昆明岩溶区应急水源地建设问题研究

陈俊宏CHEN Jun-hong；吴静WU Jing；徐世光②XU Shi-guang；郑庭ZHENG Ting

（①昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093；②云南省地质矿产勘查开发局，昆明 650011；③中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，昆明 650041）

（①Land Resources Engineering Institute，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China；②Yunnan Bureau of Geology and Mineral，Kunming 650011，China；③Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry，Kunming 650041，China）

0 引言

随着城市化进程的加快，制约城市发展的因素也越来越受到重视，其中水资源问题更是面临着严峻的形势。自2009 至2013年初，昆明就发生了严重的连续的干旱灾害，其母亲湖——滇池的水质短期来看难以达到城市供水标准，很大程度上制约着城市的抗旱能力。昆明是资源性缺水、水质性缺水和工程性缺水并存的城市，城市抗旱应常态化，因此，应急水源地的建设就成了其中的一个选择。

1 水源地的选址

水源地位于滇池南岸，分属滇池流域，滇池水面积19.6万亩，属长江流域金沙江水系。水源地所在地层区属于昆明地层区，区域地层出露基本齐全，除奥陶系、志留系、三叠系、侏罗系、白垩系外，从元古界至第四系均有出露。根据出露地层岩性的水理性质、含水介质类型等特征，将地下水类型划分为碳酸盐岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水三个大类，碳酸盐岩岩溶裂隙水，碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶裂隙水，碎屑岩裂隙水，岩浆岩裂隙水，松散岩类孔隙水五个亚类。开采区各地层的水文地质特征及富水性级别统计见表1。

表1 开采区地层富水性级别统计表

2 资源的评价

2.1 资源计算 计算原则：①地下水资源计算地下水径流单元计算天然资源。包括天然补给量和排泄量。②天然补给量按多年平均、50%、80%、90%、95%保证率计算；天然排泄量按泉流汇总法、径流模量法计算多年平均排泄量，并计算多年平均最枯月排泄量。

2.1.1 天然补给量 采用多年系列的降水资料，计算逐年及多年平均补给量。对汇水范围内面积小、补给意义不大的非可溶岩和单元内与富水单元无水力联系的零星可溶岩，不计入补给面积。Q补=0.1α·F·X

式中：

Q补—降水渗入补给量（万米3/年）；

α—降水渗入系数；

F—补给面积（km2）；

X—降水量（mm）。

表2 多年平均补给量计算成果表

2.1.2 天然排泄量

①排泄量汇总法。

封闭单元，无侧向、垂向越流，未开采的单元或单元，天然排泄量即泉水排泄量。

Q排—天然排泄量（L/s）。

②地下径流模量法。

Q排=M·F

式中：M—地下水径流模量（L/s·km2）；

F—地下水径流面积（km2）。

表3 天然排泄量计算表

2.2 水化学及水质污染情况 开采区地下水的补给来源较充沛，径流途径一般较短，循环交替条件良好，因而总观开采区含水层的地下水，其水质均较好，无色、无味、无臭、透明，水温16-19℃，为低矿化淡水，矿化度0.02-0.35克/升，总硬度2.5-13.0 德国度，pH 值多呈中性，经检测符合人类饮用水标准。地下水水质类型分布情况见图1。

图1 地下水水质类型分布图

3 开发利用方式

本水源地利用大口井平均布井集中开发（布置见图1），打成机井10 口，均深约320m，借助了一定的取水工程实现。取水工程从地下水水源地中取水，接入附近管道送至水厂处理后供给用户使用，它包括水源、取水构筑物、输配水管道、水厂和水处理中心等（见图2）。

图2 群井联合供水开采示意图

取水模式评价指标体系包括：①水质的安全性；②水量的充足性；③取水的便利性；④水源的保证率；⑤取水的成本性。经分析，本水源地都符合要求。

4 环境影响评价

国内的一些水源地水源采取第四系覆盖层之下的寒武系、奥陶系、泥盆系、二叠系中的岩溶裂隙水。由于长期超量开采，引起了一系列的环境地质问题，因此水源地的建设应十分重视其工程地质、水文地质条件的评价。下面分别从岩溶塌陷、泉水干涸、地面沉降和地下水污染四个方面阐述该区的环境地质问题。

①根据已有钻孔资料，浅部岩溶不是很发育，所以小范围的坍塌，是局部的，规模较小。

②在开采条件下，当地下水位下降时，局部地区泉点将被截流而逐渐减小，甚至干涸，但可以通过水源地的反哺来解决居民用水问题。

③以开采区第四系厚度最大达30m 的6 号钻孔为例，根据水文地质手册估算，旱季抽水3 个月沉降量ΔM为0.14cm。因此该区域有一定的地面沉降量，但十分微弱，对村庄无影响。

④由于位于滇池附近，应探讨滇池水入侵地下水引起水质变化的可能性。经计算，旱季滇池水越流量占抽水量的百分比为0.17%；滇池越流之水经过松散土层时将在阳离子吸附作用下得到一定程度的净化，因而滇池水受抽水影响向岩溶含水层产生越流作用十分微弱。

5 结论

该应急水源地采用大口井平均布井集中开发的方式，共布井十口，出水量达一万m3/d，对环境的影响相对较小，极大的缓解了昆明东部居民的饮水问题，同时为岩溶区水源地的开发利用管理提供了很好的借鉴模式，取得了很好的经济效益和社会效益。

[1]彭淑惠,李继红.滇东岩溶区表层岩溶水源地特征及其开发利用[J].云南地质，2006,2:249-255.

[2]史正涛,刘新有.城市水安全与应急水源地建设—以昆明市为例[J].城市问题,2008,2:24-28.

[3]张家发，肖杰，唐文坚，李少龙.昆明地区泉水水源地保护的初步建议[J].人民长江，2011,7:47-50.