分散式農村地下水水源選址技術的應用

劉春洋

(彰武縣水利事務服務中心，遼寧 彰武 123200)

0 引 言

經濟的快速發展和城鎮化建設的持續推進，使得水生態功能退化、工業廢水與生活污水排放等問題日趨突出，飲水安全問題越來越引起農村居民的普遍關注。水源地的周邊環境與農村飲用水水源安全直接相關，而水源安全直接影響著飲用水質量，這關系到經濟社會的長遠發展及整個社會的和諧穩定，同時與家庭幸福度、居民身心健康密切相關，因此非常有必要保護好農村飲用水水源[1]。雖然我國正式出臺了有關水環境保護、水污染防治、地下水質量、水源保護區劃等技術標準及法規，但缺乏系統完整的選擇、建設和管理農村水源地的指導意見，從而使得利用、保護和開發農村水源地工作處于被動地位[2]。分散式地下水源的供水人口不超過1萬人或日供水規模為1000m3，這種水源地為遼寧地區農村用水的主要來源，占總飲用水源的90%。近年來，由于不合理的選擇地下水水源地，進一步加劇了遼寧省農村水資源浪費、水位下降、地下水污染等問題，地下水不達標的現象普遍存在，并且尚未頒布水源選址的有關規范[3]。為有效保護生態環境、促進水資源的可持續利用以及保證廣大群眾喝上放心水，科學規范的解決水源地選址問題已成為當前的研究熱點[4]。文章依據遼寧省農村飲水實際狀況，按選址時間順序歸納總結選擇、建設、管理現有分散式地下水水源地的技術規范，在此基礎上提出行之有效的水源地選址技術，為提高水源選址的規范性、減少選址工作的選擇性以及積極推進農村飲水安全工作提供決策依據。

1 水源地的選擇

1.1 分散式農村地下水水源地

一般地，分散式地下水水源地的保護區為取水口周圍30-50m范圍，其供水規模不超過1000人，未配置或者配有簡易的凈水設施向村、鄉鎮供水。其中，規劃飲用水水源地、備用和現用地下水源為常見的水源地類型，按照不同的供水方式又分為單戶或聯戶、單村、聯片、聯村等形式，以下簡稱為“水源地”。

1.2 水源地的類型與特點

1)數量多、分布廣、規模小為分散式地下水水源的典型特征，這種水源地在遼寧省農村飲水安全保障體系中所占比例較高。農村水利與供水安全成為遼寧省“十三五”規劃農村飲水提質增效的重點方向，計劃投資30.26億元，建設實施5610處水源工程，其中90%以上為分散式水源地。

2)大部分水源地的水量充沛。遼寧省分布有太子河、饒陽河、遼河、渾河、大凌河等河流，河網水系密布且地表徑流發育，東南部與渤海相鄰降水量充足，中部平原的降水量適中其地下水資源豐富，西部與蒙古高原相連降水稀少且風沙干旱嚴重。

3)普遍存在高砷、高氟的水質問題。受農村地區衛生條件限制，汛期降水時極易發生水環境污染，這主要體現在細菌菌落總數及有機物超標兩方面，對農村居民的身體健康產生潛在威脅。此外，農村居民生活用水以傳統的一戶一井取水方式為主，生活用水、污水和垃圾在小范圍內循環，其衛生條件差且無法保證飲水質量，季節性缺水以及高砷、高氟、苦咸、水污染等問題突出，取水不便、水量不足、水源保證率低對居民生活產生嚴重影響。

4)環境風險較高，水源保護區的環境整治力度低、監控設施落后且未形成統一的取水構筑物建設標準。因此，根據遼寧省農村飲水實際狀況，按選址時間順序歸納總結現有分散式地下水水源地技術規范，從而提出科學規范的水源地選址技術。

1.3 選址原則

充分考慮以人為本的地下水開發利用原則，應選擇便于衛生安全保護、水質優良、水量豐富的地域作為地下水水源地。根據遼寧省地貌形態和地形特征，遵循以下原則實施水源地的選址與建設：原則一，堅持山澗泉水、深層和淺層地下水的順序選擇不同類型的水源地；原則二，地形條件允許的情況下，以重力流泉水為優先選擇的水源地；原則三，優先選取村莊、鄉鎮上游作為水源地的地理位置；原則四，在滿足水量、水質要求的條件下，優先選取維護、運行和施工方便的地區。

1.4 選址調查與勘察

現場調查和資料收集為比較常用的調查方法，以調研、資料收集為主最大程度的利用現有資料，并以現場調查為輔補充完善相關的調查數據。

1)資料收集。收集相關資料合理選擇水源地，全面收集相關部門、地方政府和國家的統計數據、相關規劃、調研報告、調查成果、設計材料、專著、年鑒等，系統分析水文地質、河流水系資料擬定待比選的水源地方案。充分搜集比選方案優良地區的地下水水質分析成果，統計整理擬建水源地附近的鉆井資料，對擬建水源地的水質狀況、富水性和含水層特征做初步確定，在此基礎上準確判定水質、水量是否達到設計要求。

