農(nóng)村飲水安全工程取水水源可靠性論證分析

關(guān)麗娜

（伊犁水文勘測局，新疆 伊寧 835000）

1 工程概況

奎屯市三公里半社區(qū)位于奎屯市西側(cè)、奎屯河下游東岸4.5 km處，社區(qū)內(nèi)原有一口供水機(jī)井建設(shè)于1985 年，井深120 m，設(shè)計(jì)出水量50 m3/h，現(xiàn)狀出水量23 m3/h，日出水量276 m3/d。近年來，由于老井使用年限較長，井內(nèi)已出現(xiàn)坍塌，導(dǎo)致機(jī)井出水量及水質(zhì)已無法保障社區(qū)生活用水要求。因此，擬在原機(jī)井附近10 m 范圍內(nèi)新建機(jī)井一眼，為三公里半社區(qū)、125 團(tuán)家屬區(qū)、二處機(jī)關(guān)區(qū)、水工連、五公里社區(qū)、131 團(tuán)9 連、131 團(tuán)10 連、131 團(tuán)畜牧點(diǎn)及黃溝配水點(diǎn)供水。擬建機(jī)井設(shè)計(jì)年出水量為35.04 萬m3，最大日用水量653.20 m3，高峰日最大每小時(shí)需水量為54.4 m3。水質(zhì)要求必須符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，引水安全保障程度高。新井建成后，老井報(bào)廢處理，不再使用。

根據(jù)水利部、國家計(jì)委2002 年3 月24 日聯(lián)合發(fā)布的15號(hào)令《建設(shè)項(xiàng)目水資源論證管理辦法》，該項(xiàng)目取用水必須進(jìn)行水資源論證，編制水資源論證報(bào)告。

2 取水水源論證

奎屯河水資源開發(fā)利用程度很高，對(duì)于新水資源用戶已無地表水可供，周圍也無其它支溝河流水資源。因此，本次論證對(duì)奎屯河水資源不予考慮，選擇以項(xiàng)目區(qū)地下水作為水源，并對(duì)地下水資源進(jìn)行論證。

2.1 水文地質(zhì)條件

2.1.1 地下水賦存條件

論證區(qū)位于奎屯河洪積扇，第四系砂礫石層堆積厚度巨大，且?guī)r性單一，是良好的儲(chǔ)水構(gòu)造。據(jù)物探資料，洪積扇中上部堆積厚度均大于800 m，最厚可達(dá)1400 m。到烏伊（連霍）公路附近，厚度為800 m，南干渠以北，進(jìn)入洪積扇前緣地帶，第四系堆積厚度為400 m～600 m，且砂礫石層中出現(xiàn)含礫亞粘土和含礫亞砂土夾層，砂礫石粒徑變細(xì)，厚度變??；奎屯市以北的沖積平原區(qū)，地層以細(xì)顆粒的亞砂、亞粘和粘土為主，層間夾有中粗砂和細(xì)砂層，總的來看，自南向北地下水賦存條件由好變差，含水層巖性顆粒大小、厚度均表現(xiàn)出由大到小的趨勢；含水層結(jié)構(gòu)由單一的潛水層轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)的潛水- 承壓水含水層。

2.1.2 地下水埋深分布及含水層富水性

（1）地下水埋深分布

根據(jù)水文地質(zhì)測繪，論證區(qū)地下水埋深由南向北逐漸變淺（見圖1），由南部312 國道一線大于80 m，遞變到泉溝水庫東西一線為小于20 m。奎屯市北京路東西一線地下水埋深為40 m 左右，地下水埋深較小的區(qū)域處在泉溝水庫周邊范圍。地下水埋深較大的區(qū)域，使得區(qū)內(nèi)的降水入滲以及潛水蒸發(fā)對(duì)區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給和排泄影響幾乎為0。

