萊蕪市羊里水源地補源方案比選

李月明 朱應杰

萊蕪市羊里水源地補源方案比選

李月明 朱應杰

羊里水源地是萊蕪市的大型水源地，評價儲量為6萬m3/d，位于萊城西北20km處，其范圍北起羊山子，南至匯河，東起城子縣村東的匯河，西和寨里鎮(zhèn)接壤。地形上為東北—西南微傾斜的山前平原。含水層為中細砂、中粗砂及卵礫石，系第四系孔隙水，除為魯中冶金礦山公司供水外，還為萊城電廠、當?shù)卮彐?zhèn)生活及工農業(yè)供水。近幾年降水偏少，地下水的補給條件發(fā)生了顯著變化，加之工農業(yè)用水量加大，導致地下水的過量開采，造成了以張礦13眼工業(yè)井為中心的較大面積的地下水降斗區(qū)。為了緩解工農業(yè)用水矛盾，保護水源地，采取了回灌補源措施，收到了良好的補源效果。

一、回灌補源的條件和原因

羊里水源地內有工業(yè)井13眼，農用機井140眼，由于長期干旱和超采地下水，地下水位逐年下降，截至2014年地下水平均下降了4.96～5.52m，比限制開采水位降深3.68m多降了1.84m，特別是工業(yè)井開采區(qū)，出現(xiàn)了較大范圍的地下水降斗區(qū)，其范圍北起雪野灌區(qū)羊山子管理站以南，南至大增村北營子一線，東起城子縣村東的匯河，西至院上、倉上，面積9km2，最低水位達到了178.82m，水位下降了7.71m。13眼工業(yè)井中有7眼不能抽水，農用機井有27眼抽不上水，工農業(yè)用水矛盾更加突出。因此，對羊里水源地采取補源措施是十分必要的。

在羊里水源地的上游，雪野水庫放出的水有200萬m3，可用于補源，具備了補源的水源條件。

二、回灌補源的可行性分析

從羊里水源地的水文地質條件入手，以有關實測資料為依據(jù)，全面系統(tǒng)地分析各種回灌補源方案的可行性。

1.良好的儲水條件

水源地內含水層為第四系沖積、沖積—洪積物的中細砂及中粗砂夾河卵石，含水層為兩層，兩層之間以厚度為2～7m的砂質粘土或粘質砂土為相對隔水層，在下層含水層的底部為砂巖及泥質頁巖做隔水底板，該水源地具有良好的儲水條件，為實施補源提供了良好的儲水空間。

2.具有接受垂向補給的條件

水源地的兩個含水層在一定程度上形成了相對隔水層，但相對隔水層仍具有一定的滲透能力。上層覆蓋的砂質粘土或粘質砂土的滲透性能，由羊里水源地渠水位—地下水位關系圖（圖略）上得到驗證，當水源地每次地面灌溉后，地下水位上升0.3～0.6m。下層覆蓋的砂質粘土或粘質砂土的滲透性能，兩含水層具有同一水位就是例證。它不僅反映了兩含水層的水力聯(lián)系，而且也反映了兩含水層之間的相對隔水層的滲透性能，因此羊里水源地具有接受垂向補給的條件，這為地面灌溉回灌補源提供了依據(jù)。

3.具有接受側向補給的條件

羊里水源地的側向補給以匯河為主，匯河在水源地東北的山口村出山后，自北而南至成子縣附近折向東南，至增家莊附近又以90°折向西流，形成“鉤”形，水源地被鑲嵌在鉤形內。水源地的兩個含水層與現(xiàn)代河床砂層連通，所以匯河對控制羊里水源地的水文地質條件起了主導作用，這在羊里水源地城子縣北的河水與地下水關系實測縱剖面圖（圖略）得到了驗證。水源地上游雪野水庫的壩基滲漏，對水源地的側滲補給起了很好的調劑作用，匯河由季節(jié)性河流成為常年河流，僅在特枯年河床斷流，失去補給條件。另外，雪野灌區(qū)西干渠從水源地北邊穿過，干渠輸水滲漏對水源地也有一定補給。總之，羊里水源地具有接受側向補給的良好條件，這為庫水入河對羊里水源地補源提供了依據(jù)。

