特別是北部通過大氣降水補給裸露山區(qū)，對附近已建工業(yè)區(qū)，嚴(yán)格控制污水排放標(biāo)準(zhǔn)，禁止工業(yè)區(qū)排放污水污染地下水。

應(yīng)建立水源地監(jiān)測井網(wǎng)，加強對地下水進(jìn)行水位、水質(zhì)、水量長期監(jiān)測，保證水資源的科學(xué)化管理和合理開發(fā)利用。

根據(jù)水源地開采量評價和現(xiàn)狀開采量分析，建議在水源地范圍內(nèi)沿濉溪一百善公路附近南北向布設(shè)水源井，井距1500m左右，井深150m-200m左右。

參考文獻(xiàn)：

[1]《淮北市應(yīng)急水源地潛力評估報告》.

[2]《淮北市巖溶水、潛水、地表水水質(zhì)評價報告》.

[3]《淮北市水資源保護規(guī)劃》（安徽省水科院，2007年1月）.

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