地下水位埋深在312 國道以北到火車站一線為60 m～90 m，向北地下水埋深逐漸變淺，含水層結(jié)構(gòu)由單一的潛水層轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)的潛水- 承壓水含水層，地下水由潛水含水層變?yōu)闈撍? 承壓水含水層。地下水流向由南向北以泉溝水庫為中心匯流。

（2）含水層滲透系數(shù)K

對(duì)論證區(qū)進(jìn)行抽水試驗(yàn)，結(jié)果見表1。從表1 可以看出，論證區(qū)含水層滲透系數(shù)K 值多在15.25 m/d～72.58 m/d，平均值為41.67 m/d，其中絕大部分抽水試驗(yàn)井滲透系數(shù)K值大于30 m/d，項(xiàng)目區(qū)抽水井影響半徑R 在214.0 m～533.0 m 區(qū)間，平均影響半徑為441.55 m。對(duì)照含水層滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，相應(yīng)含水層巖性為粗砂礫石地層，與項(xiàng)目區(qū)實(shí)際地層相吻合[1]。

表1 項(xiàng)目區(qū)抽水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)成果表

根據(jù)抽水試驗(yàn)成果表繪制項(xiàng)目區(qū)含水層滲透系數(shù)分布見圖1，項(xiàng)目區(qū)由南向北含水層滲透系數(shù)K 值由大到小，擬建機(jī)井位于滲透系數(shù)最大值區(qū)域。

圖1 論證區(qū)含水層滲透系數(shù)分布示意圖

（3）含水層富水性

含水層富水性是地下水資源的豐富程度，其富水性具有從邊界獲得補(bǔ)給量的多少。受區(qū)域自然地理及地質(zhì)條件影響，含水層富水性有所差異。論證區(qū)富水性的評(píng)價(jià)主要根據(jù)區(qū)域機(jī)井、鉆孔抽水試驗(yàn)和單位涌水量確定。根據(jù)《供水水文地質(zhì)》對(duì)松散沉積層富水性的劃分標(biāo)準(zhǔn)，見表2，富水性級(jí)別的劃分采用單位涌水量。論證區(qū)含水層單位涌水量分布為區(qū)間5 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)，為富水性中等至極強(qiáng)富水性條件。

表2 松散沉積層富水性劃分標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目區(qū)單位涌水量大于20 m3/(m·h)的累積頻率為90%，其中30 m3/(m·h)～76 m3/(m·h)區(qū)間富水性極強(qiáng)屬性的累積頻率為69%，說明項(xiàng)目區(qū)所測含水層地層為以富水極強(qiáng)屬性為主。

由抽水試驗(yàn)得到項(xiàng)目區(qū)單位涌水量分布圖，見圖2。由圖2可以看出，地下水富水性主要受含水層巖性控制，勘測區(qū)內(nèi)自南向北，總富水性規(guī)律是逐漸減?。豢褪袇^(qū)界以南東西方向至部隊(duì)農(nóng)場，單位涌水量大，分布區(qū)間為30 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)；在其以北，單位涌水量相對(duì)較小，但仍然較大為富水性強(qiáng)屬性，分布區(qū)間為20 m3/(m·h)～30 m3/(m·h)；其間局部有富水性極強(qiáng)和富水性中等的區(qū)域，有一定的分布規(guī)律。奎屯地下水源區(qū)內(nèi)富水性最大的區(qū)域，即為論證區(qū)所在西南奎屯河的區(qū)域，單位涌水量為70 m3/（m·h）以上；隨著距奎屯河主河道距離的增加，其富水性也逐漸變小。說明奎屯河道滲漏補(bǔ)給及其沉積作用，對(duì)論證區(qū)的富水性具有控制作用。

圖2 論證區(qū)富水性（單位涌水量）分布圖

2.2 地下水資源分析

本次地下水資源量計(jì)算評(píng)價(jià)方法主要采用斷面法達(dá)西公式。將本次論證區(qū)約27 km2的范圍作為地下水資源評(píng)價(jià)分析區(qū)。利用本次工作所取得及收集的資料數(shù)據(jù)，計(jì)算地下水資源量。