三、補源方案的分析選擇

1.用地面灌溉補源方案

為兼顧工農業(yè)用水，緩解工農業(yè)爭水矛盾，可考慮水源地降斗區(qū)范圍內9km2的10000畝小麥實行地面灌溉，農業(yè)用水暫不用地下水，地下水只供工業(yè)用水。

優(yōu)點：工農業(yè)用水分別用地下水和地上水，避免了同時抽取地下水的相互抽水影響；灌溉后，灌溉水量的13.8%可轉化為地下水，補給水源池；采用地面灌溉后，當?shù)厝罕娨淮喂?jié)省電費支出近萬元。

缺點：付家莊以南自流渠系破壞嚴重，修復工程量大，用工多，短時間難以完成；需修復經(jīng)費70萬元，投資多。

2.庫水入河補源方案

從地質構造上看，在水源地的北部為構造剝蝕低山丘陵地帶，基巖裸露，巖性為前震旦系花崗片麻巖、下寒武系灰?guī)r及頁巖、燕山期閃長巖，分布在羊山子至孟家洼一帶。由于秦安至口鎮(zhèn)弧形斷裂影響巖石烈隙發(fā)育，在水源地東南西北向的地質剖面上，隔水底板形成了凹形斷面，靠近底板的充填物除有少量亞粘土外，其余為中粗砂夾河卵石，構成了良好的匯河水補源通道。

優(yōu)點：庫水入河與地方灌溉補源相比，水的補源率高，地下水位回升，對水源地有一定保護作用；補源的河水先滲入地下水降斗區(qū)，首先保證了工業(yè)用水；通水河段近萬株落葉枯樹得到了灌溉復生。

缺點：水的有效利用率比灌溉補源低，增加了河道輸水損失；農業(yè)用水機井抽，增加了電費近萬元。

3.最優(yōu)補源方案的確定

從上述分析比較中可以看出，地方灌溉補源，水的有效利用率高，既保證了農業(yè)用水，又保證了工業(yè)用水，同時又節(jié)省了農業(yè)灌溉抽水電費，是可取的補源方案，但是付家莊以南地片的自流灌溉渠系都已平整種地，短時修復不論從人力上還是物力上都是不現(xiàn)實的。庫水入河補源方案首先保證了工業(yè)用水，地下水位回升，對水源地有一定保護作用，但增加了電費。因此最優(yōu)補源方案的確定要從水源地的實際情況出發(fā)，既要吸收地方灌溉補源的優(yōu)點，又要避免過大工程投資；既要保護水源地，保證工農業(yè)用水，又要避免過多的抽水電費。羊里水源地最優(yōu)的補源方案是：從羊山子管理站以南，付家莊村前以北，城子縣東北，灌溉渠系保存向好的地片實施地面自流灌溉，并對付家莊村前村后的坑塘灌水。計劃從西干引水自流灌溉小麥5000畝，坑塘存水25萬m3，從坑塘提水灌溉2000畝，其余降水區(qū)范圍內的3000畝麥田，由庫水入河對水源地補源后，由農用機井抽水灌溉，工業(yè)用水日取水1.44萬m3。

四、補源方案的實施

通過補源，雪野水庫放水182萬m3，灌溉了羊里水源地地下水降斗區(qū)內的10000畝小麥，工業(yè)抽水23萬m3，并且使水源地地下水位平均上升了0.29m，保護了水源地，達到了預期的補源效果，保障了供水安全、糧食安全和生態(tài)安全，由此證明制定的補源方案是合理的

（作者單位：山東省萊蕪市水利與漁業(yè)局 271100）