大石桥市政水源供水潜力分析

汤玉福

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115000)



大石桥市政水源供水潜力分析

汤玉福

(辽宁省营口水文局，辽宁 营口 115000)

摘要：大石桥市隶属于辽宁省营口市，位于营口市的北部，辽河下游左岸，大石桥市政水源由一、二水源组成，是大石桥市主要的供水水源之一。一水源供水量2.06 万 t/d，二水源供水量2.18 万 t/d。文章利用水源地水文地质条件、区域用水情况和现状水源地开采量对大石桥市政水源进行安全性评价，证明大石桥地下水源评价区属于水量安全水源地，对构建城市水资源战略储备体系，保障城市供水安全具有重要现实意义。

关键词：大石桥市；市政水源；地下水；供水潜力；评价

1水源地概况

大石桥市隶属辽宁省营口市，位于营口市的北部，辽河下游左岸。地处E122°05′至123°00′，N40°19′至40°56′。现辖18个镇，19个居民委员会，252个行政村，总人口72万，其中城镇人口17万。大石桥市一水源始建于1970年，位于大石桥市金屯办事处。供水区域主要是大石桥市城区及金屯办事处部分村屯。现有开采井11眼，备用井1眼。配套深井泵房12座，井深60～70m不等，口径260 mm。日供水量2.06 万 t。

大石桥市二水源始建于1978年，位于大石桥市桥台铺村。供水区域主要是大石桥市城区、百寨办事处及永安镇部分村屯。现有开采井11眼，备用井1眼。配套深井泵房12座，井深60～70 m不等，口径260 mm。日供水量2.18 万 t。

2水文气象

全市地处南温带亚湿润区内，属于北温带属暖温带季风气候，全年光照充足，四季分明，雨量适中，海陆气候兼有，年平均气温在8~9 ℃，1月平均气温-10.6 ℃，最低气温-30 ℃；7月平均气温24.6 ℃，最高气温35 ℃。平均日照为2500~2 800 h，无霜期为151~168 d。无霜期175 d左右。

主要河流除西部边境的大辽河外，境内还有劳动河、青天河、大清河(上游)大旱河、淤泥河等27条河流，河流总长度578 km，流域面积532.3 km2。多年平均降雨量为682.3 mm，时空分布不均，多集中在7、8月份，约占年降水量的56%。多年平均径流量为2.6563 亿 m3，折合径流深164.17 mm。

3水文地质条件

3.1　区域地貌组成

该区域地貌属于山前冲洪积盆地近边缘区。地表较平坦，标高约15m。地下水的赋存主要受山前冲积扇及古河道的发育历史所控制。第四纪地层由黏土和沙砾石组成，总厚度约40m。西南厚度大，东北厚度小，有冲积洪积和残积物。根据第四纪地质时代不同，地层岩性的不同，将第四纪地层分为3大层次：

1)第1层由第四纪冲洪积黏土组成，主要为灰黄色亚黏土和轻亚黏土及淤泥质亚黏土。层底埋深38m，土质较纯，除浅部含少量浅层滞水外基本不含水，属良好的隔水层。

2)第2层冲洪积粗砂、砾石组成，以粗砂为主，砾石约占20%，颗粒成分由石英、长石和大理石碎屑组成，磨圆程度较差分选性不好。层底埋深44m，层厚6m，是良好的含水层，富含空隙承压水、承压水头埋深<13m，水质良好。

3)第3层由前震旦系大石桥组的白云石大理岩组成，岩石风化较强烈，形成了风化裂隙和基岩裂隙蓄水构造。该层富水性较弱，水质良好。

3.2　区域地貌单元地表组成

该地貌单元地势宽阔平坦，呈微波状起伏，略向前缘倾斜，地面坡降1.2‰左右，海拔标高为5～10m，其上有零星分布的集水洼地。地表岩性主要为：①粉质黏土；②淤泥质粉质黏土；③下伏有中更新世、晚更新世两个较大的冲洪积扇，其中：

1)中更新世冲洪积扇分布面积较小，被上覆晚更新世冲洪积所覆盖，但它们的结构均为从后缘向前缘颗粒逐渐变细，层次变多，厚度变大，而且两者之间没有明显界限。

2)太子河冲积平原分布于本区的西部及南部，为区内主要地貌单元之一，分布面积144 km2，占该区总面积的一半以上。

3)该地貌单元地势平坦开阔，地面坡降较小，多在0.5%左右，稍向南西倾斜，海拔标高多在2～4m，其上洼地、水塘星罗棋布。

4)地表岩性以粉质黏土为主，下部为一套厚度较大的河流冲积相沉积，并有海相及三角洲相沉积穿插其中。

5)东部与冲洪积倾斜平原的前缘相接，并与其岩性及地层结构较相近。

3.3　区域含水层组成

该区主要含水层为第四系承压含水层，岩性以细砂、中粗砂含砾石为主。其富水性主要受含水层的颗粒组成、厚度及埋藏条件控制。按其形成条件及地下水类型可将分为两个区，即强富水的潜水—微承压水区和较强富水的承压水区。

