高壁水源地集中式飲用水水源井調(diào)整技術(shù)應(yīng)用

賀勝義

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

安澤高壁飲用水源地分布于沁河安澤城區(qū)段東北側(cè)2.5 km的沁河北岸和南岸，規(guī)劃有8口水源井。1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）號水源井分布在高壁村沁河北岸，4（G2）號分布在東莊村西北的沁河南岸，1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號水源井于1994—2014年建成投入使用，設(shè)計(jì)總供水量約 6 000 t/d，7（G5）、8（G6）號水源井為規(guī)劃水源井，目前尚未建設(shè)。已建成的 1（Z1）、2（Z2）號水源井為備用水源，設(shè)計(jì)日供水量960 t/d；3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號為正常供水的水源井，設(shè)計(jì)日供水量 3 456 t/d，實(shí)際供水量約2 600 t/d。

2007年安澤縣政府按照國家水污染防治法要求，依據(jù)國家《飲用水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 388—2007），對高壁飲用水源地進(jìn)行了飲用水源保護(hù)區(qū)劃分。劃分結(jié)果：一級保護(hù)區(qū)為一不規(guī)則的多邊形，周長7 312 m，面積1 638 056 m2；二級保護(hù)區(qū)也為一不規(guī)則的多邊形，周長 6 133 m，面積1 826 312 m2，2009年12月8日取得省政府批復(fù)[1]。保護(hù)區(qū)劃分見圖1。

1 調(diào)整原因

圖1 安澤高壁集中式飲用水源地保護(hù)區(qū)劃分示意圖

停建多年的國高網(wǎng)某高速公路于2015年啟動(dòng)建設(shè)，安澤段公路建設(shè)的特大橋穿越一級保護(hù)區(qū)約590 m（樁號：K73+470—K74+060），穿越二級保護(hù)區(qū)約 670 m（樁號：K74+500—K75+170）。另外，縣城北環(huán)公路和高速引線同時(shí)穿越高壁飲用水源一、二級保護(hù)區(qū)，見示意圖2。依據(jù)國家水污染防治法“一級保護(hù)區(qū)內(nèi)不得建設(shè)與供水無關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目，已經(jīng)建設(shè)的，由縣級以上人民政府責(zé)令拆除或關(guān)閉”的規(guī)定，某高速、縣城北環(huán)公路和高速引線，均違反了國家水污染防治法規(guī)定，但某高速公路沁河大橋路線設(shè)計(jì)已無法繞避，縣城北環(huán)公路和某高速引線已開始建設(shè)，如若重新選線則會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)[2]。因此，從最小經(jīng)濟(jì)代價(jià)角度出發(fā)，只能以調(diào)整一、二級水源地范圍的方式解決問題。通過使用物理電法探測診斷和地形測量等手段，4次現(xiàn)場實(shí)地踏勘調(diào)研論證，提出最終水源井調(diào)整方案。

圖2 環(huán)城路與高速及引線穿越安澤高壁飲用水源一、二級保護(hù)區(qū)

2 供水情況

高壁集中式飲用水源主要供安澤縣城的居民飲用、城區(qū)生態(tài)和商業(yè)服務(wù)業(yè)用水。在用和規(guī)劃的8眼水源井，由西南向東北沿沁河北岸依次排列為1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）、7（G5）、8（G6）號，井距約400 m，沁河南岸為4（G2）號水源井，水源井原水水質(zhì)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—85）要求，各水源井的基本情況如下：

a）1（Z1）、2（Z2）號水源井建設(shè)于 1994 年，井深100～130 m，主要開采二迭系石千峰的砂巖裂隙水，兩個(gè)水源井目前為備用水源，實(shí)際供水能力為40 t/h（各 20 t/h）。

b）3（G1）、4（G2）號水源井建成投用于 2009 年，井深為380 m、451.8 m，主要開采二迭系石河子和石千峰組的砂巖裂隙水，實(shí)際可供水量為72 t/h（各36 t/h）。

c）5（G3）、6（G4）號水源井建成投用于 2014 年，井深為381 m、450 m，主要開采二迭系石河子和石千峰組的砂巖裂隙水，可供水量為72 t/h（各36 t/h）。

d）規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井目前尚未建設(shè)，兩井設(shè)計(jì)井深為450 m，設(shè)計(jì)供水量為72 t/h（各36 t/h）。

