南水北調(diào)中線京石段總干渠水源保護區(qū)劃定

王瑞芬

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津 300250）

1 南水北調(diào)中線京石段總干渠概況

南水北調(diào)中線京石段總干渠起自石家莊古運河樞紐，止于冀京交界處北拒馬河中支南岸，渠線總長227.375km。其中明渠長201.014km，占渠線總長88.41%；建筑物長26.361km，占渠線總長11.59%。

1.1 工程分類

明渠分為高填方段、深挖方段和一般渠段。建筑物按類型分為隧洞、倒虹吸、渡槽、暗渠和涵洞等4類，隧洞7座，長9641m；倒虹吸16座，長12843m；渡槽3座，長2861m；暗渠和涵洞3座，長1017m。

1.2 排水方式

明渠按排水方式分為內(nèi)、外排水段和無排水段，內(nèi)、外排水段又分為自流排水段和抽水排水段。

地下水位低于設計渠底的渠段，不設置排水措施，為無排水明渠段，無排水渠段長150.533km。

地下水位高于設計渠底的渠段，設置排水措施，排水段長50.481km。其中自流內(nèi)排段長18.182km，抽水內(nèi)排段長20.093km，自流外排段長0.87km，抽水外排段長11.337km。

2 保護區(qū)劃定目的原則及方法

2.1 劃定目的

南水北調(diào)中線工程是北京、天津及干渠沿線各省重要的飲用水源，保證供水水質(zhì)及受水區(qū)居民的飲用水安全非常必要。為防范總干渠水質(zhì)污染風險，防止總干渠兩側(cè)一定范圍內(nèi)人類活動產(chǎn)生的污染物通過地下水污染、空氣污染等途徑進入干渠，確保總干渠水質(zhì)安全，需要在總干渠兩側(cè)劃定水源保護區(qū),以控制保護區(qū)內(nèi)的建設項目及其他開發(fā)活動。

2.2 劃定原則

南水北調(diào)中線京石段總干渠水源保護區(qū)的劃定，以保護水質(zhì)安全為前提，結(jié)合河北省的實際情況，遵循以下原則：

2.2.1 預防為主、安全第一

地下水污染是威脅總干渠水質(zhì)的主要因素之一，而地下水污染具有復雜性和難以恢復性，因此，存在地下水污染威脅渠段的保護區(qū)劃定要堅持預防為主、安全第一的原則。

2.2.2 因地制宜

京石段總干渠各渠段的工程類型、兩側(cè)地形地貌、水文地質(zhì)條件不盡相同，保護區(qū)的范圍要按照因地制宜的原則綜合分析確定。

2.2.3 科學合理、重點突出

保護區(qū)的劃定要結(jié)合沿線經(jīng)濟社會發(fā)展和總干渠水質(zhì)保護需要，科學合理地劃定水源保護區(qū)。對地下水位高于渠底的排水渠段，易于發(fā)生污染突發(fā)事故的渠段和可能誘發(fā)安全隱患的渠段，要突出重點區(qū)別劃分。

2.3 劃定方法

飲用水水源保護區(qū)是指國家為防治飲用水水源污染、保證水源環(huán)境質(zhì)量而劃定，并要求加以特殊保護的一定面積的水域和陸域,一般劃分為一級保護區(qū)和二級保護區(qū)。一級保護區(qū)主要是保證飲用水衛(wèi)生的要求劃定，二級保護區(qū)主要是在正常情況下滿足水質(zhì)要求，在出現(xiàn)污染飲用水源的突發(fā)情況下，保證有足夠采取措施的時間和緩沖地帶而劃定。

南水北調(diào)中線京石段總干渠水源保護區(qū)的劃定采用經(jīng)驗與分析計算相結(jié)合,并參照相關(guān)規(guī)范綜合分析確定的方法進行。鑒于南水北調(diào)總干渠管理范圍以內(nèi)已經(jīng)得到保護，因此，一級保護區(qū)、建筑物段及無排水明渠段的二級保護區(qū)參照水資源和環(huán)境保護的有關(guān)法規(guī)，結(jié)合國內(nèi)外飲用水水源保護區(qū)劃定的實際經(jīng)驗綜合分析確定；排水渠段受周邊地下水污染的可能性較大，其二級保護區(qū)通過地下水滲流理論計算并參照相關(guān)規(guī)定綜合分析確定。

2.4 排水渠段二級水源保護區(qū)計算原理

二級水源保護區(qū)劃分目的是為防止微生物、病原體以外的其他污染物進入地下水系統(tǒng)，污染總干渠水質(zhì)。根據(jù)地下水滲流理論測算地下水實際平均流速計算水質(zhì)點5～10年流程線，以此作為二級保護區(qū)最小邊界線。測算公式為：

L=K×J×T/λ

式中 L為測算距離（m），即最小保護區(qū)半徑；K為滲透系數(shù)（m/d），可根據(jù)當?shù)貐^(qū)域水文地質(zhì)條件確定，取待劃分區(qū)渠段的縱向2000m、橫向4000m和垂向地面以下3m到渠底標高以下10m范圍內(nèi)的平均等效滲透系數(shù)；J為水力坡度（無量綱），根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件確定；T為滯留時間（d），外排段取5a，內(nèi)排段取10a；λ為有效孔隙度n或給水度μ（無量綱）。對于大孔隙巖石，n與μ在數(shù)值上很相近，λ采用n值或μ值均可，對于細顆粒巖石如粘土，二者相差較大，須采用μ值。μ值可根據(jù)當?shù)貐^(qū)域水文地質(zhì)條件確定，取值范圍參照上述K值的區(qū)域范圍。

