益陽(yáng)市城市地下水應(yīng)急水源地開發(fā)利用潛力分析

摘要：突發(fā)性事件發(fā)生后，城市可能面臨水資源供應(yīng)不足的問題。本文以益陽(yáng)市為例，闡述中心城區(qū)供水現(xiàn)狀，并圈定中心城區(qū)地下水應(yīng)急水源地，提出有效的取水、供水與保護(hù)方案，以提高城市地下水應(yīng)急水源地開發(fā)利用潛力，有效應(yīng)對(duì)突發(fā)性事件，確保水資源供應(yīng)正常。

關(guān)鍵詞：地下水；應(yīng)急水源地；開發(fā)利用潛力

中圖分類號(hào)：P641.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）02-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.02.021

Analysis on Development and Utilization Potential of Urban Groundwater Emergency Water Sources in Yiyang City

WANG Lingjue， FAN Yi， HE Yang， LIU Yiming， XU Dingfang， XIONG Xiong

（Geological Survey Institute of Hunan Province， Changsha 410116， China）

Abstract： After a sudden event occurs， cities may face the problem of insufficient water supply. Taking Yiyang City as an example， this paper elaborates on the current situation of water supply in the central urban area， delineates the emergency groundwater source areas in the central urban area， and proposes effective water intake， supply， and protection plans to enhance the development and utilization potential of emergency groundwater sources in the city， effectively respond to sudden events， and ensure normal water resource supply.

Keywords： groundwater; emergency water source; development and utilization potential

應(yīng)急水源地主要是針對(duì)突發(fā)性事件發(fā)生以后供水不足的情況，如連年干旱、水體污染、地質(zhì)災(zāi)害等事件。目前，湖南省益陽(yáng)市城區(qū)供水水源單一，取水口集中，加之域內(nèi)迎風(fēng)水庫(kù)、益塘水庫(kù)、魚形山水庫(kù)和大村水庫(kù)四大水庫(kù)的供水能力不足，這就使該地區(qū)的供水能力受到嚴(yán)重影響。針對(duì)這一情況，應(yīng)急水源規(guī)劃部門通過(guò)對(duì)該地區(qū)地下水資源的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，益陽(yáng)市城區(qū)地下水資源儲(chǔ)量大，水質(zhì)優(yōu)良，因此可以在該地區(qū)劃定地下水應(yīng)急水源地。

1 益陽(yáng)市中心城區(qū)供水現(xiàn)狀

地下水逐步限制開采以后，為有效解決生活生產(chǎn)用水問題，益陽(yáng)市大力推進(jìn)城鄉(xiāng)區(qū)域供水設(shè)施建設(shè)。根據(jù)《益陽(yáng)市城市總體規(guī)劃（2004—2020）》（2013年

修訂），結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況調(diào)查，市域聯(lián)網(wǎng)供水已經(jīng)覆蓋工作區(qū)大部分范圍，這一規(guī)劃措施的有效實(shí)施使得益陽(yáng)市城區(qū)的供水能力大幅提升。截至2021年底，益陽(yáng)市中心城區(qū)人口在125萬(wàn)左右，其中，赫山區(qū)有89萬(wàn)人，資陽(yáng)區(qū)有36萬(wàn)人。工作區(qū)內(nèi)建設(shè)水廠5座，包括主城區(qū)4座水廠和東部新城1座水廠。該規(guī)劃將資江作為益陽(yáng)市中心城區(qū)的集中供水水源，將迎風(fēng)水庫(kù)、益塘水庫(kù)、魚形山水庫(kù)和大村水庫(kù)作為中心城區(qū)應(yīng)急備用水源。規(guī)劃期末，益陽(yáng)市城區(qū)供水水廠的總規(guī)模達(dá)到55萬(wàn)m3/d。

目前，益陽(yáng)市中心城區(qū)供水水源為資江，而兩處水廠的取水口分布于主城區(qū)資江河道，兩處取水口相隔距離近，加之資江承擔(dān)航運(yùn)與承接排放的功能，如果資江上游出現(xiàn)水體污染事件，勢(shì)必會(huì)給中心城區(qū)的自來(lái)水供水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，甚至引發(fā)大面積停水事故。當(dāng)前，迎風(fēng)水庫(kù)、益塘水庫(kù)、魚形山水庫(kù)和大村水庫(kù)的儲(chǔ)水量能夠滿足應(yīng)急供水需求，但是4個(gè)水庫(kù)竣工時(shí)間較晚，一些重要的供水配套設(shè)施嚴(yán)重不足，這就給第二水源的供應(yīng)帶來(lái)嚴(yán)重影響，益陽(yáng)市中心城區(qū)供水也很難得到保障[1]。

