梁 斐

（山西省和順縣河長制事務服務中心，山西 和順 032700）

1 應急水源項目概況

山西省太谷縣現用水源為龐莊水庫，由于近幾年降水量減少，水庫長期低水位運行，興利庫容不足，供水缺口增大，縣城供水風險加大。為進一步完善城市水源安全保障體系，太谷縣人民政府決定，將太谷縣陽邑鄉(xiāng)黃卦村、里美莊村沿山一帶的地下裂隙水，確定為太谷縣應急水源，為太谷縣提供城鎮(zhèn)生活用水，共包括9眼機井，分別為黃卦1~3號井和里美莊1~6號井。

依據太谷縣城鎮(zhèn)人口增長率1.65%分析，到2025水平年太谷縣城鎮(zhèn)人口約16.8萬人，扣除大學城和鄉(xiāng)鎮(zhèn)自備井供水外，應急水源供水人口約12.5萬人。根據《山西省用水定額》和現狀城市公共供水管網漏損率分析，預測備用期供水量約為0.97萬m3/d。

2 取水水源論證范圍

2.1 取水水源論證范圍劃定

應急水源位于太谷縣東南部烏馬河流域一般山丘區(qū)，邊界線四周以烏馬河流域地表分水嶺為界，下游與傾斜平原區(qū)分界線為界，面積共計318 km2。水源地距108國道約3 km，論證范圍內包含太谷縣陽邑、侯城和小白等15個行政村及榆社縣西馬鄉(xiāng)7個行政村，人口約5 000人，耕地1 160.67 hm2。

2.2 范圍內水文地質條件

應急水源論證范圍屬黃河流域汾河水系，范圍內主要河流為烏馬河及其各支流，河流總體流向，由東南向西北，最后匯入汾河。最高點位于侯城村東南部黑峰（標高1 900 m），地形由東南到西北逐漸降低，最低點位于里美莊村（標高860 m）。

根據《太谷縣水文地質類型區(qū)劃分報告》，范圍內主要出露地層為三疊系地層，零星出露第四系中、上更新統(tǒng)地層。區(qū)域內含水層的巖性，主要是破碎砂巖和砂巖裂隙，斷層較為發(fā)育，地下水也相對豐富。地下水資源的補給主要有三種方式，分別為大氣降水入滲、河道徑流入滲、基巖山區(qū)側向徑流?，F狀靜水位埋深50～80 m，含水層厚度40～60 m。

3 地下水資源評價

3.1 地下水資源量

根據地下水補排平衡原理，結合一般山丘區(qū)地下水運動特征及表現形式,本次分析采用側向補給，計算取水水源論證范圍的地下水資源量Q，采用達西公式：

式中：K——滲透系數，m/d；

I——水力坡度；

h——含水層厚度，m；

B——剖面寬度，m。

滲透系數K，根據水源地代表性機井黃卦1號、2號，分別進行72 h抽水試驗，確定為2.40 m/d；水力坡度I根據黃卦1號、2號孔水位確定，其中黃卦1號水位標高818 m，黃卦2號水位標高829 m，兩井相距1 000 m，可得水力坡度I為0.011；含水層厚度h取水源地鉆孔地層資料平均值，確定65 m；計算剖面選擇在西北部邊界河西—回馬連接線上，長度B約為9 km。

通過上述參數計算可得：論證范圍地下水側向補給量15 444 m3/d，地下水資源量564萬m3/年。

3.2 地下水可開采量

3.2.1 開采條件分析

項目取水位置位于太谷斷裂帶砂巖裂隙水富水區(qū)，斷層總的延伸方向為北東-南西向，但局部地段尚有東西向，近南北或北西-南東向。往往在兩組斷裂交匯地方，由于巖層相對較破碎，更利于地下水聚集，一般比較富水。水源地位于斷裂帶東北部，組成巖性為巨厚-中厚層狀砂巖加砂質頁巖，含水層巖性以破碎砂巖或砂巖裂隙為主，含水層厚度在41～67.3 m之間。水源地水位埋深在50～86 m之間，單井出水量50～80 m3/h，總出水量約為550 m3/h。其中：

黃卦1號井：該水源井井深194.5 m，管徑由地面直徑325 mm，通過多次變徑，底部直徑變?yōu)?15 mm；含水層總厚度約67.3 m；靜水位50 m，動水位60 m，降深10 m，單井涌水量60 m3/h。

黃卦2號井:井深308 m，管徑地面直徑325 mm，通過多次變徑，底部直徑變?yōu)?15 mm；含水層總厚度約46 m；靜水位60 m，動水位80 m，降深20 m，單井涌水量50 m3/h。

黃卦3號井：該水源井井深371 m，管徑由地面直徑325 mm，通過多次變徑底部直徑變?yōu)?15 mm；含水層總厚度約41 m；靜水位60 m，動水位80 m，降深20 m，單井涌水量60 m3/h。

