后孟营地下水饮用水水源地保护区划分

霍秋雅，宋佩佩，刘司航

（1.河北省水文工程地质勘查院，河北石家庄050000；2.河北地质大学水资源与环境学院，河北石家庄050000）

1 研究区概况

1.1 水源地基本概况

后孟营水源地位于昌黎县马坨店乡后孟营村村北，昌黎县隶属秦皇岛市，地处河北省北部环渤海地带，东临渤海，西临滦河并与唐山市滦县、滦南县隔河相望，并与抚宁区、卢龙县相邻，南以滦河为界与唐山市乐亭县相邻。

昌黎县属东部季风区、暖温带，为半湿润大陆性气候，日照充足、四季分明，夏季受海洋季风气候影响，秋季延续时间长，无霜期长，水热系数小，受海陆风影响，风向多变，一年中以西南偏西风最多，东北风次之。夏季高温，炎热多雨，冬季干燥，寒冷少雪，降雨量充沛，多年平均降水量597.4mm，降水量年际差异大，且年内分配不均匀，绝大多数集中于6～8月，占全年降水量的60%以上。研究区年平均气温11℃，7月份气温最高，平均气温可达25.1℃，1月份气温最低，平均气温-5.2℃。年无霜期平均186d，最大冻土深度57cm。

1.2 水文地质条件

研究区的基地构造之上覆盖着厚度相差悬殊的第四系沉积地层。宁河—昌黎断裂带直接控制了平原北部和南部第四系地层发育，其厚度由50m增加到500m以上，属于山前冲洪积平原，岩性主要为砂卵石、砂、粘质砂土、粘土等。

昌黎县山区地下水主要接受大气降水的补给，平原区浅层地下水补给来源较多，主要接受大气降水入渗补给、山区向平原区的侧向径流补给，以及河流渗漏和灌溉水回归入渗补给等，深层地下水的补给来源虽难以追寻，但本质上也是接受大气降水入渗补给、河流渗漏补给和山区的侧向径流补给，当存在开采的情况时，深层地下水也接受浅层地下水的越流补给。

受地形限制，研究区地下水的径流总体呈现北部山丘向南部平原区径流，北部山丘地下水水力坡度大，径流条件较好；平原区较为平坦，径流条件相对较差，但也受水力坡度控制，使得平原区的地下水由北西向东南径流。

研究区北部山丘区，地表水、地下水密切联系，交替转化强烈，地下水大部分转化为地表水排泄到下游。平原区人类活动影响较大，地下水利用程度高，故其排泄方式主要以人工开采和潜水蒸发等排泄为主，其次是以径流、河流等方式进行排泄。

1.3 水源地开发利用现状

后孟营水源地现有供水井10眼，全部正常运行，供水井呈带状均匀分散分布，整个供水系统由检测仪表和自动控制系统组成，并配有UPS不间断电源系统，保持整个系统正常运行。

该水源地设计年供水能力1095×104m3，供水范围为昌黎县城区，服务人口约7万人，近几年实际日最大供水量约为1.8×104m3。2016年供水量为496×104m3，其中居民用水量322.4×104m3，占总供水量的昌黎县后孟营地下水饮用水水源地环境保护方案65%，其他项目用水占总供水量的35%。

该水源地距周边河道12km，不易受到地表水的径流污染。《秦皇岛市昌黎县饮用水水源保护区划分技术报告》中采用DRASTIC 方法对地下水防污性能进行了评价，其评价结果显示，水源地包气带透水性强，有利于地表污染物的渗透和迁移，地下水环境自我防护能力较差，地下水较易污染。

2 水源地保护区划分方法

2.1 保护区划分原则

饮用水水源地保护区的划分需满足水质达标原则、保护优先原则和保护区最小原则，具体为：

(1)水质达标原则。综合考虑水源地供水量、水源地环境、开采方式以及污染源的分布等因素的影响，划分的各级保护区范围，既要保证能够开采规划水量，又能保证开采的水质能达到所要求的标准。

(2)保护优先原则。划定水源地保护区范围应满足水源地附近的人类活动不直接污染水源，且主要污染物在向取水点运移过程中，应衰减到规定的浓度水平；在正常规划取水的情况下，要保证水质达到标准，并且一旦水源发生污染等突发情况，有足够的时间和缓冲地带可以实施紧急补救措施。

(3)保护区最小原则。在确保饮用水水源地的水质不受污染的前提下，划定的水源保护区范围应尽可能小。

2.2 保护区划分技术方法

后孟营水源地保护区划分首先需要收集相关的水文地质资料，然后根据《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）的要求，对后孟营水源地保护区的范围进行划定，可将其划定为一级保护区和二级保护区。

本次保护区的划分拟采用公式法，并用经验值法进行核定，结合研究区地下水水质现状、地下水污染防护能力、地下水补径排条件、含水层特征等水环境现状及污染发展趋势，确定水源地安全约束条件，综合分析最终确定相应的范围，以确保所划分范围的准确性和有效性。

基于该水源地所在区域的水文地质特征和条件，确定后孟营水源地的地下水类型为第四系孔隙水。由于该水源地的日开采量小于5×104m3，按开采规模将其确定为中小型水源地，即后孟营水源地为中小型孔隙水潜水型水源地。保护区半径计算经验公式为：

式中：R——保护区半径，m；

Α——安全系数；

K——含水层渗透系数，m/d；

I——水力坡度（为漏斗范围内的水力平均坡度）；

T——污染物水平迁移时间，d；

n——有效孔隙度。

各参数取值见表1。

表1 参数表

按照公式计算结果与孔隙水潜水型水源地保护区范围经验值对比，并结合水源地周围环境、水源地水文地质条件，确定一级保护区半径为360m，二级保护区半径为2070m。

3 划分结果

后孟营水源地有10 眼水源井，属于集中式供水水源地，根据调查可知井群中各井间的距离均小于4140m（即二级保护区的半径的2倍），那么将外围井连接，以该连接线作为边界，向外径向距离为二级保护区半径的多边形区域。目前10眼井未在一条直线上，因此采用非线性布井概念图，如图1（B）所示。按规范要求一级保护区范围是以水源地外围井的外接多边形为边界，向外径距离为一级保护区半径的多边形区域。建立一级保护区可保证水源地集水有一定的滞后昌黎县后孟营地下水饮用水水源地环境保护方案时间，以防止一般病原菌的污染。根据当前井群布置情况及实际情况，计算可得一级保护区面积为2.1km2，二级保护区面积为21.7km2，后孟营水源地一、二级保护区范围如图2所示。

4 结语

后孟营水源地周边水环境主要污染来自群众生活产生的生活污水，生活污水随意排放，排水系统不完善，收集方式不恰当，没有完善的排水管道，存在散排乱排的现象。后孟营地下水饮用水水源地作为昌黎县重要的集中式供水水源地，承担着昌黎县供水的重要任务，为防治饮用水水源地污染，切实保障群众饮水安全，必须尽快实施水源地环境保护方案，从保护区建设、整治、监控预警、风险防控、应急能力、管理规范、宣传教育等多方面开展工作，确保水源地的稳定和安全运行。

图1 群井的水源地保护区范围的概念模型图

图2 后孟营水源地一、二级保护区范围图