莱芜市羊里水源地补源方案比选

2017-01-19李月明朱应杰

治淮 2017年4期

李月明朱应杰

莱芜市羊里水源地补源方案比选

李月明朱应杰

羊里水源地是莱芜市的大型水源地，评价储量为6万m3/d，位于莱城西北20km处，其范围北起羊山子，南至汇河，东起城子县村东的汇河，西和寨里镇接壤。地形上为东北—西南微倾斜的山前平原。含水层为中细砂、中粗砂及卵砾石，系第四系孔隙水，除为鲁中冶金矿山公司供水外，还为莱城电厂、当地村镇生活及工农业供水。近几年降水偏少，地下水的补给条件发生了显著变化，加之工农业用水量加大，导致地下水的过量开采，造成了以张矿13眼工业井为中心的较大面积的地下水降斗区。为了缓解工农业用水矛盾，保护水源地，采取了回灌补源措施，收到了良好的补源效果。

一、回灌补源的条件和原因

羊里水源地内有工业井13眼，农用机井140眼，由于长期干旱和超采地下水，地下水位逐年下降，截至2014年地下水平均下降了4.96～5.52m，比限制开采水位降深3.68m多降了1.84m，特别是工业井开采区，出现了较大范围的地下水降斗区，其范围北起雪野灌区羊山子管理站以南，南至大增村北营子一线，东起城子县村东的汇河，西至院上、仓上，面积9km2，最低水位达到了178.82m，水位下降了7.71m。13眼工业井中有7眼不能抽水，农用机井有27眼抽不上水，工农业用水矛盾更加突出。因此，对羊里水源地采取补源措施是十分必要的。

在羊里水源地的上游，雪野水库放出的水有200万m3，可用于补源，具备了补源的水源条件。

二、回灌补源的可行性分析

从羊里水源地的水文地质条件入手，以有关实测资料为依据，全面系统地分析各种回灌补源方案的可行性。

1.良好的储水条件

水源地内含水层为第四系冲积、冲积—洪积物的中细砂及中粗砂夹河卵石，含水层为两层，两层之间以厚度为2～7m的砂质粘土或粘质砂土为相对隔水层，在下层含水层的底部为砂岩及泥质页岩做隔水底板，该水源地具有良好的储水条件，为实施补源提供了良好的储水空间。

2.具有接受垂向补给的条件

水源地的两个含水层在一定程度上形成了相对隔水层，但相对隔水层仍具有一定的渗透能力。上层覆盖的砂质粘土或粘质砂土的渗透性能，由羊里水源地渠水位—地下水位关系图（图略）上得到验证，当水源地每次地面灌溉后，地下水位上升0.3～0.6m。下层覆盖的砂质粘土或粘质砂土的渗透性能，两含水层具有同一水位就是例证。它不仅反映了两含水层的水力联系，而且也反映了两含水层之间的相对隔水层的渗透性能，因此羊里水源地具有接受垂向补给的条件，这为地面灌溉回灌补源提供了依据。

3.具有接受侧向补给的条件

羊里水源地的侧向补给以汇河为主，汇河在水源地东北的山口村出山后，自北而南至成子县附近折向东南，至增家庄附近又以90°折向西流，形成“钩”形，水源地被镶嵌在钩形内。水源地的两个含水层与现代河床砂层连通，所以汇河对控制羊里水源地的水文地质条件起了主导作用，这在羊里水源地城子县北的河水与地下水关系实测纵剖面图（图略）得到了验证。水源地上游雪野水库的坝基渗漏，对水源地的侧渗补给起了很好的调剂作用，汇河由季节性河流成为常年河流，仅在特枯年河床断流，失去补给条件。另外，雪野灌区西干渠从水源地北边穿过，干渠输水渗漏对水源地也有一定补给。总之，羊里水源地具有接受侧向补给的良好条件，这为库水入河对羊里水源地补源提供了依据。

三、补源方案的分析选择

1.用地面灌溉补源方案

为兼顾工农业用水，缓解工农业争水矛盾，可考虑水源地降斗区范围内9km2的10000亩小麦实行地面灌溉，农业用水暂不用地下水，地下水只供工业用水。

优点：工农业用水分别用地下水和地上水，避免了同时抽取地下水的相互抽水影响；灌溉后，灌溉水量的13.8%可转化为地下水，补给水源池；采用地面灌溉后，当地群众一次节省电费支出近万元。

缺点：付家庄以南自流渠系破坏严重，修复工程量大，用工多，短时间难以完成；需修复经费70万元，投资多。

2.库水入河补源方案

从地质构造上看，在水源地的北部为构造剥蚀低山丘陵地带，基岩裸露，岩性为前震旦系花岗片麻岩、下寒武系灰岩及页岩、燕山期闪长岩，分布在羊山子至孟家洼一带。由于秦安至口镇弧形断裂影响岩石烈隙发育，在水源地东南西北向的地质剖面上，隔水底板形成了凹形断面，靠近底板的充填物除有少量亚粘土外，其余为中粗砂夹河卵石，构成了良好的汇河水补源通道。

优点：库水入河与地方灌溉补源相比，水的补源率高，地下水位回升，对水源地有一定保护作用；补源的河水先渗入地下水降斗区，首先保证了工业用水；通水河段近万株落叶枯树得到了灌溉复生。

缺点：水的有效利用率比灌溉补源低，增加了河道输水损失；农业用水机井抽，增加了电费近万元。

3.最优补源方案的确定

从上述分析比较中可以看出，地方灌溉补源，水的有效利用率高，既保证了农业用水，又保证了工业用水，同时又节省了农业灌溉抽水电费，是可取的补源方案，但是付家庄以南地片的自流灌溉渠系都已平整种地，短时修复不论从人力上还是物力上都是不现实的。库水入河补源方案首先保证了工业用水，地下水位回升，对水源地有一定保护作用，但增加了电费。因此最优补源方案的确定要从水源地的实际情况出发，既要吸收地方灌溉补源的优点，又要避免过大工程投资；既要保护水源地，保证工农业用水，又要避免过多的抽水电费。羊里水源地最优的补源方案是：从羊山子管理站以南，付家庄村前以北，城子县东北，灌溉渠系保存向好的地片实施地面自流灌溉，并对付家庄村前村后的坑塘灌水。计划从西干引水自流灌溉小麦5000亩，坑塘存水25万m3，从坑塘提水灌溉2000亩，其余降水区范围内的3000亩麦田，由库水入河对水源地补源后，由农用机井抽水灌溉，工业用水日取水1.44万m3。