某城区后备水源地水文地质环境可行性研究评述

2021-08-27林栋

地下水 2021年4期

林栋

(广东省地质局第八地质大队，广东梅州 514089)

梅州城区位于梅江中游，依梅江两岸而建，是广东省梅州市的政治、经济、文化、交通枢纽中心和世界客家文化中心。

2002年8月之前，梅州城区以梅江为饮用水水源，清凉山水库供水工程建成后，已成为梅州城区的主要饮用水水源(梅江作为第一备用水源)。清凉山水库集雨面积为94.1 km2，总库容为3 681万 m3，设计年供水量5 480万 m3(日供水15万 m3)。附近还有总库容合计为181.4万 m3的补充水源(狗咀坑水库和盘湖水库)。目前清凉山水库供水工程实际年供水能力达到 6 570万 m3(日供水18万 m3)，根据《梅州城区后备饮用水源规划》[1]，到2020年梅州城区需水总量达13 638万 m3，大大超过清凉山水库供水工程现有的年供水能力，显然不能满足梅州城区发展的需水要求，因此，兴建梅州城区后备饮用水源地十分必要。

进行后备水源地水文地质环境可行性研究的目的是：通过对拟建的叶田水库、梅南水库、蓝溪水库和大密水库等4宗水库库区及周边开展水文地质环境综合调查，初步查明库区自然地质环境和水质现状，对大气降雨、溪水、地下水、工矿及生活污水现状进行评价，并对水库蓄水后水质情况作出预测评估。同时针对水库蓄水后水质是否会发生变化，是否会出现铁镒超标等问题进行论述。最终评述“后备水源地”的建设是否可行。

1 工作区自然地理环境

工作区位于梅州市区南部的梅县区畲江镇、梅南镇和梅江区长沙镇，地理坐标：东经116°02′32″～116°12′10″、北纬23°57′12″～24°11′53″。属低山丘陵区，地貌形态以山体大、地势高峻为特征，千米以上山峰颇多，植被发育，莲花山脉是梅县与丰顺县的自然分界。

梅州市气候属亚热带季风气候区，日照、雨量充足，年平均气温21.2℃，年平均降雨量1 472.9 mm，年均相对湿度78%，多年平均蒸发量在996～1 406 mm之间。

拟建的叶田水库、梅南水库、蓝溪水库和大密水库，分别位于梅江右岸一级支流莲江河(莲江溪)、龙岗河(古屋水)、罗田河和大密河的中上游，距梅州市区8～40 km，与清凉山水库同属莲花山脉，人口稀少，库区内植被茂盛，水源充足，坝址条件良好，4个水库建设工程均列入了“梅州市江河流域(区域)综合规划”。

4个水库总集雨面积为116.08 km2，多年平均降雨量1 605 mm，多年平均产水量9 499万 m3，总库容5 600万 m3，工程总投资约6.8亿元。

2 工作区地质和水文地质概况

2.1 地质概况

梅县区和梅江区位于莲花山脉北段，工作区内及附近出露地层主要由震旦系、侏罗系下统金鸡组、中统漳平组、上统高基坪群、白垩系灯塔群组成，是东南沿海华夏系、新华夏系构造带与东西向构造带复合交接地段。其主要构造体系有山字型构造、华夏系及华夏式构造、新华夏系构造和旋卷构造等四种。对工作区地下水的分布与活动有一定的控制作用。区域上北东向断裂构造较发育，但工作区集雨范围内断裂构造不甚发育，主要断裂有5条，北东向3条，北西向2条。

2.2 工作区水文地质概况

根据地下水的赋存介质特征，工作区地下水类型较为单一，只有层状岩类裂隙水。大面积分布于工作区，含水岩组包括侏罗系高基坪群、中统漳平群、下统金鸡组以及震旦系。充沛的降雨量是工作区地下水的主要补给来源，地下水类型较为单一的层状岩类基岩裂隙水。区内大部分基岩裸露，基岩节理和风化裂隙发育，植被茂盛，有利于降雨渗入。工作区地下水具有埋藏浅，径流途径短，流向与坡向一致、水力坡度大，补给区与排泄区距离小的特点，多为浅循环网状裂隙水。基岩裂隙水的排泄多以散流、泄露成泉的形式或通过断层破碎带附近的沟谷排泄，形成地下水溢出带，为枯季山区水库的主要补给来源，地下水动态主要受降雨和径流所控制。

