趙連學（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦124013）

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義縣應急水源建設(shè)項目取水水源合理性分析

趙連學
（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦124013）

［摘 要］為充分保證義縣城區(qū)供水，需規(guī)劃建設(shè)應急備用水源。根據(jù)項目實施方案，該工程主體為直徑8 m大口井1眼,補水滲渠765 m，泵房一座。通過對建設(shè)項目地區(qū)水文地質(zhì)條件、論證范圍水均衡、取水建筑物設(shè)計及水質(zhì)等計算分析，得出了建設(shè)項目取水可行結(jié)論。

［關(guān)鍵詞］應急水源；水均衡；出水能力；取水水質(zhì)

1 概 況

義縣自來水公司原有水源井取水能力下降，導致義縣城區(qū)供水保證程度降低，新建水源井1眼及配套工程，作為義縣城區(qū)的應急供水水源。建設(shè)項目的供水對象為義縣城區(qū)的生活和工業(yè)用水，符合取水河段的水功能區(qū)劃。

根據(jù)項目建設(shè)方案，在義縣城關(guān)鄉(xiāng)九佛堂石窟處的大凌河南岸，新建直徑8 m大口井1眼,補水滲渠765 m，泵房1座，提水水泵4臺（2用2備），配套建設(shè)供電等基礎(chǔ)設(shè)施。

取水方案為垂直河道修建765 m長的地下滲渠，滲渠影響范圍內(nèi)的地下水和地表水經(jīng)含水層入滲至滲渠中后，匯流至岸邊的直徑8 m大口井中，在井中利用水泵取水，通過輸水管線泵送至5.75 km處的義縣自來水公司水廠，處理后為義縣城區(qū)提供生活和生產(chǎn)用水。

2 水文地質(zhì)條件分析

2.1 地 層

建設(shè)項目所處的義縣地區(qū)，區(qū)域?qū)儆谌A北地層區(qū)，除了缺失上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系、下石炭統(tǒng)、上白堊統(tǒng)外，其余各時代地層皆有不同程度發(fā)育，晚元古代和古生代地層尤為發(fā)育。

建設(shè)項目所在區(qū)域的第四系較為發(fā)育，沿大凌河河谷及兩岸大面積分布，由全新統(tǒng)沖洪積的亞粘土、細砂、中粗砂和砂礫石組成，分布連續(xù)，但厚度一般較薄，在2～8 m之間。

2.2 構(gòu) 造

義縣地區(qū)褶皺構(gòu)造發(fā)育。建設(shè)項目水源地所在的阜新—義縣盆地，是燕山二期形成的北西向褶皺構(gòu)造盆地。在該盆地的西北，為大柳河溝構(gòu)造帶的大柳河溝背斜，東南為醫(yī)巫閭山構(gòu)造帶。

區(qū)域主要為中生界晚期地層，形成較晚，地表可見的斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅在距項目區(qū)較遠的北側(cè)發(fā)育有三組斷層。

2.3 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地下水按賦存條件不同可分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、基巖類裂隙水。地下水的補給、徑流、排泄，主要受地形、地貌等因素的影響和控制，各地段、不同類型的地下水運動方式有明顯的差異。

大氣降水降落到地面后，入滲至第四系松散堆積物中，形成松散巖類孔隙水；碎屑巖類分布區(qū)，表層松散巖類孔隙水和降水入滲到風化裂隙、構(gòu)造裂隙和孔隙中，形成碎屑巖類裂隙孔隙水，基巖分布區(qū)的降水和表層地下水的入滲，形成基巖類裂隙水。

受地形和地貌控制，地下水向溝谷等低洼處徑流，匯流至河谷兩側(cè)的含水層中，通過潛水蒸發(fā)、人工開采和匯入河流等方式進行排泄。

徑流過程中，在裂隙、溶隙和節(jié)理發(fā)育的層位和部位，在第四系含水層中，形成具有開發(fā)利用價值的地下水富集區(qū)。

2.4 水源區(qū)水文地質(zhì)條件分析

水源井所在的大凌河一級階地，表層為0～4 m的亞粘土；下部為全新統(tǒng)細砂、中砂和中砂含礫、礫砂卵石組成和含水層，結(jié)構(gòu)松散，具有一定的分選性，上細下粗，底部為礫卵石層，厚度4～8 m；含水層下部為太古界基巖。

