农村分散式地下水水源地选址技术研究

2017-02-04李铁男杨继富

中国农村水利水电 2017年10期

赵微，李铁男，杨继富

(1. 黑龙江省水利科学研究院, 哈尔滨 150080; 3. 中国水利水电科学研究院, 北京 100038)

0 引言

水是生命之源。在农业生产生活进程中，日益复杂的人类活动对水资源的影响逐渐加剧。农村饮用水水源安全状况对饮用水质量有直接影响，而水源地周边环境直接关系到水源的安全。这不仅关系到村镇居民的身心健康和家庭幸福度，也关系到整个社会的和谐和稳定，甚至关系到社会经济的长远发展[1]，因此，做好农村饮用水水源保护具有相当重要的意义。国外自20世纪起就开始运用法律等手段对饮用水水源地进行进行调控与保护。美国、日本及英国分别制定了《安全饮用水法》、《水质保护法》及《水资源法》等。尽管我国颁布了《水法》、《水污染防治法》、《环境保护法》、《饮用水水源保护区划技术规范》、《地下水质量标准》、《饮用水水源保护区污染防治管理规定》等法规及技术标准[2]，但总体而言，还缺少针对农村水源地选择、建设和管理完整系统的指导意见，导致对农村水源地的开发、保护和利用工作往往陷于被动。黑龙江省农村供水水源地以分散式地下水水源地(日供水规模1 000 m3以下或供水人口10 000 人以下的地下水源)为主(占农村饮用水源总数的90%以上)。近年来，黑龙江省农村地下水地选择不当造成地下水污染、水位下降、资源浪费等问题进一步凸显，部分地区的地下水无法达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)[3]，到目前为止国家也尚无针对农村分散式农村地下饮用水源选址规范的颁布。为使广大群众喝上放心水、保护水资源的可持续开发利用、保护生态环境，分散式地下水水源地规范化选址问题已经迫在眉睫。本文结合黑龙江省的实际农村饮水安全情况，按水源地选址时间顺序对现有分散式地下水水源地选择、建设和管理过程中涉及的技术规范进行归纳总结，提出切实可行的黑龙江省农村分散式地下水水源地选址技术，能够减少水源选址工作者的选择性，提高规范性，为黑龙江省农村饮水安全工作做出积极的贡献。

1 概念

1.1 农村分散式地下水水源地

指向乡(镇)、村供水，有简易净水设施或无净水设施、并小于一定规模(供水人口一般在1 000人以下)，水源地的基本类型为地下水源的现用、备用和规划饮用水水源地。根据供水方式可分为联村、联片、单村、联户或单户等形式(以下简称为“饮用水水源地”或“水源地”)。

1.2 地下水水源地保护范围

取水口周围30～50 m范围。

2 水源地的选择

2.1 水源地基本类型及特点

黑龙江省分散式地下水水源地特点包括①规模小、数量多、分布广。黑龙江省国农村饮水安全保障体系中，分散式地下水水源地占具重要的比例，黑龙江省农村饮水提质增效 “十三五”规划将农村水利与供水安全作为重点研究方向，计划总投资31.55 亿元，实施工程5754处，其中分散式地下水水源地占水源总数的90%以上。②大部分农村地下水水源地水量充沛。黑龙江省北部和东部山区降雨充沛，地表径流发育，西部和东部的松嫩平原、三江平原及兴凯湖平原赋存丰富的地下水资源。缺水地区主要为大庆、哈尔滨、绥化等大中型城市及鸡西、七台河等矿区。③水质铁锰超标为普遍现象。黑龙江省嫩江、松花江干流沿岸多为含铁锰较为丰富的岩石山，岩层中铁锰离子含量较高，岩石风化后铁锰便会在融雪期和汛期随着水流，冲刷进入河道或渗入到地下，并在水期侧向渗入补给河流，造成黑龙江省大部分水体铁、锰含量超标。④水源保护区内存在环境风险。取水构筑物建设没有统一标准、监控能力较差、环境整治能力较弱。基于黑龙江省的实际情况，本文按时间顺序开展黑龙江省农村分散式地下水水源地选址技术研究。

2.2 选址原则

依据地下水开发利用以人为本的原则，地下水饮水水源地应选择水量较丰富、水质优良、便于水源地卫生安全保护的地域。考虑我省地形以及地貌等基本条件，水源地选址及建设应遵循以下基本原则：①不同类型水源地选择顺序为山涧泉水、深层地下水(承压水)、浅层地下水(潜水)。②有地形条件时，宜优先选择重力流泉水水源。③水源地理位置宜优先选择乡(镇)、村的上游。④水质、水量均能满足要求时，宜优先选择施工、运行和维护方便的地域。基于选址原则，本文按水源地选址工作的时间顺序开展研究。

