劉萬(wàn)春

（洛寧縣小型水庫(kù)管理所，河南 洛寧 471700）

1 項(xiàng)目概況

1.1 建設(shè)規(guī)模

某中學(xué)位于三源大道與書香路交叉口西，學(xué)校由躬耕樓（會(huì)議樓）、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、逸夫樓、學(xué)生公寓、餐廳、體育館、教師公寓及教工小區(qū)等組成，2016年學(xué)校規(guī)劃擴(kuò)建，新建五層教學(xué)樓一棟、六層學(xué)生宿舍2 棟。2019 年建成后，校區(qū)占地總面積14.50 hm2，總建筑面積89 314 m2，總教室112間，寢室1 240間，寢室采用獨(dú)立衛(wèi)浴。

1.2 河流水系

學(xué)校所處境內(nèi)河流眾多，大小河流58條，分屬長(zhǎng)江、淮河兩大支流。流域面積在100 km2以上的河流有9條，其中淮河流域有淮河、月河、陳留店河、毛集河、五里河，匯集淮河流入信陽(yáng)境內(nèi)；長(zhǎng)江流域有三夾河、鴻儀河、鴻鴨河、江河，匯集唐河入漢水。區(qū)域內(nèi)多年平均徑流深375.90 mm，徑流模數(shù)37.60 萬(wàn)m3/km2。該校地域跨長(zhǎng)江、淮河兩大流域。其中淮河流域面積約占全縣總面積的60%；長(zhǎng)江流域的唐白河水系，面積約占全縣總面積的40%。

2 取水水源論證分析

項(xiàng)目區(qū)附近可供水源有銀盤河水庫(kù)、龍?zhí)逗铀畮?kù)以及地下水。銀盤河地表徑流豐沛，但年內(nèi)徑流豐枯變化較大，水源不穩(wěn)定。銀盤河水庫(kù)供水任務(wù)為農(nóng)業(yè)用水和城市應(yīng)急備用水源，龍?zhí)逗铀畮?kù)作為縣城主要供水水源，供水緊張，均不具備向該縣中學(xué)調(diào)水條件。該區(qū)域淺層地表水缺乏，因此該項(xiàng)目取用公共自來水、銀盤河地表水和深層地下水作為供水水源。

2.1 地表水取水水源論證分析

2.1.1 銀盤河徑流分析

銀盤河無(wú)實(shí)測(cè)徑流資料，采用銀盤河?xùn)|北9 km 趙莊水庫(kù)的相關(guān)水文資料，通過面積比擬分析銀盤河流域徑流情況。根據(jù)《趙莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，趙莊水庫(kù)多年平均徑流量1 728萬(wàn)m3，75%年份入庫(kù)徑流為1 322萬(wàn)m3。

銀盤河徑流情況：銀盤河取水口處流域面積40 km2，通過實(shí)地調(diào)查，銀盤河上游有?。?）型水庫(kù)銀盤河水庫(kù)，控制流域面積10.50 km2，采用水量計(jì)算公式計(jì)算取水口至銀盤河水庫(kù)區(qū)間徑流，銀盤河水庫(kù)下泄水量根據(jù)《趙莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》中75%年份興利調(diào)節(jié)計(jì)算棄水量選用。水量計(jì)算公式如下：

式中：W取—取水口地表水資源量；F取—取水口處流域面積，40 km2；R取—取水口處徑流深，378 mm；W趙—趙莊水庫(kù)地表水資源量，1 322 萬(wàn)m3；F趙—趙莊水庫(kù)流域面積，13.80 km2；R趙—趙莊水庫(kù)流域徑流深，360 mm。

趙莊水庫(kù)75%年份入庫(kù)徑流1 322 萬(wàn)m3，計(jì)算得取水口75%年份徑流量853 萬(wàn)m3。根據(jù)趙莊不同設(shè)計(jì)水平年各月入庫(kù)徑流配比，對(duì)銀盤河P=75%年份典型年徑流進(jìn)行分配，設(shè)計(jì)水平年徑流情況見表1。

表1 銀盤河P=75%年份月徑流量成果表單位：萬(wàn)m3

2.1.2 可供水量分析

取水口上游建有銀盤河水庫(kù)，取水口處可供水量需考慮銀盤河水庫(kù)75%年份逐月棄水量，根據(jù)《趙莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，75%年份水庫(kù)棄水量102萬(wàn)m3，取水口至水庫(kù)區(qū)間徑流量853萬(wàn)m3，則取水口處P=75%年份可供水量955萬(wàn)m3。

2.1.3 可供水量計(jì)算

銀盤河取水泵站設(shè)計(jì)供水能力50 m3/h，取水流量1.40×10-2m3/s，由于取水工程不具備調(diào)蓄功能，主要在宿舍用水高峰期啟用，日取水時(shí)間4 h，年取水天數(shù)約270 d，年取水量5.40萬(wàn)m3。此次可供水量計(jì)算需考慮取水口斷面P=75%的來水量，由取水口徑流分析可知，取水口處月最小流量為0.375 m3/s，滿足取水需要。

2.1.4 取水口合理性分析

銀盤河設(shè)置取水口1處，位于入淮河口上游500 m左岸，地理坐標(biāo)（E113°24′37.29″，32°23′2.74″）。該段河道較為平順，水流順暢，水面寬度均勻，不存在迎流頂沖、影響河岸安全的因素，水深在0.50～1.20 m，河寬30 m，河段河床平緩，斷面基本穩(wěn)定，無(wú)險(xiǎn)灘和急流。從取水口設(shè)置高程和取水口多年運(yùn)行情況看，取水口河段河床基本穩(wěn)定，取水口位置較為合理，現(xiàn)狀取水口滿足取水需要。建設(shè)項(xiàng)目取水口位置河道順直，有穩(wěn)定的河床和河岸，有足夠水深，引水防沙有保證，取水條件好，并已運(yùn)行多年，取水口位置合理。