該區(qū)地下水位埋深在2～4 m，天然狀態(tài)下，地下水位變幅在1 m左右。

根據(jù)抽水試驗資料，此區(qū)的單井涌水量一般在2 000～3000 m3/d，滲透系數(shù)75～300 m/d，影響半徑100～500 m，屬地下水開采條件良好區(qū)。但因含水層較薄，只有4～8 m，導致地下水調(diào)蓄能力不足，無法滿足規(guī)模性的持續(xù)開采要求。

為滿足規(guī)模性的持續(xù)開采要求，區(qū)域地下水開采井一般采用井渠聯(lián)合的方式，即在岸邊修建大口集水井,垂直或平行河道修建地下滲渠，通過滲渠匯集影響范圍內(nèi)的地下水和入滲的地表水，匯流至岸邊的大口井中。

3 取水水源論證范圍水均衡分析

3.1 區(qū)域地下水資源狀況

根據(jù)區(qū)域的水文地質(zhì)條件和地下水資源開發(fā)利用調(diào)查資料，以義縣大凌河河谷平原區(qū)為此次取水水源論證范圍。范圍包括北起高臺子的細河河谷區(qū)，南至張家堡的大凌河河谷區(qū)，西至頭道河子河夾心村，總面積393 km2。

經(jīng)計算，在不考慮大凌河表水補給的條件下，義縣大凌河河谷平原區(qū)多年平均降水入滲補給量為4 203萬m3，山前側(cè)向補給量為2 053萬m3，地表水灌溉入滲補給量為29萬m3，井灌回歸補給量為465萬m3。多年平均地下水總補給量為6 750 萬m3，地下水資源量為6 286萬m3。

3.2 地下水補排均衡分析

根據(jù)調(diào)查資料，現(xiàn)狀水平年(選取2012—2014年的平均用水情況做為現(xiàn)狀水平年的用水量)，義縣大凌河河谷平原區(qū)地下水開發(fā)利用量為4 401 萬m3，開采情況見表1。

表1 義縣大凌河河谷平原區(qū)現(xiàn)狀年地下水開采情況表 萬m3

在區(qū)域的地下水開采量中，義縣自來水公司的575萬m3和阜新凌河水源的1 316萬m3開采量，合計1 891萬m3開采量，均為采用大口井結(jié)合滲渠的方式進行，河道入滲補給量可以占到其開采量的40%～60%。按河道入滲補給量占40%進行計算，河水補給量為756萬m3，實際開采的地下水量為1135萬m3。

綜上，現(xiàn)狀水平年，義縣大凌河河谷平原區(qū)地下水資源的實際開發(fā)利用量為3 645萬m3，為區(qū)域多年平均地下水總補給量54.0%，地下水資源量的58.0%。

根據(jù)建設(shè)項目規(guī)劃，新建的取水設(shè)施為義縣自來水公司的應急備用水源，即使按新增2 950 m3/d開采量計算，實際地下水新增開采量64.6萬m3/年（按新增取水量107.7萬m3/年的60%），為區(qū)域多年平均地下水資源的10%左右，區(qū)域的地下水資源開發(fā)利用程度提高至68.0%。

根據(jù)上述計算結(jié)果，多年平均條件下，區(qū)域地下水資源可以滿足現(xiàn)狀及新增開采量的需要。

3.3 地表水補給能力分析

區(qū)域現(xiàn)狀傍河開采量1 891萬m3/年（包括義縣自來水公司575萬m3/年和阜新市凌河水源1 316萬m3/年），按襲奪河水最大比例60%計算，兩處水源地所需的地表水量為0.360 m3/s，阜新市凌河水源所需的地表水量為0.250 m3/s。