2.2.1 論證區(qū)地下水補(bǔ)給量計(jì)算

根據(jù)本次工作成果，論證區(qū)地下水來自于南部傾斜平原的側(cè)向流入?？紤]到徑流影響深度，其含水層厚度H 取100 m，水力坡度I 從地下水等水位線圖中量取，采用斷面法達(dá)西公式計(jì)算上游側(cè)向補(bǔ)給量，公式為：

根據(jù)上式計(jì)算，結(jié)果見表3，論證區(qū)地下水側(cè)向補(bǔ)給量為902 萬m3。

表3 地下水側(cè)向補(bǔ)給進(jìn)區(qū)水量計(jì)算表

2.2.2 論證區(qū)地下水排泄量計(jì)算

同樣采用斷面法達(dá)西公式計(jì)算地下水排泄量，論證區(qū)下游DE 斷面為排泄斷面。根據(jù)式（1）計(jì)算，結(jié)果列入表4。論證區(qū)地下水側(cè)向排泄量為78.7 萬m3。

表4 地下水側(cè)向補(bǔ)給進(jìn)區(qū)水量計(jì)算表

2.2.3 論證區(qū)可開采量計(jì)算

考慮項(xiàng)目區(qū)水文地質(zhì)條件相對(duì)較好，參考“全國地下水資源與評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則給出的天山北麓中段流域地下水開采系數(shù)”為0.88 值為最大值界限。根據(jù)奎屯水源地實(shí)際利用地下水資源狀況較高的歷史事實(shí)，本次取0.72 作為區(qū)內(nèi)的地下水可開采系數(shù)。則項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀年地下水可開采量為902×0.72=649.6 萬m3。

綜上所述，論證區(qū)地下水總水資源量為902 萬m3，排泄量78.7 萬m3，可開采量為649.6 萬m3，現(xiàn)狀開采量為253 萬m3，則論證區(qū)剩余可開采量為396.6 萬m3，論證區(qū)地下水資源量統(tǒng)計(jì)見表5。

表5 論證區(qū)地下水資源量統(tǒng)計(jì)表

由表5 知，擬建機(jī)井年設(shè)計(jì)取水量為35.04 萬m3，僅占剩余可開采量的8.8%，論證區(qū)地下水資源仍具有一定開發(fā)空間。

2.3 地下水水質(zhì)狀況

作為最主要的補(bǔ)給水源的奎屯河的水化學(xué)性質(zhì)對(duì)擬建井區(qū)地下水水質(zhì)有著決定性的影響，奎屯河河水水化學(xué)類型為HCO3·SO4·Mg 型水，礦化度小于0.2 g/L，項(xiàng)目區(qū)水化學(xué)類型主要表現(xiàn)以SO4·CL—Ca·Na 型為主，pH 值在7.3～8.3 之間，總硬度70 mg/L～120 mg/L，基本金屬小于1.0 g/L 的淡水，水質(zhì)理化指標(biāo)符合生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適合開采利用。本次地下水質(zhì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目按中華人民共和國地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14848-93）對(duì)地下水質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]，論證區(qū)地下水質(zhì)分析成果見表6。

表6 論證區(qū)地下水質(zhì)分析成果表 單位:mg/L

從表6 可以看出，論證區(qū)地下水綜合評(píng)價(jià)水質(zhì)均為Ⅰ類、Ⅱ類良好以上水質(zhì)。水質(zhì)可適用于各種用途。

3 結(jié)論

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)用水要求，在區(qū)域水資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用情況分析的基礎(chǔ)上，對(duì)奎管處農(nóng)村飲水安全工程三公里半供水項(xiàng)目取用水可行性、合理性、供水水源的可靠性、技術(shù)可行性、合理取水量及取水對(duì)區(qū)域水資源狀況和其他用水戶影響等方面進(jìn)行分析論證，提出建設(shè)項(xiàng)目合理的取水方案，以達(dá)到合理開發(fā)，節(jié)約使用的目的，以水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用支持區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。