2 益陽(yáng)市中心城區(qū)地下水應(yīng)急水源地圈定

益陽(yáng)市中心城區(qū)地下水應(yīng)急水源規(guī)劃區(qū)的地下水均被第四系覆蓋，含有大量的松散巖類孔隙水，單井涌水量為436.32～1 520.21 m3/d，水量為中等-豐富，所以工作區(qū)內(nèi)有非常豐富的地下水資源，在地表水源出現(xiàn)臨時(shí)供水障礙時(shí)能夠?yàn)槌鞘刑峁?yīng)急用水。規(guī)劃時(shí)，首先要考慮益陽(yáng)市城市未來(lái)的發(fā)展方向，即將規(guī)劃內(nèi)容與城市發(fā)展方向緊密聯(lián)系到一起。其中，規(guī)劃水源既要滿足城市中心地區(qū)的供水需求，又要兼顧廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村。根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況，參照《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（HJ 338—2018），確定應(yīng)急水源地保護(hù)區(qū)范圍。

2.1 地下水應(yīng)急水源地圈定原則

在圈定應(yīng)急水源地時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮多個(gè)因素，即當(dāng)?shù)厝丝诜植肌⒊鞘薪ㄔO(shè)規(guī)劃、地下水分布、地區(qū)地下水開采經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)狀保留井以及供水設(shè)施的完善程度、建井用水用電交通條件、現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害問題、環(huán)境問題等。在兼顧這些要素以外，要遵循相應(yīng)原則來(lái)圈定應(yīng)急水源地。第一，選擇的地段應(yīng)當(dāng)具有豐富的地下水資源，如果以單井涌水量計(jì)算，與其他地段相比，應(yīng)具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。第二，中心城區(qū)存在大量的規(guī)劃建設(shè)用地，在開發(fā)應(yīng)急水源地時(shí)要避開這些地段，以避免影響建筑的安全性與穩(wěn)定性。第三，在開采地下水資源時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取有效的防護(hù)措施，防止地面沉降現(xiàn)象的發(fā)生，以保護(hù)周邊的自然生態(tài)環(huán)境免受影響。第四，在確定地下水應(yīng)急水源地的區(qū)域范圍時(shí)，要考慮現(xiàn)有地面的沉降情況，為了避免破壞其他區(qū)域的土地資源，盡量在現(xiàn)有地面沉降中心外圍進(jìn)行開采。第五，在地下水資源開采過(guò)程中，要對(duì)水資源進(jìn)行遠(yuǎn)程輸送，為了提高輸送效率，應(yīng)當(dāng)對(duì)開采區(qū)域的供水輸送通道的便利性進(jìn)行檢查。第六，出于節(jié)約開采成本的考慮，地下水資源開采工作開始之前應(yīng)當(dāng)對(duì)費(fèi)用支出進(jìn)行預(yù)算，以確保利用最低的成本來(lái)完成開采任務(wù)。第七，為了加快開采進(jìn)度，開采單位應(yīng)當(dāng)在確保安全開采的條件下盡量壓縮建井時(shí)間[2]。

2.2 圈定水源地可采水資源量的可靠性評(píng)價(jià)

首先計(jì)算資陽(yáng)水源地和蘭溪水源地的地下水天然補(bǔ)給量和可開采資源量，然后采用補(bǔ)開比（補(bǔ)給資源量與可開采資源量的比值k）對(duì)可采資源的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，主要根據(jù)補(bǔ)開比的高低來(lái)確定水源地水資源的可采量，補(bǔ)開比越高，可采資源量的可靠程度越高。其中，k＞2.5，可靠性高；

2＜k≤2.5，可靠性較高；1≤k≤2，可靠性中等；k＜1，可靠性低。資陽(yáng)水源地和蘭溪水源地可采水資源量可靠性分級(jí)如表1所示。

從表1可以看出，資陽(yáng)水源地和蘭溪水源地補(bǔ)開比分別為2.57和2.49，其中，資陽(yáng)水源地可采水資源量的補(bǔ)開比大于2.5，這說(shuō)明可采水資源量可靠性高，而蘭溪水源地可采水資源量的補(bǔ)開比為2.0～2.5，這就說(shuō)明該區(qū)域的可采水資源量可靠性較高。

3 應(yīng)急水源地取水、供水及保護(hù)方案

3.1 應(yīng)急取水的基本原則

作為地下水應(yīng)急水源地，圈定的資陽(yáng)水源地與蘭溪水源地均分布于資江河谷平原，因此水頭可采量大，兩處區(qū)域均為第四系松散巖類孔隙水，地下水具有良好的開采條件。另外，水源地離中心城區(qū)較近，開發(fā)利用便利，取水工程建成后易集中開采并形成一定供水規(guī)模，連通城市水網(wǎng)便捷，其是較為理想的地下水應(yīng)急水源地。取水應(yīng)當(dāng)遵循3個(gè)基本原則：一是正常期儲(chǔ)備，應(yīng)急期開采；二是總量控制，因地制宜；三是利用舊井，適當(dāng)補(bǔ)充。

