平原區集中式飲用水水源保護區劃分技術探討
——以永清縣為例

河北省地礦局第四水文工程地質大隊 耿萬青，鄭悅，姚萬森

一、引言

農村生活飲用水水源是民之根本，是賴以生存的最直接的物質條件，水源的保護則成為人民健康和生活的重要一環，當前隨著經濟的快速發展，飲用水的質量更是關系到了社會進步和高質量發展的進程，其受到的威脅在不斷加大，近些年我國采取了多種措施來改善生活環境和保障用水質量，但由于受區域的水資源總量以及經濟發展水平、地域特色、經濟發展模式的影響，飲用水水源保護工作在管理手段、執行上、規范建設上還是存在著較大差距。因此，為了更加科學并且合理地劃分不同地區類型的保護區、保障人民的飲用水源的水質安全就是當前重要的工作。

二、鄉鎮水源地基本信息

永清縣位于廊坊市中部，永清縣鄉鎮水源地主要包括劉街鄉水源地、永清鎮（北辛溜）水源地、大辛閣鄉水源地、管家務回族鄉水源地、里瀾城鎮水源地、龍虎莊鄉水源地、別古莊鎮水源地、養馬莊鄉8個鄉鎮水源地。本次涉及的水源地利用開采層位主要為第四系深層含水組，以及少部分新近系明化鎮組含水層。項目區地下水位在永清縣里瀾城鎮埋藏最深，為68.08m，在永清縣永清鎮埋藏最淺為29.83m，其他地區水位基本變化不大，水位埋深38.47-51.68m。永清縣各鄉鎮水源地基本概況見表1。

表1 永清縣各鄉鎮水源地基本情況表

三、水文地質條件

永清縣基底為震旦、寒武和石碳、二迭系地層，第三系地層直接覆蓋于基底之上，巖性以黏土、亞黏土及細砂為主，頂板埋深500m左右。相當于第四系上更新統Q3地層，為承壓水。主要利用層為沖擊洪積及湖積的亞砂土，主要為細砂、粉細砂，有少量的中細砂出露，砂層多呈透鏡體狀發育，底板埋深為90-160m，厚度為64.8-119m單位涌水量為25-50m3/h·m。為主要利用層?？h域的地下水補、徑、排條件淺層地下水埋藏淺，主要由大氣降水，其次為側向徑流補給，河溝渠滲流補給，地表水灌溉和井灌回歸補給，以人工開采消耗為主，其次為蒸發及側向排泄。深層地下水主要由側向徑流補給，補給源位于西北山區及山前地帶。

四、保護區劃分技術方法

根據《飲用水水源保護區劃分技術規范》(以下簡稱《規范》)要求，本次劃定的永清縣鄉鎮集中式飲用水水源地日設計供水量0.195-0.5萬m3，屬于中小型孔隙承壓型水源地。永清縣鄉鎮集中式飲用水水源位于永定河沖洪積平原水文地質區，地下水的流向為由北向南，水源地上游均為水源地補給區，將其全部劃為準保護區不利于實施保護區環境管理。因此，本次飲用水水源保護區僅設一級保護區，不設二級保護區及準保護區。

中小型孔隙潛水水源地一般根據經驗值和經驗公式法確定保護區范圍。

經驗公式法中單個抽水井一級地保護區計算公式為：

式中：R—保護區半徑，m；

α—安全系數，取值150%；

K—含水層滲透系數，m/d；

I—水力坡度，無量綱；

T—污染物水平遷移時間，d（一級保護區取100d）

n—有效孔隙度，無量綱；

式中有關參數及劃定范圍的確定原則如下：

滲透系數（K）

滲透系數確定的依據：

永清南部及中部為沖擊、湖積平原水文地質亞區，水源地除管家務水源地外均位于該區域，其區域淺層含水層巖性以細砂為主。根據《河北地下水》相關平原水文地質區及所處巖性的研究，山前平原、中部及濱海平原以中砂為主要巖性的含水層滲透系取值范圍為6-15m/d。以細砂、細粉砂為主要巖性的含水層滲透系取值范圍為大于15m/d。

綜上，工作區水源地周邊其他水源地滲透系數依據含水層富水性綜合研究分析，本著更有利于水源地保護的原則，確定本次計算參數。工區北部水源地，管家務水源地滲透系數大于15m/d，取值16m/d，工區南部及中部水源地滲透系數6-15m/d，取值8.5m/d。

水力坡度（I）

地下水水力坡度（I）確定，根據《永清縣水資源評價報告》，永清縣各鄉鎮水源地水力坡度取值依據現狀年地下水等水位線圖讀取，

有效孔隙度（n）

依據前人研究成果，確定細砂：0.10-0.28，中砂0.15-0.32。

根據《規范》，對于集中式供水水源地，井群內井間距大于一級保護區半徑的2倍時，可以分別對每口井進行一級保護區劃分；井群內井間距小于等于一級保護區半徑的2倍時，則以外圍井的外接多邊形為邊界，向外徑向距離為一級保護區半徑的多邊形區域。

五、保護區劃分結果

依據不同的含水層介質類型，以井口為中心，依據經驗值確定保護區半徑。一級保護區半徑可以按經驗公式進行計算，但保護區范圍實際應用值不得小于下表中對應范圍的下限值。不同含水層介質的各級保護區半徑如表2所示。

表2 保護區經驗值表

由于永清縣北部潛水含水巖性以中砂為主，中部及南部潛水含水巖性以細砂、粉砂為主，根據表4不同介質一級保護保護區半徑經驗值可知，一級保護保護區半徑取值細砂為0.03m、中砂0.05m。以開采井為中心，以0.03m或0.05m為半徑的圓形區域。（見表3）

表3 劃分結果及最終取值表

六、保護區最終定界

依據保護區劃分的分析和經驗公式法、經驗值法的劃分結果，以取水口為圓心、以保護區半徑所得圓形區域的外切正方形為界，結合飲用水水源保護區的地形、地標、地物特點，最終確定飲用水水源保護區范圍，如劉街鄉水源地三眼井一級保護區面積均為0.0036km2，范圍均為南至取水口南0.03米，東至取水口東0.03米，北至取水口北0.03米，西至取水口西0.03米的正方形區域。

七、建議

平原區依據不同含水巖性，一般僅劃分一級保護區，且范圍較小，針對區內的保護建議，主要就是對高毒、高殘留農藥的使用進行嚴格的禁止，對周邊的農業污染源進行控制，施肥則優先使用生態肥料；其次，加強對附近居民的宣傳引導，生活垃圾應定點堆放，統一處置；保護區內旱廁建議整改為環保廁所，保護區周邊旱廁應定期清掏。