根據(jù)義縣站2011—2013年月平均實測徑流量情況，義縣水文站斷面的大凌河實測流量只有2013年2月份的0.300 m3/s,接近阜新市凌河水源所需的地表水量（0.250 m3/s），其他月份均大于所需的0.250 m3/s水量要求。

建設(shè)項目傍河開采量107.7萬m3/年，全部按新增、按襲奪河水最大比例60%計算，所需的地表水量為0.020 m3/s。按2013年最枯月份計算，義縣水文站斷面徑流量將減少至0.280 m3/s，在不考慮細河補給水量的條件下，也可以滿足阜新市凌河水源的補給需要。

4 取水構(gòu)筑物設(shè)計可行性分析

根據(jù)建設(shè)方案，項目的建設(shè)內(nèi)容包括：在義縣城關(guān)鄉(xiāng)九佛堂石窟處的大凌河南岸，新建直徑8 m大口井1眼,補水滲渠765 m，泵房1座，提水水泵4臺（2用2備），配套建設(shè)供電等基礎(chǔ)設(shè)施。取水方式為地下滲渠影響范圍內(nèi)的地下水和地表水，經(jīng)含水層入滲至滲渠中后，匯流至岸邊的直徑8 m大口井中，在井中利用水泵取水。

4.1 大口井出水能力計算

根據(jù)《義縣應急水源建設(shè)項目實施方案》，大口井采用圓形，井徑8 m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，靜水位5 m，最大降深10 m，設(shè)計井壁管長度20.5 m，井口高于地面0.5 m，井壁進水孔采用水平孔，孔直徑200mm，孔隙率15%。

根據(jù)水源區(qū)水文地質(zhì)條件，按照上述設(shè)計該大口井應為潛水完整井，采用公式式中：Q井——大口井出水量，m3/d；K——滲透系數(shù)，取用值為75 m/d；H——潛水含水層厚度，取用值為6 m；S——水位降深，取用值為設(shè)計降深5 m；R——影響半徑，取用值為500 m；r——井半徑，取用值為設(shè)計值4 m。

計算得：Q井=1 715 m3/d。

4.2 滲渠集水能力分析

義縣應急水源建設(shè)項目實施方案中，滲渠集水管采用水平布置方式，設(shè)計選用直徑為D=1.0 m的水平集水管，選擇765 m作為水平集水管的設(shè)計長度。埋設(shè)中的開挖設(shè)計為，開挖斷面分兩級開挖，第一級在粗圓礫石中開挖高3 m，下底2.2 m，上底4 m；第二級在河床內(nèi)開挖高5 m，下底6 m，上底12 m。

根據(jù)水源區(qū)水文地質(zhì)條件，按照上述設(shè)計，大部分集水管應鋪設(shè)在基巖之上，為完整式滲渠。據(jù)了解，滲渠集水管的實際布置方式為斜交河床，采用公式：

式中：Q渠——滲渠出水量，m3/d；L——滲渠長度，取用值為設(shè)計765 m；K——滲透系數(shù)，取用值為75 m/d；H——潛水含水層厚度，取用值為6 m；R——影響半徑，取用值為500 m。

計算得：Q渠=3 759 m3/d。

4.3 總出水量

根據(jù)以上計算結(jié)果，水源工程的總出水能力Q= Q井+Q渠=1 715+3 759=5 474 m3/d，大于建設(shè)項目的設(shè)計取水量2 950 m3/d。

5 地下水水質(zhì)分析

2014年9月，義縣自來水公司委托義縣疾病預防控制中心對現(xiàn)有的八里堡水源井、2號水源井、3號水源井的原水和凈水廠的出廠水進行了檢測。所檢測的30項水質(zhì)常規(guī)指標均符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》。

建設(shè)項目所規(guī)劃建設(shè)的水源井，位于上述3眼水源井附近的上游。通過對欲建水源區(qū)的實地調(diào)查，未見能對水源區(qū)造成污染的污染源存在。建設(shè)項目取水水源的常規(guī)水質(zhì)指標可以滿足生活飲用水衛(wèi)生標準。

［中圖分類號］TV67

［文獻標識碼］A

［文章編號］1002－0624（2016）06－0040－03

[收稿日期]2015-10-11