黎城縣李莊集中式飲用水源地保護區劃分研究

劉彥伶 馬宗瑤 郭隆鑫 吳鵬飛 張馳

摘 要：本文在文獻查找和實地調查相結合的基礎上，對黎城縣李莊進行實地調研。全面收集李莊集中供水工程水資源利用及保護情況、水源地環境及水質狀況的基本資料，詳細調查水源地污染源分布及排放情況，對水源地水質狀況進行評價，劃分水源地保護區，擬定水源地保護目標，按地下水承壓完整井流公式計算一級保護區半徑R值為22m，保護區面積S值為0.0015km2，保護區周長L值為138km，不設二級保護區。建立并完善了黎城縣李莊集中式飲用水源地保護區。

關鍵詞：水源地；生態環境；現場調查；保護區劃分

一、研究背景

我國現階段由于水源污染而引起的社會問題相當突出，飲用水源地保護問題已成為國計民生的首要問題。

國務院明確要求環保工作要以飲用水安全為重點，加強水污染防治工作，指出“以飲用水安全和重點流域治理為重點，加強水源污染防治，要科學劃定和調整飲用水水源保護區，加強飲用水水源保護，建設好城市備用水源，解決好飲用水安全問題。

二、研究意義

水是人類生命之源，水資源是眼下地球最重要的自然資源之一，與人類生產生活密不可分，安全的水環境是維持生態可持續發展的重要條件。伴隨著工業經濟飛速發展的趨勢，世界人口增速加快，資源供需矛盾日趨嚴重。全球范圍內的環境污染、生態系統破壞等環境問題已經成為當今社會不得不關注的世界性主題。

三、研究目的

本次研究旨在對集中式飲用水水源保護區劃分方法進行應用研究，并以黎城縣李莊為實例，通過構建水質模型，分析水源地現狀。從而為類似地形條件下的保護區劃分提供借鑒，也為當地水源地保護與研究提供依據。

黎城縣李莊的現用水源井投入使用時間較為久遠，水源地水源井現狀與現行標準《飲用水水源保護區劃分技術規范》（HJ/T338-2007）的要求不統一，且由于城市化進程的加快和城市框架的大幅擴展，城市建設活動對該地區的影響不斷加深，使該區域面臨越來越大的生態壓力，水源地的環境污染問題也日益突出。

因此，依據國家現行標準，在考慮區域范圍和整體生態環境的情況下，有必要對水源地進行水源地保護區規劃，對飲用水水源地加以保護，以確保生活飲用水水源的環境安全，實現城市的可持續和諧發展。

四、研究內容

基于水源保護區劃分相關技術規范，結合地域實際情況，對水源井周圍水質的污染情況進行分析，對水源地保護區劃定進行研究，主要研究過程如下：

（1）通過資料收集整理，對水域保護規劃的方法進行分析探索，通過研究國內外水源保護區技術發展現狀及水質數學模型研究現狀，對水源保護區劃分的技術方法進行總結與分析歸納。

（2）對水源地水文情勢、地質地理、生態環境、人口經濟發展、污染現狀等資料進行詳細調查收集，應用收集的數據資料進行研究。

（3）綜合分析研究河段水文條件后，以技術規范為原則，對水源地保護區進行劃分。

（4）通過計算，將所得劃分范圍進行對比分析研究，得到最優的水源保護區范圍。

（5）通過水源保護區劃分研究為黎城縣李莊飲用水水源保護區的劃定、更新、管理、保護與利用提供科學依據。

五、水源地保護區計算

李莊集中供水水源井一級保護區半徑R?計算

孔深627.22m

靜止水位埋藏深度：242.0m

動水位埋藏深度：287.0m

降深：45.0m

涌水量：1200m3/d

含水層厚度：100.0m

鉆孔半徑：0.09m

李莊水源井降深45.0m，不需要扣除無效降深△S值（也稱為水躍值），理由奧陶系巖溶水頭壓高于隔水頂板281m，隔水頂板以上石炭、二迭系地層井壁實管外周圍全部采用水泥漿止水，管中水流通暢，沒有井損耗水頭及影響水量減少現象，不需要扣除無效降深△S值。