3.2 圈定應(yīng)急水源地的供水能力分析

通過(guò)對(duì)各應(yīng)急水源地區(qū)內(nèi)的保留井（包括水文地質(zhì)鉆孔和集中供水井）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，資陽(yáng)水源地和蘭溪水源地目前的供水能力如表2所示。從供水區(qū)域來(lái)看，資陽(yáng)水源地服務(wù)資陽(yáng)區(qū)各城鎮(zhèn)、主城區(qū)、謝林港鎮(zhèn)，蘭溪水源地服務(wù)龍光橋鎮(zhèn)、蘭溪鎮(zhèn)、筆架山鄉(xiāng)、新市渡鎮(zhèn)、滄水鋪鎮(zhèn)、泥江口鎮(zhèn)和衡龍橋鎮(zhèn)。

3.3 應(yīng)急供水方案

在制定應(yīng)急供水方案前，要考慮兩處水源地的人口分布特點(diǎn)、水源地分布位置、水質(zhì)、可采資源量、距離水源地遠(yuǎn)近、保留井、現(xiàn)有輸水管道、開采成本等因素[3]，然后按照應(yīng)急供水每人20 L/d及每人

50 L/d的標(biāo)準(zhǔn)分別提出初步供水方案，如表3所示。

應(yīng)急供水按每人20 L/d的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，工作區(qū)人口達(dá)到125萬(wàn)人，需水量為2.5萬(wàn)m3/d。根據(jù)可采資源量，計(jì)算各水源地可供人口數(shù)量。資陽(yáng)水源地可供水人數(shù)為852.69萬(wàn)人，蘭溪水源地可供水人數(shù)為353.99萬(wàn)人。根據(jù)應(yīng)急供水每人20 L/d標(biāo)準(zhǔn)的取水量，各水源地可采資源量足夠保障應(yīng)急供水需求。應(yīng)急供水按每人50 L/d的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，需水量為62 500 m3/d。根據(jù)應(yīng)急供水每人50 L/d標(biāo)準(zhǔn)的取水量，兩個(gè)水源地可開采量為241 334.06 m3/d，可滿足125萬(wàn)人的應(yīng)急供水需求。此外，區(qū)內(nèi)水源地還有較大規(guī)模的儲(chǔ)存量，可對(duì)短時(shí)間內(nèi)取水量增加起到調(diào)節(jié)作用。

3.4 圈定應(yīng)急水源地供水井的保護(hù)方案

研究區(qū)地下水資源豐富，水質(zhì)良好，圈定的2個(gè)地下水應(yīng)急水源地可采資源量可以滿足益陽(yáng)市規(guī)劃區(qū)目前人口數(shù)量的應(yīng)急用水需求。應(yīng)急供水每人20 L/d

時(shí)，資陽(yáng)水源地保留井的現(xiàn)有供水能力可以滿足應(yīng)急供水需求，但蘭溪水源地保留井的供水能力不能滿足需求，需要增加開采井，增加的開采量至少要達(dá)到

6 710.29 m3/d。應(yīng)急供水每人50 L/d時(shí)，兩個(gè)水源地保留井的現(xiàn)有供水能力均不足，均需要補(bǔ)充開采井，資陽(yáng)水源地開采量需要增加24 314.71 m3/d，蘭溪水源地開采量需要增加19 710.29 m3/d，提高供水能力，以滿足應(yīng)急供水需求。隨著開采量的增加，供水井的保護(hù)工作需要提上日程，就保留井現(xiàn)有供水能力來(lái)看，一部分鉆孔和集中供水井收集以往資料獲取的數(shù)據(jù)，年代已久或者早已經(jīng)停采，隨著水文地質(zhì)條件的變化，供水能力會(huì)有所改變，要通過(guò)抽水試驗(yàn)進(jìn)一步論證，因此，已圈定應(yīng)急水源地的供水井應(yīng)當(dāng)做好安全防護(hù)措施，以確保供水井的供水能力滿足應(yīng)急用水需求。

4 結(jié)語(yǔ)

資陽(yáng)水源地和蘭溪水源地是益陽(yáng)市中心城區(qū)的兩處地下水應(yīng)急水源地，經(jīng)規(guī)劃和開發(fā)，其供水量能夠滿足益陽(yáng)市中心城區(qū)的應(yīng)急供水需求。兩處應(yīng)急水源地具有豐富的地下水資源，水質(zhì)良好，水資源輸送便利。因此，在對(duì)供水和取水方案進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)，要加大對(duì)水源地現(xiàn)有供水井的保護(hù)力度，以確保在大面積停水的緊急狀態(tài)下能夠持續(xù)供應(yīng)水資源。

參考文獻(xiàn)

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