农村饮水安全工程取水水源可靠性论证分析

关丽娜

（伊犁水文勘测局，新疆 伊宁 835000）

1 工程概况

奎屯市三公里半社区位于奎屯市西侧、奎屯河下游东岸4.5 km处，社区内原有一口供水机井建设于1985 年，井深120 m，设计出水量50 m3/h，现状出水量23 m3/h，日出水量276 m3/d。近年来，由于老井使用年限较长，井内已出现坍塌，导致机井出水量及水质已无法保障社区生活用水要求。因此，拟在原机井附近10 m 范围内新建机井一眼，为三公里半社区、125 团家属区、二处机关区、水工连、五公里社区、131 团9 连、131 团10 连、131 团畜牧点及黄沟配水点供水。拟建机井设计年出水量为35.04 万m3，最大日用水量653.20 m3，高峰日最大每小时需水量为54.4 m3。水质要求必须符合生活饮用水卫生标准，引水安全保障程度高。新井建成后，老井报废处理，不再使用。

根据水利部、国家计委2002 年3 月24 日联合发布的15号令《建设项目水资源论证管理办法》，该项目取用水必须进行水资源论证，编制水资源论证报告。

2 取水水源论证

奎屯河水资源开发利用程度很高，对于新水资源用户已无地表水可供，周围也无其它支沟河流水资源。因此，本次论证对奎屯河水资源不予考虑，选择以项目区地下水作为水源，并对地下水资源进行论证。

2.1 水文地质条件

2.1.1 地下水赋存条件

论证区位于奎屯河洪积扇，第四系砂砾石层堆积厚度巨大，且岩性单一，是良好的储水构造。据物探资料，洪积扇中上部堆积厚度均大于800 m，最厚可达1400 m。到乌伊（连霍）公路附近，厚度为800 m，南干渠以北，进入洪积扇前缘地带，第四系堆积厚度为400 m～600 m，且砂砾石层中出现含砾亚粘土和含砾亚砂土夹层，砂砾石粒径变细，厚度变薄；奎屯市以北的冲积平原区，地层以细颗粒的亚砂、亚粘和粘土为主，层间夹有中粗砂和细砂层，总的来看，自南向北地下水赋存条件由好变差，含水层岩性颗粒大小、厚度均表现出由大到小的趋势；含水层结构由单一的潜水层转变为多层结构的潜水- 承压水含水层。

2.1.2 地下水埋深分布及含水层富水性

（1）地下水埋深分布

根据水文地质测绘，论证区地下水埋深由南向北逐渐变浅（见图1），由南部312 国道一线大于80 m，递变到泉沟水库东西一线为小于20 m。奎屯市北京路东西一线地下水埋深为40 m 左右，地下水埋深较小的区域处在泉沟水库周边范围。地下水埋深较大的区域，使得区内的降水入渗以及潜水蒸发对区内地下水的补给和排泄影响几乎为0。

地下水位埋深在312 国道以北到火车站一线为60 m～90 m，向北地下水埋深逐渐变浅，含水层结构由单一的潜水层转变为多层结构的潜水- 承压水含水层，地下水由潜水含水层变为潜水- 承压水含水层。地下水流向由南向北以泉沟水库为中心汇流。

（2）含水层渗透系数K

对论证区进行抽水试验，结果见表1。从表1 可以看出，论证区含水层渗透系数K 值多在15.25 m/d～72.58 m/d，平均值为41.67 m/d，其中绝大部分抽水试验井渗透系数K值大于30 m/d，项目区抽水井影响半径R 在214.0 m～533.0 m 区间，平均影响半径为441.55 m。对照含水层渗透系数经验数据表，相应含水层岩性为粗砂砾石地层，与项目区实际地层相吻合[1]。

表1 项目区抽水试验统计成果表

根据抽水试验成果表绘制项目区含水层渗透系数分布见图1，项目区由南向北含水层渗透系数K 值由大到小，拟建机井位于渗透系数最大值区域。

图1 论证区含水层渗透系数分布示意图

（3）含水层富水性

含水层富水性是地下水资源的丰富程度，其富水性具有从边界获得补给量的多少。受区域自然地理及地质条件影响，含水层富水性有所差异。论证区富水性的评价主要根据区域机井、钻孔抽水试验和单位涌水量确定。根据《供水水文地质》对松散沉积层富水性的划分标准，见表2，富水性级别的划分采用单位涌水量。论证区含水层单位涌水量分布为区间5 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)，为富水性中等至极强富水性条件。