1.求滲透系數K及影響半徑R值

K=0.366Q（LgR-Lgr）/ms

=0.366×1200（lg262-lg0.09）/100×45

=439.2×3.46/4500

=0.34m/d

R=10S

=10×45

=262m

2.水源井一級保護區半徑R?計算：

經驗公式為：R?=α×K×I×T/n

求水力坡度：I=S/R

=45/262

=0.172

給水度（也可用裂隙率替代）：根據辛安泉徑流區奧陶系石灰巖巖溶裂隙、溶洞發育特征，經驗值n范圍0.1-0.8，李莊水源井開采奧陶系中統石灰巖巖溶裂隙水，n=0.39。

R?=α×K×I×T/n

=1.5×0.34×0.172×（100/0.39）

=22m

李莊水源井一級保護區半徑R?=22m

六、水源地保護區劃分方案

李莊集中供水水源井一級保護區劃分方案

1.一級保護區邊界范圍

李莊水源井一級保護區水文地質條件分折：根據抽水資料及所開采埋藏深度523m以下奧陶系巖溶水，結合水源井采水段頂板為巨厚的石炭系、二迭系、第三系、笫四系地層所覆蓋，碎屑巖類及松散巖類地層分布泥巖、泥質砂巖及粘性士為隔水層。故計算的李莊水源井一級保護區半徑R?=22m是符合實際的。

李莊水源井是黎城縣2010年飲用水安全重點工程，水源井位于管理站院內大門右側距離院墻3米，泵房左側為300立方米圓形蓄水池一座，由于承壓水不易受到外界環境影響，一級保護區邊界范圍，以供水井為中心，水源井半徑22m圍成的圓形區域為邊界，邊界點坐標為：

2.一級保護區面積及周長（用于保護的圍欄圍網建設）

3.14×2×22m=138 km

七、水源地保護區劃分結果

李莊集中供水水源地供水井含水層組為裂隙承壓水，按地下水埋藏條件劃分為“承壓水”，按地下水承壓完整井流公式計算一級保護區半徑R值為22m，保護區面積S值為0.0015km2，保護區周長L值為138km，不設二級保護區。

八、結論

合理劃分水源地保護區對該水源地開展污染防治，保障水源安全的重要措施之一，本文綜合考慮李莊水源地水文特征，結合具體地形特點，使用類比經驗法進行計算，通過計算結果獲得該水源地保護區范圍劃分依據，對黎城縣李莊進行水源地保護區劃分，研究結論如下：

1、通過計算得到保護區范圍，劃定時以《飲用水水源保護區劃分技術規范》（HJ/T338-2007）及《飲用水水源保護區標志技術要求》（HJ/T 433-2008）中規定的保護區面積大小作為劃定保護區的最小范圍，最后劃定的保護區范圍內水質良好，全部指標達到《地下水質量標準》（GB/T 14848-93）Ⅱ類標準。

2、李莊集中供水水源地供水井含水層組為裂隙承壓水，按地下水埋藏條件劃分為“承壓水”，按地下水承壓完整井流公式計算一級保護區半徑R值為22m，保護區面積S值為0.0015km2，保護區周長L值為138km，不設二級保護區。

本文對黎城縣李莊水源地保護區劃分進行了針對性研究，能夠很好的滿足當地對水源地規劃的要求，為黎城縣李莊集中式飲用水水源保護區的劃分提供依據，也為相似地形的水源地保護區的規劃提供了參考。

作者簡介

第一作者：劉彥伶，中北大學朔州校區。第二作者：馬宗瑤，中北大學信息商務學院。郭隆鑫，中北大學朔州校區。吳鵬飛，中北大學朔州校區。張 馳，中北大學朔州校區。

（作者單位：中北大學朔州校區；中北大學信息商務學院）