3.3.1富强水区潜水

强富水的潜水—微承压水区由第四系全新统及上更新统的砂类土构成其主要含水层，共由2部分组成：

1)上部为全更新统的中细砂(局部夹黏土透镜体)含水层，厚2～9m，分布不稳定，上覆4～9m左右的粉质黏土。

2)下部为上更新统的中粗砂含砾石层，含水层累计厚度约31.5～34m,其间被数层粉质黏土分隔。含水层顶板埋深为30～40m，地下水埋深3～10m。

3.3.2较强富水的承压水

较强富水的承压水区由海城河八里河冲洪积扇前缘的砂类土构成其主要含水岩组。含水岩组分为2部分：

1)上部为全新统的中细砂含水层，局部夹黏土透镜体，厚10～18m，上覆6～15m左右的粉质黏土。

2)下部为上更新统的中粗砂、中细砂含砾石含水层，含水层累计厚度约51～56m,由南向北或由东向西含水层厚度增大，顶板埋深亦循此规律，由30m增大到55m左右。

3)含水层之间被数层粉质黏土分隔，其分隔层厚度分布不均，为315m。地下水埋深一般为2～9m。

本区地下水补给主要以基岩裂隙水侧向补给为主。地下水的排泄主要以人工开采方式和地下径流方式进行排泄。

4水源地补给量计算

开采条件下补给量的计算主要有侧向地下径流补给量Q侧和越流补给量Q越2个部分，计算公式为：

Q补=Q侧+Q越

(1)

式中：Q补为开采条件下的补给量，m3/d；Q侧为开采漏斗周边地下径流补给量，m3/d；Q越为邻层(开采层的上层或下层)含水层对开采含水层的越流补给量(m3/d)。

4.1　开采条件下的侧向地下径流补给量Q侧

侧向地下径流补给量可采用剖面法利用达西公式计算，计算公式为：

Q侧=k×I×B×H

(1)

式中：k为渗透系数，m/d；I为开采条件下的地下水水力坡度(无量纲)；B为断面宽度，m；H为含水层平均厚度，m。

表1　开采条件下的侧向地下径流补给量计算表

4.2　越流补给量Q越

越流补给量的计算可根据开采漏斗的平均水位同承压水头(或水位)之差计算，计算公式为：

Q越=K上×F×(H上-hc)/M上

(2)

式中：K上为开采层上部弱透水层的垂直渗透系数，m/d；H上为开采层上部相邻含水层的水位，m；hc为开采漏斗的平均水位，m；M上为开采层上部弱透水层的厚度，m；F为开采层开采漏斗的面积，m2。

表2　开采条件下的地下水越流补给量计算表

开采条件下的补给量组成为Q补=Q侧+Q越

Q补=1345+1082=2427万m3/a。

本区地下水年补给量为2 427 万 m3，实际年开采量为2 172 万 m3，可以满足该区的供水需求。

5水源地水量安全性评价

地下水源地水量安全性评价采用供水率和开采率两项指标进行分析、评价。

供水率是表征含水层供水能力的指标，以地下水源地的现状供水能力/该地下水源地的设计供水能力的比值*100来进行计算。

开采率是表征地下水量保证程度的指标，以地下水源地的实际开采量/该地下水源区的地下水总补给量*100来进行计算。

表3　地下水源地水量安全评价指数表

评价指数1代表水量安全水源地，2代表水量合格水源地，3代表水量不安全水源地，4代表水量不合格水源地。应采用上述2个评价指标中指数最大的为评价结果。

经计算，大石桥市地下水水源评价区地下水源地的供水率为：

2460/1668×100=147.5%

经计算，大石桥市地下水水源评价区地下水源地的开采率为：

2172/2427×100=89.4%

根据表3地下水源地安全评价指数判断：大石桥市地下水水源评价区以供水率指标判断为1属于水量安全水源地，以开采率指标判断为2属于水量合格水源地。

故大石桥市地下水水源评价区属于水量安全水源地。

6结语

大石桥市政水源是大石桥市主要供水水源，为保障城市供水安全，利用水源地水文地质条件、区域用水情况和现状水源地开采量对大石桥市政水源进行安全性评价，对构建城市水资源战略储备体系，保障城市供水安全具有重要现实意义。

参考文献：

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[2]王露露.地下饮用水水源地安全保障评价体系构建[J].水利科技与经济，2015(11)：62-67.

[3]王启田，王丽红，郭象赟.饮用水水源地安全评价体系及方法研究[J].山东农业大学学报(自然科学版)，2008(02)：116-120.

[作者简介]汤玉福(1962-)，男，云南大理人，高级工程师，从事水文水资源管理工作。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：P641.8

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)09-0050-03