2.3 选址调查

调查的方法主要包括资料收集和现场调查。以资料收集、调研为主，尽可能利用现有资料；以现场调查为辅，对调查数据进行补充完善。

2.3.1 资料收集

水源地的选择首先从资料收集开始，全面收集国家、当地政府及相关部门的年鉴、专著、调研报告、相关规划、设计材料、统计资料以及已有的调查成果等。分析区域地质、水文地质资料，拟定待选水源地比选方案。在比选方案优良地区，充分搜集拟建水源地周围机电井钻井资料及地下水水质分析成果，初步确定拟建地下水水源地的含水层特征、富水性、水质状况，初步确定其水量、水质能否满足设计要求。

2.3.2 现场调查

在充分分析现有资料的基础上，接下来咨询当地政府主管部门，初步确定水源地位置。采用现场调查法补充收集资料，包括向供水单位、当地居民了解的水源、供水设施及周边污染状况等基础资料，实地调查、定位、水样采集等。现场查看初选水源地位置半径30～50 m之内是否满足以下规定：①不应存在与取水设施无关的建筑物；②不应存在向陆域排放污水得排污口，已设置的排污口必须拆除；③不应存在农牧业活动；④不应存在倾倒、堆放工业废渣、乡村垃圾、粪便及其他有害废弃物等行为；⑤不应存在输送污水的渠道、输油管道通过本地区；⑥不应存在油库；⑦不应存在墓地。只有满足以上规定的区域才能作为水源地初选的地址。

2.4 选址勘察

在初步确定几个待选水源地的地址后，采用对比分析的方法，对几个场址方案的主要工程地质资料，作为比较和选择场址的依据。拟建地下水水源地场址位于富水区时，如：嫩江右岸扇形平原，三江低平原，穆棱兴凯低平原，松花江、嫩江、呼兰河等江河及其主要支流河谷平原，松嫩平原的绥化、海伦、肇东、哈尔滨、双城承压水盆地等地地下水资源丰富，水量能够满足设计用水量要求，可以在满足文中2.3.2现场调查条件下，择优选择拟建地下水水源地场址。拟建地下水水源地场址位于贫水区时，如：山丘区，松嫩平原的兰西县、望奎县、明水县、青冈县、克山县、克东县、拜泉县等县市大部地区地下水富水性贫乏，应在充分搜集区域地质、水文地质资料基础上，在平原区布置1眼探采结合井并进行抽水试验，或进行工程物探勘察；在山丘区或残山分布区，进行工程物探勘察。查明拟建地下水水源地周围含水层分布特征，选择富水性相对较好的地域作为地下水水源地场址。

2.5 工程物探

在初步选定的几处备选拟建地下水水源地进行工程物探勘察，勘察方法执行DL/T 5010标准[4]，并形成物探报告。根据物探成果，初步确定主要开采目的层层位，选择一处含水层相对较厚且分布稳定、富水性相对较好的备选地域作为地下水水源地场址，确定井深。分析物探成果，设计水量应低于允许开采量。

2.6 抽水试验

选定的探采结合井应做最大降深稳定流抽水试验，水位稳定时间不少于24 h，其他要求应按GB 50027中的抽水试验技术要求[5]执行。另外，抽水前应测量孔深，抽水试验结束后再次测量孔深，以确定抽水期间涌入孔中砂量，以判定过滤管孔隙率是否合理。水质分析所需的水样，宜在抽水试验结束前采集。

2.7 水量水质要求

按照SL 310[6]标准确定供水量和取水量。取水量应低于允许开采的水量，当单一水源水量不能满足设计水量要求时，可采取多水源或调蓄等措施。备用井取水量应不低于设计水量的10%～20% 。水源水质应达到GB/T 14848中的Ⅲ类标准[7]。若水质不达标，又没有其他水源可以利用时，则应选择经过相应处理水质达到GB 5749要求的水源。当水质达不到上述要求时，不宜作为生活饮用水水源。

3 保护区的建设与管理

在接下来的研究中首先采用现场调查的方法对黑龙江省水源地保护区的建设及管理涉及的主要内容进行梳理，然后采用资料分析的方法对有关法律、规范及指南的要求进行分析，进而提出以下保护区建设与管理的方法。

3.1 取水构筑物建设

地下水取水构筑物按取水构筑物类型分为机井、渗渠和泉室等类型。机井包括为管井、大口井和辐射井。其中管井为应用最广的形式。取水构筑物类型选择应执行SL310的有关规定。管井的设计执行SL 256[8]及GB 50296[9]的要求。井位、散水坡、井台和井盖设计应符合SL 310的有关规定。提水设备的选择应遵循SL 310的有关规定。大口井和辐射井设计应符合SL 310的有关规定。泉室的设计应符合GB 50013-2006中5.2.1[10]中的规定。