高壁水源地集中式飲用水水源井調整技術應用

賀勝義

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

0 引言

安澤高壁飲用水源地分布于沁河安澤城區段東北側2.5 km的沁河北岸和南岸，規劃有8口水源井。1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）號水源井分布在高壁村沁河北岸，4（G2）號分布在東莊村西北的沁河南岸，1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號水源井于1994—2014年建成投入使用，設計總供水量約 6 000 t/d，7（G5）、8（G6）號水源井為規劃水源井，目前尚未建設。已建成的 1（Z1）、2（Z2）號水源井為備用水源，設計日供水量960 t/d；3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號為正常供水的水源井，設計日供水量 3 456 t/d，實際供水量約2 600 t/d。

2007年安澤縣政府按照國家水污染防治法要求，依據國家《飲用水源保護區劃分技術規范》（HJ/T 388—2007），對高壁飲用水源地進行了飲用水源保護區劃分。劃分結果：一級保護區為一不規則的多邊形，周長7 312 m，面積1 638 056 m2；二級保護區也為一不規則的多邊形，周長 6 133 m，面積1 826 312 m2，2009年12月8日取得省政府批復[1]。保護區劃分見圖1。

1 調整原因

圖1 安澤高壁集中式飲用水源地保護區劃分示意圖

停建多年的國高網某高速公路于2015年啟動建設，安澤段公路建設的特大橋穿越一級保護區約590 m（樁號：K73+470—K74+060），穿越二級保護區約 670 m（樁號：K74+500—K75+170）。另外，縣城北環公路和高速引線同時穿越高壁飲用水源一、二級保護區，見示意圖2。依據國家水污染防治法“一級保護區內不得建設與供水無關的建設項目，已經建設的，由縣級以上人民政府責令拆除或關閉”的規定，某高速、縣城北環公路和高速引線，均違反了國家水污染防治法規定，但某高速公路沁河大橋路線設計已無法繞避，縣城北環公路和某高速引線已開始建設，如若重新選線則會造成巨大的經濟浪費[2]。因此，從最小經濟代價角度出發，只能以調整一、二級水源地范圍的方式解決問題。通過使用物理電法探測診斷和地形測量等手段，4次現場實地踏勘調研論證，提出最終水源井調整方案。

圖2 環城路與高速及引線穿越安澤高壁飲用水源一、二級保護區

2 供水情況

高壁集中式飲用水源主要供安澤縣城的居民飲用、城區生態和商業服務業用水。在用和規劃的8眼水源井，由西南向東北沿沁河北岸依次排列為1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）、7（G5）、8（G6）號，井距約400 m，沁河南岸為4（G2）號水源井，水源井原水水質符合國家《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—85）要求，各水源井的基本情況如下：

a）1（Z1）、2（Z2）號水源井建設于 1994 年，井深100～130 m，主要開采二迭系石千峰的砂巖裂隙水，兩個水源井目前為備用水源，實際供水能力為40 t/h（各 20 t/h）。

b）3（G1）、4（G2）號水源井建成投用于 2009 年，井深為380 m、451.8 m，主要開采二迭系石河子和石千峰組的砂巖裂隙水，實際可供水量為72 t/h（各36 t/h）。

c）5（G3）、6（G4）號水源井建成投用于 2014 年，井深為381 m、450 m，主要開采二迭系石河子和石千峰組的砂巖裂隙水，可供水量為72 t/h（各36 t/h）。

d）規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井目前尚未建設，兩井設計井深為450 m，設計供水量為72 t/h（各36 t/h）。

3 供水方式

1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）號水源井原有提水設備健全，供水管線已經聯網，水源井至凈水車間管網口徑為DN315 mm PE管道，總長約2.6 km，凈水車間經二氧化氯發生器殺菌消毒后存儲于1 300 m3的儲水池，然后提升至兩個400 m3的高位蓄水池，通過高位壓力入城區供水管網后進入用戶。供水結構見圖3。

圖3 水源地供水結構示意圖

4 水源井調整方案

根據調閱沁河南北岸已有的水文、地質資料，選擇兩個地塊進行實地物理探測驗證，結合地形、地貌等條件，編寫了詳細的《安澤高壁水源地地球物理勘測報告》，經過行業專家4次論證，4次調整，最終確定某高速穿越安澤城區飲用水水源保護區水源井調整方案[3]。

4.1 第一次調整

初次調整方案以替代現有供水規模為前提，適當考慮規劃水量，提出如下解決辦法，見圖4。

圖4 第一次調整方案示意圖

取消高壁水源地原規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設。關閉 5（G3）、6（G4）號正常供水的水源井，關閉水量 72 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）號水源井，保留可供水量112 t/h。

