阜新凌河水源井群布設及涌水能力計算

張 洵，沈麗麗

(1.遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽110003;2.遼陽市海河水利勘測設計有限公司，遼寧 遼陽111000)

阜新凌河水源是阜新市城市供水的主要水源，其供水量約占阜新自來水公司總供水量的五分之一，凌河水源現有水源井4處，其3處位于義縣凌北工業區內。按照遼寧省水利廳遼水咨函【2012】18號文件的要求，遷移擴建阜新市凌河水源。在現凌河水源上游新建兩眼水源井與原凌河水源1號井一起達到日供水能力6萬m3，保證向阜新市原有的供水量;而原有阜新凌河水源2、3、4號水井的供水量在省擬建新水源工程竣工前是否可滿足義縣凌北產業園區的需水的要求，應一并開展阜新市凌河水源開采方案的論證。

1 凌河水源區域水文地質條件

查凌河水源區域水文地質勘察資料，地下含水層厚度一般為3～5m，可分礫、卵石層，并有較大顆石英質砂子充填。礫石層中:直徑2～20 mm的礫石約占25%～45%，大于20 mm的卵石約占20%～40%;卵石層中:直徑2～20 mm礫石成分約占20%，直徑大于20 mm的卵石含量達到60%。礫、卵石巖性大部為石英巖、混合花崗巖、長城系石灰巖、燕山期花崗巖等。平均滲透系數高達到365m/d。

1.1 改一井水文地質剖面

改一井水文地質剖面所處位置地下水位埋深2.08～4.13m，地下水位高程57.70～58.95m，第四系含水層以圓礫石及卵石為主，含水層平均厚度約為3.2m，地下水位以下含水層厚度2.07～3.85m。河谷地下水補給斷面寬度5.8 km。

1.2 新二井水文地質剖面

新二井水文地質剖面所處位置地下水位埋深0.32～3.10m，地下水位高程61.26～61.72m，第四系含水層以圓礫石及卵石為主，直徑2～20 cm圓礫石約占25%～45%，直徑大于20 mm卵石約占20%～40%;直徑2～20 cm礫石約占20%，直徑大于20 cm卵石達到60%。含水層平均厚度約為3.3m，地下水位以下含水層厚度2.42～3.95m。河谷地下水補給斷面寬度5.2 km。

1.3 新三井水文地質剖面

新三井水文地質剖面所處位置地下水位埋深1.13～4.06m，地下水位高程57.13～57.56m，第四系含水層巖性以圓礫石及卵石為主，含水層平均厚度約為3.7m，地下水位以下含水層厚度1.90～4.81m。河谷地下水補給斷面寬度7.0 km。

2 取水地段選定及井群布設方案

2.1 取水地段選定

從區域水文地質條件分析結果看，阜新凌河水源遷移工程規劃取水地段選定在大凌河錦承鐵路橋至錦阜高公路橋段最為適宜。即:北側西起萬佛堂，經雙臺子－龍王廟－頭溝屯－紅墻子－平房子，東至后邊門子;南側西起四方臺，經西八里堡－前五里南－后楊屯－孟家屯－周家屯，東至西地溝;東西長約18.5 km，南北長約8 km，面積近122 km2。在現在的凌河水源上游新建2眼水源井，連同現有凌河水源1號井達到日供水能力6×104m3/d(見圖1)。

圖1 阜新凌河水源遷移建設平面布置圖

2.1 井群布設方案

2.2.1 現狀一水源

在現狀一水源集水井處設置垂直于河道主流方向的集水管一條，集水管長100m、直徑1000 mm。現狀一水源設計涌水能力2.7×104m3/d。

2.2.2 新建二水源

在新建二水源集水井處設置集水管三條。其中一條垂直于河道主流方向，集水管長400m、直徑1000 mm;另兩條均平行河道主流方向，集水管長分別為600m、700m，直徑均為1000 mm。新建二水源設計涌水能力1.0×104m3/d。

2.2.3 新建三水源

在新建三水源集水井處設置集水管兩條。一條集水管由集水井起斜交河道主流方向并伸向東南，集水管長500m、直徑1000 mm;另一條集水管由集水井起斜交河道主流方向并伸向西南，集水管長1 000m、直徑水由集水 mm。新建三水源設計涌水能力2.3×104m3/d。

3 涌水能力計算

采用《阜新市凌河水源遷移工程可行性水文地質勘察報告》(遼寧工程勘察設計院2012.4)的計算成果。

3.1 涌水量計算公式

3.1.1 集水管平行或垂直河道主流并埋設河灘之下的涌水量計算

圖2 符合(1)式計算示意圖

其式:

式中:Q渠為集水管涌水量(m3/d);R為影響半徑，取本次計算時影響半徑平均值398m;h為集水管的剩余水頭(m);K為含水層滲透系數，取本次計算時取滲透系數平均值365.55m/d;H1為由河水距隔水底板的高度(m);L為滲渠長度(m);

3.1.2 集水管斜交河道主流并埋設河床之下涌水量計算

其式:

式中:HY為河水位至集水管頂深度(m);H0為集水管的剩余水頭(m);T為含水層厚度(m);L為淹沒段滲渠長度(m);D為集水管直徑(m);α為淤塞系數。

圖3 符合(2)式計算示意圖

3.2 取水地段涌水量計算成果

按上述公式計算各水源合計涌水量64473×104m3/d。其中:現狀一水源涌水量14725×104m3/d、新建二水源涌水量20650×104m3/d、新建三水源涌水量29098×104m3/d(見表1)。

表1 凌河水源取水地段現狀和新建水源涌水量計算成果表

4 結語

阜新凌河水源已選定的取水地段保留現狀一水源和新建二水源、新建三水原的井群用水量完全保證阜新市原來的供水量。如若再滿足義縣工業園區的需水要求，需在該地段另布井群，結合區域地下水補給來源評價一并進行深入論證。