農村飲水安全工程取水水源可靠性論證分析

關麗娜

（伊犁水文勘測局，新疆 伊寧 835000）

1 工程概況

奎屯市三公里半社區位于奎屯市西側、奎屯河下游東岸4.5 km處，社區內原有一口供水機井建設于1985 年，井深120 m，設計出水量50 m3/h，現狀出水量23 m3/h，日出水量276 m3/d。近年來，由于老井使用年限較長，井內已出現坍塌，導致機井出水量及水質已無法保障社區生活用水要求。因此，擬在原機井附近10 m 范圍內新建機井一眼，為三公里半社區、125 團家屬區、二處機關區、水工連、五公里社區、131 團9 連、131 團10 連、131 團畜牧點及黃溝配水點供水。擬建機井設計年出水量為35.04 萬m3，最大日用水量653.20 m3，高峰日最大每小時需水量為54.4 m3。水質要求必須符合生活飲用水衛生標準，引水安全保障程度高。新井建成后，老井報廢處理，不再使用。

根據水利部、國家計委2002 年3 月24 日聯合發布的15號令《建設項目水資源論證管理辦法》，該項目取用水必須進行水資源論證，編制水資源論證報告。

2 取水水源論證

奎屯河水資源開發利用程度很高，對于新水資源用戶已無地表水可供，周圍也無其它支溝河流水資源。因此，本次論證對奎屯河水資源不予考慮，選擇以項目區地下水作為水源，并對地下水資源進行論證。

2.1 水文地質條件

2.1.1 地下水賦存條件

論證區位于奎屯河洪積扇，第四系砂礫石層堆積厚度巨大，且巖性單一，是良好的儲水構造。據物探資料，洪積扇中上部堆積厚度均大于800 m，最厚可達1400 m。到烏伊（連霍）公路附近，厚度為800 m，南干渠以北，進入洪積扇前緣地帶，第四系堆積厚度為400 m～600 m，且砂礫石層中出現含礫亞粘土和含礫亞砂土夾層，砂礫石粒徑變細，厚度變薄；奎屯市以北的沖積平原區，地層以細顆粒的亞砂、亞粘和粘土為主，層間夾有中粗砂和細砂層，總的來看，自南向北地下水賦存條件由好變差，含水層巖性顆粒大小、厚度均表現出由大到小的趨勢；含水層結構由單一的潛水層轉變為多層結構的潛水- 承壓水含水層。

2.1.2 地下水埋深分布及含水層富水性

（1）地下水埋深分布

根據水文地質測繪，論證區地下水埋深由南向北逐漸變淺（見圖1），由南部312 國道一線大于80 m，遞變到泉溝水庫東西一線為小于20 m。奎屯市北京路東西一線地下水埋深為40 m 左右，地下水埋深較小的區域處在泉溝水庫周邊范圍。地下水埋深較大的區域，使得區內的降水入滲以及潛水蒸發對區內地下水的補給和排泄影響幾乎為0。

地下水位埋深在312 國道以北到火車站一線為60 m～90 m，向北地下水埋深逐漸變淺，含水層結構由單一的潛水層轉變為多層結構的潛水- 承壓水含水層，地下水由潛水含水層變為潛水- 承壓水含水層。地下水流向由南向北以泉溝水庫為中心匯流。

（2）含水層滲透系數K

對論證區進行抽水試驗，結果見表1。從表1 可以看出，論證區含水層滲透系數K 值多在15.25 m/d～72.58 m/d，平均值為41.67 m/d，其中絕大部分抽水試驗井滲透系數K值大于30 m/d，項目區抽水井影響半徑R 在214.0 m～533.0 m 區間，平均影響半徑為441.55 m。對照含水層滲透系數經驗數據表，相應含水層巖性為粗砂礫石地層，與項目區實際地層相吻合[1]。

表1 項目區抽水試驗統計成果表

根據抽水試驗成果表繪制項目區含水層滲透系數分布見圖1，項目區由南向北含水層滲透系數K 值由大到小，擬建機井位于滲透系數最大值區域。

圖1 論證區含水層滲透系數分布示意圖

（3）含水層富水性

含水層富水性是地下水資源的豐富程度，其富水性具有從邊界獲得補給量的多少。受區域自然地理及地質條件影響，含水層富水性有所差異。論證區富水性的評價主要根據區域機井、鉆孔抽水試驗和單位涌水量確定。根據《供水水文地質》對松散沉積層富水性的劃分標準，見表2，富水性級別的劃分采用單位涌水量。論證區含水層單位涌水量分布為區間5 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)，為富水性中等至極強富水性條件。