3 拟建后备水源地水文地质环境现状

3.1 岩土环境现状

野外调查工作2010年4月25日-12月10日，现状调查在拟建的四宗水库的库区淹没区内和集雨范围内取29件岩石样，8件土壤样，化学全量分析结果汇总表见表1和表2。

从表1和表2可以看出，岩石和土壤成分含量以SiO2占绝大部分，次为Al2O3。岩石样中Mn含量占0.002 71%～0.152 32%，平均0.0347 42%；pH值5.88～9.26，平均7.63。土壤样中Mn含量占0.002 78%～0.039 63%，平均0.017 44%；pH值4.78～7.06，平均5.66。

表1 拟建后备水源地岩石化学全量分析结果汇总表

表2 拟建后备水源地土壤化学全量分析结果汇总表

3.2 水环境现状

拟建的4个水库集雨范围内无矿区分布、无厂房设施，农田、村庄零星分布其间，自然环境状况良好，以梅南水库环境最佳。在蓝溪水库的里顺、南坑、蓝溪等村庄人口相对较为密集，且有养猪户，存在猪粪的污染。叶田水库的上叶田村村庄和人口较多，但污染较小。4个水库蓄水后均存在淹没村庄和农田现象。

3.3 水质现状

在4个水库集雨范围内的天然泉点、主要支流、汇水处取88件水样(其中丰水期34件、枯水期54件；天然泉点21件，地表河水、溪水67件)，分析结果如下：

(1)21件天然泉点水样中，有11件为HCO3-Ca·Mg型，3件为HCO3-Ca型，2件为HCO3-Mg·Ca·Na型；67件地表溪水、河水水样中，有36件为HCO3-Ca·Mg型，26件为HCO3-Ca型。天然泉点、地表溪水、河水共88件水质分析结果，47件为HCO3-Ca·Mg型，占53.41%；29件为HCO3-Ca型，占32.95%。

(2)pH值6.68～7.92，平均7.39，属中性水。

(3)矿化度(即溶解性总固体)18～74 mg/L，平均值35.45 mg/L，属极低矿化度，为梅州城区饮用水的1/10～1/8。

(4)毒理指标：常规项目(砷(As)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+)、铅(Pb)、汞(Hg)、硒(Se)、氰化物、氟化物(以F-计)、硝酸盐(以N计)、溴酸盐)、非常规项目(钡(Ba)、铍(Be)、钼(Mo)、镍(Ni)、硼酸(B)、银(Ag)、锑(Sb))符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)标准限值要求，符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅰ类标准限值要求。

(5)感官性状和一般化学指标：水样品的色度、浑浊度、臭和味、总硬度、总碱度、总酸度、铝(Al)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、氯化物(以Cl-计)、硫酸盐(以SO42-计)、游离性CO2、偏硅酸、溶解性总固体、化学耗氧量、挥发性酚、溴化物、碘化物、钴(Co)、锂(Li)、锶(Sr)、钒(V)、阴离子合成洗涤剂、矿化油(石油类)符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[2]标准限值要求，符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[3]Ⅰ类标准限值要求。

上述所有检测指标均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)，说明水质基本未受环境污染。

4 拟建后备水源地与清凉山水库水文地质环境比较及建议

拟建的4个水库与清凉山水库同属莲花山脉，其中大密水库与清凉山水库集雨范围相邻，两坝址区直距只有10 km。

从表3可以看出，拟建后备水源地比清凉山水库的pH值平均值变化幅度较小，较稳定，虽然总硬度平均值略高于清凉山水库，但硫酸盐、氯化物、铁、锰的含量平均值明显低于清凉山水库。而且拟建后备水源地集雨范围内无矿区分布，不可能使水库蓄水后对水质造成污染，也不会出现铁、镒超标的情况。而清凉山水库集雨范围的溪田河上游有废弃的银窟铅锌矿，矿化现象可能造成了局部水质的铁镒超标。不过，清凉山水利枢纽的铁镒超标主要出现在坝后引水过程中，总铁超标尤其出现在输水管线内的1#隧洞出口、2#隧洞出口和补充水源的狗咀坑水库，镒超标主要表现在引水终点的棉地坑。因此，引水过程中的水质控制和监测非常重要，只要在坝后引水至供水点的地段控制和监测好，吸取清凉山水库在坝下引水过程中出现锭超标的经验教训，完全可以确保拟建后备水源地蓄水后的水质不受影响。