阜新凌河水源井群布设及涌水能力计算

张 洵，沈丽丽

(1.辽宁省水文水资源勘测局，辽宁 沈阳110003;2.辽阳市海河水利勘测设计有限公司，辽宁 辽阳111000)

阜新凌河水源是阜新市城市供水的主要水源，其供水量约占阜新自来水公司总供水量的五分之一，凌河水源现有水源井4处，其3处位于义县凌北工业区内。按照辽宁省水利厅辽水咨函【2012】18号文件的要求，迁移扩建阜新市凌河水源。在现凌河水源上游新建两眼水源井与原凌河水源1号井一起达到日供水能力6万m3，保证向阜新市原有的供水量;而原有阜新凌河水源2、3、4号水井的供水量在省拟建新水源工程竣工前是否可满足义县凌北产业园区的需水的要求，应一并开展阜新市凌河水源开采方案的论证。

1 凌河水源区域水文地质条件

查凌河水源区域水文地质勘察资料，地下含水层厚度一般为3～5m，可分砾、卵石层，并有较大颗石英质砂子充填。砾石层中:直径2～20 mm的砾石约占25%～45%，大于20 mm的卵石约占20%～40%;卵石层中:直径2～20 mm砾石成分约占20%，直径大于20 mm的卵石含量达到60%。砾、卵石岩性大部为石英岩、混合花岗岩、长城系石灰岩、燕山期花岗岩等。平均渗透系数高达到365m/d。

1.1 改一井水文地质剖面

改一井水文地质剖面所处位置地下水位埋深2.08～4.13m，地下水位高程57.70～58.95m，第四系含水层以圆砾石及卵石为主，含水层平均厚度约为3.2m，地下水位以下含水层厚度2.07～3.85m。河谷地下水补给断面宽度5.8 km。

1.2 新二井水文地质剖面

新二井水文地质剖面所处位置地下水位埋深0.32～3.10m，地下水位高程61.26～61.72m，第四系含水层以圆砾石及卵石为主，直径2～20 cm圆砾石约占25%～45%，直径大于20 mm卵石约占20%～40%;直径2～20 cm砾石约占20%，直径大于20 cm卵石达到60%。含水层平均厚度约为3.3m，地下水位以下含水层厚度2.42～3.95m。河谷地下水补给断面宽度5.2 km。

1.3 新三井水文地质剖面

新三井水文地质剖面所处位置地下水位埋深1.13～4.06m，地下水位高程57.13～57.56m，第四系含水层岩性以圆砾石及卵石为主，含水层平均厚度约为3.7m，地下水位以下含水层厚度1.90～4.81m。河谷地下水补给断面宽度7.0 km。

2 取水地段选定及井群布设方案

2.1 取水地段选定

从区域水文地质条件分析结果看，阜新凌河水源迁移工程规划取水地段选定在大凌河锦承铁路桥至锦阜高公路桥段最为适宜。即:北侧西起万佛堂，经双台子－龙王庙－头沟屯－红墙子－平房子，东至后边门子;南侧西起四方台，经西八里堡－前五里南－后杨屯－孟家屯－周家屯，东至西地沟;东西长约18.5 km，南北长约8 km，面积近122 km2。在现在的凌河水源上游新建2眼水源井，连同现有凌河水源1号井达到日供水能力6×104m3/d(见图1)。

图1 阜新凌河水源迁移建设平面布置图

2.1 井群布设方案

2.2.1 现状一水源

在现状一水源集水井处设置垂直于河道主流方向的集水管一条，集水管长100m、直径1000 mm。现状一水源设计涌水能力2.7×104m3/d。

2.2.2 新建二水源

在新建二水源集水井处设置集水管三条。其中一条垂直于河道主流方向，集水管长400m、直径1000 mm;另两条均平行河道主流方向，集水管长分别为600m、700m，直径均为1000 mm。新建二水源设计涌水能力1.0×104m3/d。

2.2.3 新建三水源

在新建三水源集水井处设置集水管两条。一条集水管由集水井起斜交河道主流方向并伸向东南，集水管长500m、直径1000 mm;另一条集水管由集水井起斜交河道主流方向并伸向西南，集水管长1 000m、直径水由集水 mm。新建三水源设计涌水能力2.3×104m3/d。

3 涌水能力计算

采用《阜新市凌河水源迁移工程可行性水文地质勘察报告》(辽宁工程勘察设计院2012.4)的计算成果。

3.1 涌水量计算公式

3.1.1 集水管平行或垂直河道主流并埋设河滩之下的涌水量计算

图2 符合(1)式计算示意图

其式:

式中:Q渠为集水管涌水量(m3/d);R为影响半径，取本次计算时影响半径平均值398m;h为集水管的剩余水头(m);K为含水层渗透系数，取本次计算时取渗透系数平均值365.55m/d;H1为由河水距隔水底板的高度(m);L为渗渠长度(m);

3.1.2 集水管斜交河道主流并埋设河床之下涌水量计算

其式:

式中:HY为河水位至集水管顶深度(m);H0为集水管的剩余水头(m);T为含水层厚度(m);L为淹没段渗渠长度(m);D为集水管直径(m);α为淤塞系数。

图3 符合(2)式计算示意图

3.2 取水地段涌水量计算成果

按上述公式计算各水源合计涌水量64473×104m3/d。其中:现状一水源涌水量14725×104m3/d、新建二水源涌水量20650×104m3/d、新建三水源涌水量29098×104m3/d(见表1)。

表1 凌河水源取水地段现状和新建水源涌水量计算成果表

4 结语

阜新凌河水源已选定的取水地段保留现状一水源和新建二水源、新建三水原的井群用水量完全保证阜新市原来的供水量。如若再满足义县工业园区的需水要求，需在该地段另布井群，结合区域地下水补给来源评价一并进行深入论证。