3 供水方式

1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）號水源井原有提水設(shè)備健全，供水管線已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，水源井至凈水車間管網(wǎng)口徑為DN315 mm PE管道，總長約2.6 km，凈水車間經(jīng)二氧化氯發(fā)生器殺菌消毒后存儲(chǔ)于1 300 m3的儲(chǔ)水池，然后提升至兩個(gè)400 m3的高位蓄水池，通過高位壓力入城區(qū)供水管網(wǎng)后進(jìn)入用戶。供水結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 水源地供水結(jié)構(gòu)示意圖

4 水源井調(diào)整方案

根據(jù)調(diào)閱沁河南北岸已有的水文、地質(zhì)資料，選擇兩個(gè)地塊進(jìn)行實(shí)地物理探測驗(yàn)證，結(jié)合地形、地貌等條件，編寫了詳細(xì)的《安澤高壁水源地地球物理勘測報(bào)告》，經(jīng)過行業(yè)專家4次論證，4次調(diào)整，最終確定某高速穿越安澤城區(qū)飲用水水源保護(hù)區(qū)水源井調(diào)整方案[3]。

4.1 第一次調(diào)整

初次調(diào)整方案以替代現(xiàn)有供水規(guī)模為前提，適當(dāng)考慮規(guī)劃水量，提出如下解決辦法，見圖4。

圖4 第一次調(diào)整方案示意圖

取消高壁水源地原規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設(shè)。關(guān)閉 5（G3）、6（G4）號正常供水的水源井，關(guān)閉水量 72 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）號水源井，保留可供水量112 t/h。

在沁河南岸神南村、東莊村一帶新建3口水源井（新 6、新 7、新 8 號），替代 5（G3）、6（G4）號以及規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水 源井，替代供水量108 t/h。新建的3口水源井，設(shè)計(jì)井深約400 m左右，設(shè)計(jì)單井出水量36 t/h，水質(zhì)符合國家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，設(shè)計(jì)新建的3口水源井，水文地質(zhì)實(shí)地物探后定位。

4.2 第二次調(diào)整

對原水源調(diào)整初步方案考證，仍以替代現(xiàn)有供水規(guī)模為前提，進(jìn)一步考慮關(guān)閉與替代水源井布局的合理性，提出如下調(diào)整方案。見圖5。

圖5 第二次調(diào)整方案示意圖

取消高壁水源地原規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設(shè)。關(guān)閉6（G4）號正常供水的水源井，關(guān)閉水量 36 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）號水源井，保留可供水量148 t/h。

在沁河北岸現(xiàn)供水的 1（Z1）～3（G1)號水源井間新建兩口水源井：新7、新8號，替代6（G4）號以及規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，替代供水量約80 t/h。新建的 7（G5）、8（G6）號兩口水源井，設(shè)計(jì)井深約400 m左右，出水量不小于40 t/h，水質(zhì)符合國家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，兩口設(shè)計(jì)新建的水源井，經(jīng)水文地質(zhì)物探后定位。

4.3 第三次調(diào)整

經(jīng)實(shí)地踏勘調(diào)查，根據(jù)自來水公司、縣城建局、縣水利局提供的新資料和咨詢意見，對第二次提出的調(diào)整方案進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整方案確定如下，見圖6。

圖6 第三次調(diào)整方案示意圖

取消高壁水源地原規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設(shè)。關(guān)閉1（Z1）號備用供水的水源井，水源井已經(jīng)報(bào)廢無法供水，關(guān)閉水量20 t/h，保留已建成的 2（Z2） 號備用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）號主供水源井，保留可供水量 164 t/h。