在沁河南岸神南村、東莊村一帶新建3口水源井（新 6、新 7、新 8 號），替代 5（G3）、6（G4）號以及規劃的 7（G5）、8（G6）號水 源井，替代供水量108 t/h。新建的3口水源井，設計井深約400 m左右，設計單井出水量36 t/h，水質符合國家《地下水質量標準》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，設計新建的3口水源井，水文地質實地物探后定位。

4.2 第二次調整

對原水源調整初步方案考證，仍以替代現有供水規模為前提，進一步考慮關閉與替代水源井布局的合理性，提出如下調整方案。見圖5。

圖5 第二次調整方案示意圖

取消高壁水源地原規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設。關閉6（G4）號正常供水的水源井，關閉水量 36 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）號水源井，保留可供水量148 t/h。

在沁河北岸現供水的 1（Z1）～3（G1)號水源井間新建兩口水源井：新7、新8號，替代6（G4）號以及規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，替代供水量約80 t/h。新建的 7（G5）、8（G6）號兩口水源井，設計井深約400 m左右，出水量不小于40 t/h，水質符合國家《地下水質量標準》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，兩口設計新建的水源井，經水文地質物探后定位。

4.3 第三次調整

經實地踏勘調查，根據自來水公司、縣城建局、縣水利局提供的新資料和咨詢意見，對第二次提出的調整方案進行優化，調整方案確定如下，見圖6。

圖6 第三次調整方案示意圖

取消高壁水源地原規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設。關閉1（Z1）號備用供水的水源井，水源井已經報廢無法供水，關閉水量20 t/h，保留已建成的 2（Z2） 號備用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號主供水源井，保留可供水量 164 t/h。

優選方案是在沁河北岸現供水水源1（Z1）～3（G1）號水源井間新建兩口水源井：新7、新8號，新增可供水量約80 t/h，替代原規劃但未建設的7（G5）、8（G6）號和關閉的 1（Z1）號水源井，備選方案是在東莊4（G2）號井的西側地帶布設兩口水源井：新7、新8號，可供水量80 t/h。新建的兩口水源井，設計井深約400 m左右，出水量約40 t/h，水質符合國家《地下水質量標準》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，所選兩個區塊各設計的兩口新建的水源井，經物理探測驗證后，確定水源井布置的區塊和具體的井位。

4.4 第四次調整

為進一步論證第三次水源調整方案的合理性，針對兩個選擇地塊進行實地物理探測驗證，確認“首選方案沁河北岸地塊優于備選方案的沁河南岸地塊，單井保證水量約為40 t/h”。因此，最終調整方案確定如下，見圖7。

圖7 第四次調整方案示意圖

取消高壁水源地原規劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設。關閉1（Z1）號備用水源井和6（G4）號水源井。1（Z1）號水源井已經報廢無法供水，關閉水量 20 t/h，6（G4）號供水水源井關閉水量 36 t/h，保留已建成的 2（Z2）號備用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）號主供水源井，保留可供水量128 t/h。

根據物理勘探驗證結果，為滿足128 t/h的水量，設計在沁河北岸現供水水源 2（Z2）～3（G1）號水源井間建設新1、新7、新8號、新6號4眼水源井，替代原 1（Z1）號、6（G4）號水源井和規劃未建的7（G5）、8（G6）號水 源 井 ，4 眼 水 源 井設 計 井 深350 m，新1、新7、新8號水源井分布在沁河北岸的2（Z2）～5（G3）號水源井間，單井出水量不小于36 t/h；新6號水源井布置在沁河南岸的2（Z2）～新8號水源井間的對岸，設計井深400 m，單井出水量不小于30 t/h，4眼水源井可采水量135 t/h。某高速引線因受原1、2號水源井一級保護區邊界限制，拓寬段終止在西北環隧道東口的600 m以外。

4.5 供水管網調整

根據高壁水源地水源調整供水可行性研究報告，編制水源調整供水工程初步設計。調整后的水源井利用新增和原有管線連接，進入主儲水池，管道口徑仍采用與原管網匹配的DN315 mm PE管網。調整后輸水管網系統見圖8。

圖8 水源井調整后管網布局示意圖

5 結論

安澤高壁水源地集中式飲用水水源井調整，關閉在用的1、6號和取消規劃的7、8號4眼水井，以滿足128 t/h出水量及水質符合國家《地下水質量標準》（GB/T 4848—93）Ⅲ類目標。經過現場踏勘調查和物探、測量等工作，確認在沁河南北岸布設新1、新6、新7、新8號替代水源井井位設置合理，4眼新水源井預計出水量可達138 t/h，滿足關閉原來4眼舊水源井的水量要求。由于新水源井布設于原水源地范圍內，依據現有水源井多年的水質分析結果，新的4眼水源井水質可滿足國家標準Ⅲ類要求。

本項目水源地水源井經過4次調整論證新水源井位置，確定了最終合理的水井設置方案，為重新調整劃分高壁水源地一、二級保護區范圍奠定了基礎，項目的實施為妥善解決水源地替代水源提供了經驗借鑒。