3 水源保護區(qū)的劃定

3.1 建筑物段

建筑物段包括隧洞、倒虹吸和輸水管道等非明渠段。一級水源保護區(qū)范圍按工程外邊線向兩側(cè)各外延50m劃定，二級水源保護區(qū)范圍按工程外邊線向兩側(cè)各外延200m劃定。隧洞、倒虹吸等保護區(qū)范圍邊線與明渠段保護范圍邊線銜接時，用直線連接兩邊線，并使直線與明渠段邊線呈45°（或135°）夾角，該直線段為連接段保護區(qū)范圍邊線。二級水源保護區(qū)范圍因建筑物本身長度、上下游工程類型不同，其保護區(qū)范圍各有不同，各建筑物二級水源保護區(qū)劃定范圍如下：

吳莊隧洞、漕河渡槽、崗頭隧洞、釜山隧洞4座建筑物二級水源保護區(qū)范圍由工程外邊線向兩側(cè)外延200m；滹沱河渠道倒虹吸、唐河渠道倒虹吸上、下游為抽水外排段，其二級水源保護區(qū)范圍由工程外邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延2000m，右側(cè)外延1500m；磁河渠道倒虹吸、沙河（北）渠道倒虹吸、孟良河渠道倒虹吸、漠道溝渠道倒虹吸、瀑河渠道倒虹吸、中易水渠道倒虹吸、西市隧洞、南拒馬河渠道倒虹吸、北拒馬河渠道倒虹吸9座建筑物上、下游為內(nèi)排明渠段，二級水源保護區(qū)范圍由工程外邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延3000m，右側(cè)外延2500m。其余14座建筑物同上下游的一般明渠段，其二級水源保護區(qū)范圍由工程外邊線向兩側(cè)外延1050m。

3.2 無排水明渠段

無排水明渠段一級水源保護區(qū)范圍按工程管理范圍邊線向兩側(cè)各外延50m劃定，二級水源保護區(qū)范圍按工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延1050m。無排水明渠段與內(nèi)、外排水渠段保護區(qū)邊線銜接時，用直線連接兩邊線，并使直線與排水渠段保護區(qū)邊線呈45°（或135°）夾角，該直線段為連接段保護區(qū)范圍邊線。

設計地下水位低于總干渠渠底的渠段長150.533km，一級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延50m，二級水源保護區(qū)范圍因上下游工程類型不同，其保護區(qū)范圍各有不同。其中：0.033km上、下游為抽水外排段，其二級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延2000m，右側(cè)外延1500m；4.492km上、下游為抽水內(nèi)排或自流內(nèi)排段，其二級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延3000m，右側(cè)外延2500m；146.008km二級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延1050m。

3.3 排水明渠段

內(nèi)排明渠段一級水源保護區(qū)范圍按工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延200m劃定；外排明渠段一級水源保護區(qū)范圍按工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延100m劃定。

二級水源保護區(qū)范圍，根據(jù)地下水滲流公式進行測算。滲透系數(shù)、給水度等水文地質(zhì)參數(shù)均采用南水北調(diào)中線總干渠水文地質(zhì)勘察資料進行分析整理，見表1。

內(nèi)排明渠段左岸二級保護區(qū)根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件和地下水質(zhì)點10年流程線按所給公式計算，計算結(jié)果以500m為一檔，不足500m的上靠一檔。從計算結(jié)果看，計算范圍在2048～2948m之間，考慮地下水的流向一般由左岸流向右岸，為保護總干渠水源安全，最小范圍不宜小于3000m。右岸二級保護區(qū)范圍比左岸二級保護區(qū)范圍減少500m。南水北調(diào)中線京石段內(nèi)排明渠長38.274km，二級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延3000m，右側(cè)外延2500m。

表1 南水北調(diào)中線京石段總干渠排水明渠段最小保護范圍計算成果

外排段左岸二級保護區(qū)根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)條件和地下水質(zhì)點5年流程線按所給公式計算，計算結(jié)果以500m為一檔，不足500m的上靠一檔，但最小范圍不宜小于2000m。考慮地下水流向一般由左岸流向右岸，右岸二級保護區(qū)范圍比左岸二級保護區(qū)范圍減少500m。南水北調(diào)中線京石段外排明渠長12.207km，二級水源保護區(qū)范圍由工程管理范圍邊線向兩側(cè)外延，左側(cè)外延2000m，右側(cè)外延1500m。

4 結(jié)語

（1）針對輸水工程的特點，對南水北調(diào)中線京石段總干渠水源保護區(qū)的劃定原則、劃定方法及劃定方案進行了介紹，可作為其他輸水工程水源保護區(qū)劃定的參考依據(jù)。

（2）南水北調(diào)中線京石段總干渠水源保護區(qū)劃定范圍大于計算區(qū)域，可結(jié)合當?shù)貙嶋H情況適當縮小，但在工程運行期應加強觀測，出現(xiàn)問題及時處理,以保證總干渠水質(zhì)安全。

［1］HJ/T338—2007，飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB/T14848—93，地下水質(zhì)量標準［S］.

［3］GB3838—2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標準［S］.

［4］河北省水利水電勘測設計研究院.南水北調(diào)中線一期工程河北省段（邢石界～冀京界段）總干渠兩側(cè)水源保護區(qū)劃定技術(shù)報告［R］.2012.

［5］河北省水利水電勘測設計研究院.南水北調(diào)中線京石段應急供水工程總干渠渠道初步設計報告［R］.2010.