表2 松散沉積層富水性劃分標準

項目區單位涌水量大于20 m3/(m·h)的累積頻率為90%，其中30 m3/(m·h)～76 m3/(m·h)區間富水性極強屬性的累積頻率為69%，說明項目區所測含水層地層為以富水極強屬性為主。

由抽水試驗得到項目區單位涌水量分布圖，見圖2。由圖2可以看出，地下水富水性主要受含水層巖性控制，勘測區內自南向北，總富水性規律是逐漸減小；奎屯市區界以南東西方向至部隊農場，單位涌水量大，分布區間為30 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)；在其以北，單位涌水量相對較小，但仍然較大為富水性強屬性，分布區間為20 m3/(m·h)～30 m3/(m·h)；其間局部有富水性極強和富水性中等的區域，有一定的分布規律。奎屯地下水源區內富水性最大的區域，即為論證區所在西南奎屯河的區域，單位涌水量為70 m3/（m·h）以上；隨著距奎屯河主河道距離的增加，其富水性也逐漸變小。說明奎屯河道滲漏補給及其沉積作用，對論證區的富水性具有控制作用。

圖2 論證區富水性（單位涌水量）分布圖

2.2 地下水資源分析

本次地下水資源量計算評價方法主要采用斷面法達西公式。將本次論證區約27 km2的范圍作為地下水資源評價分析區。利用本次工作所取得及收集的資料數據，計算地下水資源量。

2.2.1 論證區地下水補給量計算

根據本次工作成果，論證區地下水來自于南部傾斜平原的側向流入。考慮到徑流影響深度，其含水層厚度H 取100 m，水力坡度I 從地下水等水位線圖中量取，采用斷面法達西公式計算上游側向補給量，公式為：

根據上式計算，結果見表3，論證區地下水側向補給量為902 萬m3。

表3 地下水側向補給進區水量計算表

2.2.2 論證區地下水排泄量計算

同樣采用斷面法達西公式計算地下水排泄量，論證區下游DE 斷面為排泄斷面。根據式（1）計算，結果列入表4。論證區地下水側向排泄量為78.7 萬m3。

表4 地下水側向補給進區水量計算表

2.2.3 論證區可開采量計算

考慮項目區水文地質條件相對較好，參考“全國地下水資源與評價技術細則給出的天山北麓中段流域地下水開采系數”為0.88 值為最大值界限。根據奎屯水源地實際利用地下水資源狀況較高的歷史事實，本次取0.72 作為區內的地下水可開采系數。則項目區現狀年地下水可開采量為902×0.72=649.6 萬m3。

綜上所述，論證區地下水總水資源量為902 萬m3，排泄量78.7 萬m3，可開采量為649.6 萬m3，現狀開采量為253 萬m3，則論證區剩余可開采量為396.6 萬m3，論證區地下水資源量統計見表5。

表5 論證區地下水資源量統計表

由表5 知，擬建機井年設計取水量為35.04 萬m3，僅占剩余可開采量的8.8%，論證區地下水資源仍具有一定開發空間。

2.3 地下水水質狀況

作為最主要的補給水源的奎屯河的水化學性質對擬建井區地下水水質有著決定性的影響，奎屯河河水水化學類型為HCO3·SO4·Mg 型水，礦化度小于0.2 g/L，項目區水化學類型主要表現以SO4·CL—Ca·Na 型為主，pH 值在7.3～8.3 之間，總硬度70 mg/L～120 mg/L，基本金屬小于1.0 g/L 的淡水，水質理化指標符合生活用水水質標準，適合開采利用。本次地下水質評價項目按中華人民共和國地下水質量標準（GB/T 14848-93）對地下水質量進行評價[2]，論證區地下水質分析成果見表6。

表6 論證區地下水質分析成果表 單位:mg/L

從表6 可以看出，論證區地下水綜合評價水質均為Ⅰ類、Ⅱ類良好以上水質。水質可適用于各種用途。

3 結論

根據項目區用水要求，在區域水資源現狀及開發利用情況分析的基礎上，對奎管處農村飲水安全工程三公里半供水項目取用水可行性、合理性、供水水源的可靠性、技術可行性、合理取水量及取水對區域水資源狀況和其他用水戶影響等方面進行分析論證，提出建設項目合理的取水方案，以達到合理開發，節約使用的目的，以水資源的優化配置和可持續利用支持區域經濟社會的可持續發展。