2.1.5 取水可靠性分析

通過分析，取水口處偏枯年份（P=75%）取水口斷面可供水量1 110 萬(wàn)m3，建設(shè)項(xiàng)目取用地表水5.40 萬(wàn)m3，最大取水流量1.40×10-2m3/s，采用深4 m、直徑5 m的大口井蓄水，左岸建有泵房提水，取水口位置來水充足，河勢(shì)穩(wěn)定，水質(zhì)滿足生活用水標(biāo)準(zhǔn)，論證認(rèn)為，該工程取水是可靠的，也是有保障的。

2.2 地下水取水水源論證分析

2.2.1 水文地質(zhì)條件分析

①取水井地質(zhì)：項(xiàng)目區(qū)含水巖組由第三系組成，上部為薄層黃土，下部為砂巖、片麻巖、花崗巖級(jí)別瓦層，含水層以砂巖及巖層裂隙為主，含水層厚度約為51 m。②地下水補(bǔ)給、徑流和排泄條件：深層含水層與淺層含水層直接接觸，開采深層地下水時(shí)可得到淺層地下水的徑流補(bǔ)給。深層地下水一般自山前向平原運(yùn)移，以水平徑流排泄為主。

2.2.2 單井出水量計(jì)算

項(xiàng)目取水水源為深層地下水，根據(jù)抽水井結(jié)構(gòu)和含水層性質(zhì)，采用承壓水完整井含水層計(jì)算公式，分別計(jì)算不同降深下的單井出水量。計(jì)算公式如下：

式中：K—滲透系數(shù)（m/d）；Q—出水量（m3/d）；S0—水位下降值（m）；M—含水層的厚度（m）；rw—抽水井半徑（m）；R—影響半徑（m）；含水層厚度：根據(jù)項(xiàng)目取水井成井資料和區(qū)域水文地質(zhì)條件，項(xiàng)目應(yīng)利用250 m 的深層地下水，涌水量計(jì)算時(shí)含水層厚度取用51 m。滲透系數(shù)（K）：根據(jù)項(xiàng)目區(qū)含水層的抽水試驗(yàn)資料，故根據(jù)目標(biāo)含水層巖性，以周邊地區(qū)相似巖性的滲透系數(shù)值做對(duì)照。經(jīng)查閱以往鄰近地區(qū)的鉆孔和抽水資料，綜合確定目標(biāo)含水層平均滲透系數(shù)取K=0.80 m/d。影響半徑（R）：取水井影響半徑一般可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即R=10Sw。抽水井半徑（rw）：rw=0.33/2 m。

根據(jù)上述穩(wěn)定流完整井公式，求得項(xiàng)目區(qū)抽水井單井涌水量結(jié)果，不同降深條件下抽水井單井出水量計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 抽水井不同降深單井涌水量計(jì)算表

根據(jù)前文計(jì)算，學(xué)校地下水井年供水量12.20 萬(wàn)m3，日均供水量452 m3/d，最大需水量660 m3/d（自來水及地表水均不能供水時(shí)），日供水時(shí)間按14 h計(jì)，需水量為32～47 m3/h，從上表可以看出，水井水位降深11.20～17.50 m時(shí)可以滿足用水需求。

2.2.3 開采后的地下水水位預(yù)測(cè)

項(xiàng)目每日供水高峰分散在早中晚3個(gè)時(shí)間點(diǎn)，抽水時(shí)間段為1-2 h，抽水降深11.20～17.50 m，在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)大量取水時(shí)會(huì)對(duì)區(qū)域地下水位造成一定影響。抽水后可通過山前徑流補(bǔ)給或越層補(bǔ)給調(diào)節(jié)動(dòng)水位，由于該縣河流屬于季節(jié)性河流，夏季徑流占全年徑流的64%，地下水蓄水量會(huì)在夏季得到大量的補(bǔ)充。因此應(yīng)嚴(yán)格控制抽水時(shí)間和取水量，保證地下水水位能夠盡快恢復(fù)。

2.2.4 取水井布設(shè)的合理性分析

項(xiàng)目位于校區(qū)北側(cè)空地，井距較為合理。項(xiàng)目區(qū)高層建筑均采用樁基礎(chǔ)，樁基埋置較深，在目前的開采水平下，地下水取水對(duì)建筑物影響較小。

2.2.5 取水可靠性分析

項(xiàng)目取用地下水主要用于教職工、學(xué)生生活用水，年取用水量12.20 萬(wàn)m3，日均取水量452 m3，日最大取水量為660 m3（自來水及地表水停止供水時(shí)）。根據(jù)出水試驗(yàn)報(bào)告，實(shí)際下井200 m，出水量穩(wěn)定達(dá)到30 t/h以上，經(jīng)過抽水試驗(yàn)，該水井出水量穩(wěn)定可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

取水井的日供水能力達(dá)到供水要求，該縣城區(qū)域?qū)俚叵滤毸畢^(qū)，建設(shè)項(xiàng)目在水井水位降深11.20～17.50 m 可滿足1 h取水量，取水井井深250 m，為保證取水穩(wěn)定，取水單位應(yīng)合理安排自來水、地表水和地下水的取水時(shí)間，錯(cuò)時(shí)取水，保證地下水水位及時(shí)恢復(fù)。