2)現場調查。通過對現有資料的充分分析，為合理確定水源地位置還要想當地主管部門咨詢。采用現場調查法補充周邊污染狀況、供水設施、當地居民了解水源情況、供水單位等基礎資料，實地水樣采集、定位和調查等。根據以下要求對水源地初選位置30-50m范圍內的現場條件分析：不應存在污水排放口以及與取水設施無關的建筑物，對于已存在的排污口和無關建筑物要予以拆除；不應存在墓地和農牧業活動區，不存在堆放或傾倒有害廢棄物、糞便、鄉村垃圾、工業廢渣等行為；不應存在油庫和輸油管道、輸送污水的渠道通過該地區。總而言之，水源地初選地址必須滿足以上有關規定。

3)選址勘察。采用對比分析的方法對初步確定的待選水源地地址分析，其中場址選擇和比較的依據為主要工程地質資料。擬建地下水水源地場址位于饒陽河、大凌河、太子河、渾河、遼河等流域及其主要支流河谷平原，以及大連、丹東、營口等地下水資源豐富區時，水源地水量可以達到用水量設計要求，在滿足現場調查條件下優先選擇擬建水源地場址；擬建地下水水源地場址位于降水稀少且風沙干旱嚴重區時，如喀左縣、大洼縣、盤山縣、義縣、朝陽縣、彰武縣、北票市等地下水富水性貧乏，要全面調查水資源條件及充分搜集水文地質資料。將探采結合井布置于平原區時要實行工程物探勘察和抽水試驗，布置于殘山分布區或山丘區時要實行工程物探勘察。在查明周圍含水層分布特征的情況下選擇地下水水源地場址，此區域要具有相對較好的富水性。

1.5 工程物探與抽水試驗

根據DL/T 5010標準規定的工程物探勘察方法探測初步選定的擬建地下水水源地，按照有關要求形成物探報告。開采目的層層位依據物探成果初步確定，選擇的地下水水源地為富水性相對較好、分布穩定且含水層較厚的備選地域，準確測量井深，通過對物探成果的分析確定設計水量不低于允許開采量[5]。

采用水位穩定時間不少于24h的最大降深穩定流抽水試驗，對探采結合井測試，抽水試驗的其它技術要求按GB 50027標準執行[6]。此外，為判定過濾管孔隙率是否合理以及準確獲取抽水期間涌入孔中的沙量，抽水試驗開始前、結束后均要測量孔深，并且在抽水試驗結束前宜采集水質分析所需的水樣。

1.6 水質水量要求

水源地取水量和供水量的確定依據是SL 310標準，其中允許開采的水量為取水量的最大界限，在單一水源水量無法達到設計水量要求的情況下可以實行調蓄或多水源措施。以不低于10%-20%的設計水量作為備用井取水量，GB/T 14848規定的Ⅲ類標準屬于水源水質的基本要求；在沒有其他可以利用水源且水質不達標的條件下，選擇的水源經過處理后要達到Ⅲ類水質要求，若水質無法達到以上要求則不宜作為飲用水水源。

2 水源保護區的建設管理

對于遼寧省水源保護區的建設與管理相關內容利用現場調查的方法深入分析，并對有關指南、規范和法規要求利用資料分析的方法全面探究，在此基礎上提出科學有效的建設管理方法。

2.1 取水構筑物

按照不同的功能將地下水取水構筑物分為泉室、滲渠、機井等類型，其中輻射井、大口井和管井屬于常見的機井類型，并以管井的應用最為廣泛。根據SL 310有關規定合理選擇取水構筑物類型和提水設備，科學設計井蓋、井臺、散水坡和井位，并且輻射井和大口井的設計應符合有關要求，執行GB 50296及SL 256相關規定設計管井、輻射井和大口井；此外，執行GB50013-2006的規定合理設計泉室。

2.2 監控能力

將監測點設置于水井處，由于封井等條件限制現有水源無法滿足監測條件的情況下，可以將監測點設置于水廠匯水池處。依據每年的水環境監測計劃合理確定監測頻次及指標，執行GB 5750標準采集、檢測和保存水樣。

2.3 保護區劃分、標志

一級保護區的劃分執行HJ/T 338的要求，保護區劃分半徑在含水介質為細砂的情況下取30-50m，水源保護區的宣傳牌、交通警示牌、界標等標識應符合HJ/T 433標志技術要求。

2.4 隔離防護與環境整治

將隔離防護設施設置于人類活動頻繁的一級保護區范圍，地下水水源地有道路交通穿越的情況下，宜在保護區內建設應急池、事故導流槽和防撞護欄等設施。此外，要采取防泄漏措施對穿越保護區的輸氣、輸油管道處理，特殊情況下還要建設事故導流槽[7]。

為有效防止有害廢棄物堆放、污水排放、人工回灌、地下處置、地下水過度開采及污染等導致的地下水質惡化，執行HJ 2032標準保護水源地環境。

3 結 論

針對農村飲水安全問題提出了科學有效的水源地選址技術，有利于保證農村飲水安全及促進新農村建設。文章結合遼寧省農村飲水實際情況，全面總結與概括了水源地現有選址技術，在此基礎上明確了水源地保護范圍和分散式水源地的概念，結果表明建立的規范化水源地選址技術具有較強的可行性與適用性。