四平市遼河墾區哈福屯飲水工程區域水資源評價

作者簡介：1.吳 朋（1975-）男，吉林省四平市人，工程師， 現從事地下水管理工作。

2.鄭立明（1967-）女，吉林省四平市人，工程師，現從事水質分析工作。

3.楊志宇（1978-）男，吉林省四平市人，助理工程師，現從事水文測驗工作。

（吉林省水文水資源局四平分局 吉林四平 136000）

摘 要:為解決遼河墾區哈福屯人畜飲水安全問題，我局受遼河農墾管理區水利局的委托，與有關專家對工程區域現場勘察，搜集相關資料，進行了水資源評價。評價后建議變更原實施方案，采用截潛蓄水工程，充分利用地表水和淺層地1下水作為用水水源，才能滿足人畜飲用水需要。

關鍵詞:飲水工程 區域 水資源 評價

中圖分類號: TV21 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

評價背景

“十一五”期間，我省重點解決農村飲水中氟、砷超標、苦咸水、鐵錳超標和污染水、水量不足、供水保證率低、取水不便等問題。為保證我市遼河墾區哈福屯飲水安全，解決區內哈福屯700人、585頭大牲畜的人畜飲水安全問題，遼河農墾管理區水利局組織編制了《四平市農村飲水安全工程遼河農墾管理區項目區2009年實施方案》（以下簡稱《原方案》）。四平市發改委組織有關專家對《原方案》進行審查。專家組對這一國家投資的民生工程給予了高度重視，經認真分析研究，對在該處采用深井取水做為供水水源，解決農村人畜飲水不安全問題提出質疑，認為難度很大，可靠性不高，要求請有關技術部門對《原方案》的可行性進一步分析論證。為此，吉林省水文水資源局四平分局受遼河農墾管理區水利局的委托，與吉林省四平地質勘察院及長春地勘隊等部門協作，對這一飲水工程進行了區域水資源評價。

水資源評價

2.1 地質、水文地質條件

本區第四系地層，以物理、化學風化作用為主形成的殘坡積層，覆蓋在丘狀的山頂和低緩的山坡，主要由耕土、亞砂土和碎石組成。上部為黑色、灰黑色耕土，含有大量有機物，具有較多的植物根系，厚度為1.2m；耕土下部為灰黃色亞砂土，厚度2.60m。砂顆粒大小不一，以中砂、細砂為最多，其次為粗砂顆粒，分選磨園差。亞砂土以下為碎石，厚度0.4m，具棱角狀，為風化花崗巖塊，直徑多為20-100mm。

區內基巖為燕山期巖漿巖(r52)，分布于第四系沉積層以下。巖性為肉紅色花崗巖，主要礦物成分為石英和鉀長石。

地下水類型有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水主要分布在山間溝谷當中。主要接受大氣降水的補給，水位隨季節性變化較大，以蒸發和地下水徑流的方式排泄。地下水化學類型為重碳酸鈣型水，礦化度一般小于0.5g/L。基巖裂隙水主要分布在山間溝谷兩側的強風化帶中，地下水化學類型為重碳酸鈣型水，礦化度一般小于0.2g/L。區內地下水的形成分布及富水程度嚴格受地質構造和地貌條件控制。

2.2 評價結論

據1995年9月吉林省地礦局水文地質工程地質調查所實地勘察，處于哈福斷裂帶上區內單井涌水量最大的ZK1號井，降深20m時，單井涌水量達到65m3/d，其單位涌水量僅為0.14m3/h·m。由于含水層顆粒細、埋深大、厚度薄，導致地下水徑流途徑長，運移緩慢。哈福斷裂構造雖然加大了含水介質的貯水空間，使含水層的透水性能增強，但由于其補給條件較差，地下水富水性較差。長期集中開采地下水，水位將大幅下降，現在和將來水量均不能滿足用水需求，不宜做為集中供水水源。

2010年3月，吉林省水文水資源局四平分局與吉林省四平地質勘察院有關專家現場勘察和物探，搜集相關資料綜合分析確認：哈福屯所處位置，單純依靠打井取水，供水保證率不高，飲水不安全問題難以徹底解決，故建議變更《原方案》的取水方式，擬采用截潛蓄水工程，充分利用地表水和淺層地下水作為用水水源，才能滿足人畜飲用水需要。

3 截潛蓄水工程

截潛蓄水工程是利用擋水壩將地表水和潛水攔截，使地表水和地下潛水通過過濾層滲入（或流入）蓄水池中，然后將水引（提）出來使用。

該工程既能夠截潛水，也能集山溪水、雨水。因哈福鹿場哈福屯溝岔多，溝岔以上有較大的匯水和承雨面積，故可使蓄水池內有較多的水源補充，在干旱季節，即使河床斷明流，但在山體、河床下仍有潛流。截潛工程所在的區域距市區較遠，上游及附近無污染源，環境良好，截潛工程蓄水后能夠滿足供水要求。

截潛蓄水工程主要由混凝土擋水壩和蓄水池組成。

3.1 混凝土擋水壩

3.1.1構造設計

根據要求，該擋水壩施工方法采用澆筑式，為實體鋼筋混凝土重力壩，配筋采用Φ10mm鋼筋，網格為200mm×200mm，剖面尺寸為高6m，長80m，寬0.20m；在壩的一側設溢流管道。因壩體建在花崗基巖上，地基無需處理。

3.1.2應力分析

因該混凝土壩后側為實土，根據實測壩址斷面和鉆孔勘探結果，用安全系數法和可靠度理論法，核算壩體沿壩基面或地基軟弱結構面抗滑穩定安全性能，確定該壩在持久狀態下和偶然狀態下壩體不致沿壩基面或地基中的軟弱結構面產生滑動。壩體應力在承載能力和正常使用極限狀態下滿足設計要求，保證壩體和地基不產生強度破壞。

3.2 蓄水池

蓄水池設計形狀為等腰梯形，兩邊長分別為60m和80m，混凝土壩側為60m，腰長為60m。蓄水池除壩體側外，其余三面均采用砌石護坡，砌石厚度為0.30m，邊坡比采用1：2。（圖略）

3.3 工程的可集水量計算

降水入滲形成的孔隙水量、裂隙水量與集水面積大小、巖石風化裂隙發育狀況、山坡植被條件、土壤、降水的均勻程度等有關。

可集水量按下式計算。

W集＝W滲＋W地表水=（α×P ＋Y）×F×10-3

式中 ：W集——某設計頻率下可集水量（m3）

W滲——設計頻率(95%)的降水補給地下水的水量（m3）

W地表水--地表水量（m3），Y—設計頻率（95%）的徑流深度（mm），取值為85mm。

α——降水入滲系數， 取值為0.10

P——設計頻率（95%）的降水量（mm），取值為469mm；

F——壩址以上集水面積（m2），取值為300000 m2。

計算結果為39570 m3，其中：地下水（降水入滲補給地下水量）為14070 m3，地表水為25500 m3。

經上述可集水量計算結果，在保證率95%的情況下，區域年來水量為39570 m3，而解決哈福屯700人和585頭大牲畜飲水安全問題，年需水量為（W用）33993m3，尚余5577m3，完全可滿足全年用水需求。

4 結 語

經過對哈福屯飲水工程區域水資源評價，根據當地地理、氣象、降水和水文地質條件，綜合分析，建議對《原方案》制定的打井取水方案進行變更，變更為采用截潛蓄水工程的新方案。