優(yōu)選方案是在沁河北岸現(xiàn)供水水源1（Z1）～3（G1）號水源井間新建兩口水源井：新7、新8號，新增可供水量約80 t/h，替代原規(guī)劃但未建設(shè)的7（G5）、8（G6）號和關(guān)閉的 1（Z1）號水源井，備選方案是在東莊4（G2）號井的西側(cè)地帶布設(shè)兩口水源井：新7、新8號，可供水量80 t/h。新建的兩口水源井，設(shè)計(jì)井深約400 m左右，出水量約40 t/h，水質(zhì)符合國家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 4848—93）Ⅲ類要求，所選兩個(gè)區(qū)塊各設(shè)計(jì)的兩口新建的水源井，經(jīng)物理探測驗(yàn)證后，確定水源井布置的區(qū)塊和具體的井位。

4.4 第四次調(diào)整

為進(jìn)一步論證第三次水源調(diào)整方案的合理性，針對兩個(gè)選擇地塊進(jìn)行實(shí)地物理探測驗(yàn)證，確認(rèn)“首選方案沁河北岸地塊優(yōu)于備選方案的沁河南岸地塊，單井保證水量約為40 t/h”。因此，最終調(diào)整方案確定如下，見圖7。

圖7 第四次調(diào)整方案示意圖

取消高壁水源地原規(guī)劃的 7（G5）、8（G6）號水源井，不再建設(shè)。關(guān)閉1（Z1）號備用水源井和6（G4）號水源井。1（Z1）號水源井已經(jīng)報(bào)廢無法供水，關(guān)閉水量 20 t/h，6（G4）號供水水源井關(guān)閉水量 36 t/h，保留已建成的 2（Z2）號備用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）號主供水源井，保留可供水量128 t/h。

根據(jù)物理勘探驗(yàn)證結(jié)果，為滿足128 t/h的水量，設(shè)計(jì)在沁河北岸現(xiàn)供水水源 2（Z2）～3（G1）號水源井間建設(shè)新1、新7、新8號、新6號4眼水源井，替代原 1（Z1）號、6（G4）號水源井和規(guī)劃未建的7（G5）、8（G6）號水 源 井 ，4 眼 水 源 井設(shè) 計(jì) 井 深350 m，新1、新7、新8號水源井分布在沁河北岸的2（Z2）～5（G3）號水源井間，單井出水量不小于36 t/h；新6號水源井布置在沁河南岸的2（Z2）～新8號水源井間的對岸，設(shè)計(jì)井深400 m，單井出水量不小于30 t/h，4眼水源井可采水量135 t/h。某高速引線因受原1、2號水源井一級保護(hù)區(qū)邊界限制，拓寬段終止在西北環(huán)隧道東口的600 m以外。

4.5 供水管網(wǎng)調(diào)整

根據(jù)高壁水源地水源調(diào)整供水可行性研究報(bào)告，編制水源調(diào)整供水工程初步設(shè)計(jì)。調(diào)整后的水源井利用新增和原有管線連接，進(jìn)入主儲(chǔ)水池，管道口徑仍采用與原管網(wǎng)匹配的DN315 mm PE管網(wǎng)。調(diào)整后輸水管網(wǎng)系統(tǒng)見圖8。

圖8 水源井調(diào)整后管網(wǎng)布局示意圖

5 結(jié)論

安澤高壁水源地集中式飲用水水源井調(diào)整，關(guān)閉在用的1、6號和取消規(guī)劃的7、8號4眼水井，以滿足128 t/h出水量及水質(zhì)符合國家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 4848—93）Ⅲ類目標(biāo)。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘調(diào)查和物探、測量等工作，確認(rèn)在沁河南北岸布設(shè)新1、新6、新7、新8號替代水源井井位設(shè)置合理，4眼新水源井預(yù)計(jì)出水量可達(dá)138 t/h，滿足關(guān)閉原來4眼舊水源井的水量要求。由于新水源井布設(shè)于原水源地范圍內(nèi)，依據(jù)現(xiàn)有水源井多年的水質(zhì)分析結(jié)果，新的4眼水源井水質(zhì)可滿足國家標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類要求。

本項(xiàng)目水源地水源井經(jīng)過4次調(diào)整論證新水源井位置，確定了最終合理的水井設(shè)置方案，為重新調(diào)整劃分高壁水源地一、二級保護(hù)區(qū)范圍奠定了基礎(chǔ)，項(xiàng)目的實(shí)施為妥善解決水源地替代水源提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。