表2 松散沉积层富水性划分标准

项目区单位涌水量大于20 m3/(m·h)的累积频率为90%，其中30 m3/(m·h)～76 m3/(m·h)区间富水性极强属性的累积频率为69%，说明项目区所测含水层地层为以富水极强属性为主。

由抽水试验得到项目区单位涌水量分布图，见图2。由图2可以看出，地下水富水性主要受含水层岩性控制，勘测区内自南向北，总富水性规律是逐渐减小；奎屯市区界以南东西方向至部队农场，单位涌水量大，分布区间为30 m3/(m·h)～75 m3/(m·h)；在其以北，单位涌水量相对较小，但仍然较大为富水性强属性，分布区间为20 m3/(m·h)～30 m3/(m·h)；其间局部有富水性极强和富水性中等的区域，有一定的分布规律。奎屯地下水源区内富水性最大的区域，即为论证区所在西南奎屯河的区域，单位涌水量为70 m3/（m·h）以上；随着距奎屯河主河道距离的增加，其富水性也逐渐变小。说明奎屯河道渗漏补给及其沉积作用，对论证区的富水性具有控制作用。

图2 论证区富水性（单位涌水量）分布图

2.2 地下水资源分析

本次地下水资源量计算评价方法主要采用断面法达西公式。将本次论证区约27 km2的范围作为地下水资源评价分析区。利用本次工作所取得及收集的资料数据，计算地下水资源量。

2.2.1 论证区地下水补给量计算

根据本次工作成果，论证区地下水来自于南部倾斜平原的侧向流入。考虑到径流影响深度，其含水层厚度H 取100 m，水力坡度I 从地下水等水位线图中量取，采用断面法达西公式计算上游侧向补给量，公式为：

根据上式计算，结果见表3，论证区地下水侧向补给量为902 万m3。

表3 地下水侧向补给进区水量计算表

2.2.2 论证区地下水排泄量计算

同样采用断面法达西公式计算地下水排泄量，论证区下游DE 断面为排泄断面。根据式（1）计算，结果列入表4。论证区地下水侧向排泄量为78.7 万m3。

表4 地下水侧向补给进区水量计算表

2.2.3 论证区可开采量计算

考虑项目区水文地质条件相对较好，参考“全国地下水资源与评价技术细则给出的天山北麓中段流域地下水开采系数”为0.88 值为最大值界限。根据奎屯水源地实际利用地下水资源状况较高的历史事实，本次取0.72 作为区内的地下水可开采系数。则项目区现状年地下水可开采量为902×0.72=649.6 万m3。

综上所述，论证区地下水总水资源量为902 万m3，排泄量78.7 万m3，可开采量为649.6 万m3，现状开采量为253 万m3，则论证区剩余可开采量为396.6 万m3，论证区地下水资源量统计见表5。

表5 论证区地下水资源量统计表

由表5 知，拟建机井年设计取水量为35.04 万m3，仅占剩余可开采量的8.8%，论证区地下水资源仍具有一定开发空间。

2.3 地下水水质状况

作为最主要的补给水源的奎屯河的水化学性质对拟建井区地下水水质有着决定性的影响，奎屯河河水水化学类型为HCO3·SO4·Mg 型水，矿化度小于0.2 g/L，项目区水化学类型主要表现以SO4·CL—Ca·Na 型为主，pH 值在7.3～8.3 之间，总硬度70 mg/L～120 mg/L，基本金属小于1.0 g/L 的淡水，水质理化指标符合生活用水水质标准，适合开采利用。本次地下水质评价项目按中华人民共和国地下水质量标准（GB/T 14848-93）对地下水质量进行评价[2]，论证区地下水质分析成果见表6。

表6 论证区地下水质分析成果表 单位:mg/L

从表6 可以看出，论证区地下水综合评价水质均为Ⅰ类、Ⅱ类良好以上水质。水质可适用于各种用途。

3 结论

根据项目区用水要求，在区域水资源现状及开发利用情况分析的基础上，对奎管处农村饮水安全工程三公里半供水项目取用水可行性、合理性、供水水源的可靠性、技术可行性、合理取水量及取水对区域水资源状况和其他用水户影响等方面进行分析论证，提出建设项目合理的取水方案，以达到合理开发，节约使用的目的，以水资源的优化配置和可持续利用支持区域经济社会的可持续发展。