里美莊井：里美莊1—5號井為80~90年代開鑿的舊井，由于年代久遠，未留存相關資料。里美莊1—6號井均位于沿山一帶，水文地質條件基本相同，且均開采基巖裂隙承壓水，因此選取里美莊6號井作典型分析。6號井水源井井深276 m，管徑由地面直徑325 mm，通過多次變徑底部直徑變?yōu)?15 mm；含水層總厚度約63 m；靜水位86 m，動水位139 m，降深53 m，單井涌水量60 m3/h。

3.2.2 可開采量分析

一般情況下，山丘區(qū)裂隙地下水富水性和開采條件較差，但由于太谷縣東南部山區(qū)特定的水文地質環(huán)境為地層構造蓄水創(chuàng)造了條件，出現了富水程度相對較高、開采條件相對較好的裂隙地下水富集地段，被選為城市備用供水水源地。此次分析采用水文比擬法、大井法進行對比運算。

（1）水文比擬法

論證應急水源地與晉中市榆次區(qū)城南水源地相鄰，開采層位均為三疊系碎屑巖裂隙地下水，地質條件、水文地質條件相似。城南水源地建成運行多年，降水量、地下水動態(tài)、地下水實際開采量等有關監(jiān)測資料較為全面，地下水資源量、地下水可開采量等相關分析評價也較為成熟。因此，可利用城南水源地可開采系數的研究成果，采用水文比擬法計算論證范圍水源地下水可開采量，水源地可開采系數K取值0.8。上述分析已知地下水資源量564萬m3/年，計算可得多年平均地下水可開采量為451萬m3/年。

（2）大井法

為進一步分析論證范圍地下水可開采量，利用補給模數大井法再次計算，公式：

式中：Q——地下水可開采量，m3/d；

K——滲透系數，m/d，取值1.9；

M——含水層平均厚度，m，取值55；

S——水位降深，m，取值10；

r0——大井引用半徑，m，取值1 050；

R——大井影響半徑，m，取值680；

R0——大井引用影響半徑，m，取值1 730。

經計算，論證范圍可開采量為1.31 m3/d，折算可得多年平均地下水可開采量478萬m3。

（3）結論

對比上述兩種方法計算結果，論證范圍可開采量相差6.0%，經核定大井法計算的開采量偏大，本次采用比擬法計算成果，即論證范圍多年平均可開采量取451萬m3/年，平均每日可開采量1.236萬m3/d。太谷縣縣城備用期供水量0.97萬m3/d，黃卦、里美莊村現狀用水量經調查統(tǒng)計為0.082 5 m3/d，水源地可開采量能滿足備用期兩地供水總量需求。

3.3 取水水源水質

3.3.1 地下水質量分類

本次分析對里美莊村和黃卦村8月、9月地下水水質進行評價，取樣時間分別為2019年8月7日和9月5日，監(jiān)測項目為pH、總硬度、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氟化物、鎘、耗氧量、氯化物、總大腸菌群、陰離子表面活性劑等共計25項。

評價方法采用單項指標法，參加評價的各單項監(jiān)測指標分別進行類別分析確定，最終總體類別取單項的最大類別。根據《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017），2次取樣的各項監(jiān)測結果均符合Ⅲ類水標準，綜合評價為地下水質量Ⅲ類水。

3.3.2 生活飲用水水質評價

生活飲用水水質采用單項指標法，按照《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749—2006）對地下水樣品中各監(jiān)測數據分別進行評價。評價項目主要選取與人體健康有關的感官性狀指標、一般化學指標、理化指標、毒理學指標、細菌指標及放射性指標。對所取水樣分析確定，水樣清澈無異味，各要素評價指標均不超標，滿足生活飲用水標準。

4 取水可靠性分析

論證范圍裂隙水在三疊系二馬營組地層出露區(qū)，接受大氣降水入滲補給，經淺部、地塹以下深部、至水源地的逐級滲流運動過程，在時間上把不連續(xù)的降水調整成了連續(xù)的地下徑流，保證了水源地地下水含水系統(tǒng)的長年流泄，裂隙水取水一般情況受降水因素影響較小，取水量也未擠占河道生態(tài)基流。

根據論證范圍內9眼水源井現有水井資料及開采條件分析，應急水源井供水能力為550 m3/h（即1.32萬m3/d），論證范圍可開采量1.236萬m3/d，現狀供黃卦和里美莊用水0.082 5 m3/d。已核定備用供水量0.97萬m3/d即可保障縣城居民基本生活需水量，從開采條件和出水量分析，供水量是有保證的。水質化驗結果符合國家Ⅲ類水，滿足生活飲用水標準，水質符合要求。

綜上分析，水源地裂隙水富水程度相對較高，開采條件和出水量滿足要求，供水量有保證，水質符合生活飲用水標準，表明太谷縣縣城供水應急水源項目的取水水源是可靠的。