水源地新址論證分析

田振軍

（太原市建筑設計研究院 山西太原 030001）

0 前言

沁水縣隸屬晉城市，多年來一直以龍港鎮西石堂萬慶元截潛流水源地作為沁水縣城居民生活飲用水水源之一，設計流量為55m3/h，該水源地為一、二級保護區。后隨著沁水縣城西擴延伸，陽翼高速公路的修建，需穿越萬慶元截潛流水源地的一、二級保護區，致使該水源地保護受到影響，對該水源地造成潛在污染，縣城居民的用水安全受到威脅。為避免因供水水源受到污染造成重大供水安全事故，需尋找新的水源地。

1 水源地確定

經山西省地質工程勘察院進行的水文地質勘探工作，選擇在沁水縣龍港鎮梁莊村南王關東南杏河支流吳家溝河谷內擬建截潛流水源地工程，作為萬慶元截潛流水源的替代水源。該水源地位于現狀萬慶元截潛流工程西南方向約1km處。截潛流工程適用于山間河谷基（底）巖性相對不透水、河道坡度較平緩、河谷松散巖類砂礫石沉積層厚、富水性較好、滲透系數大的河段。該地段具有適宜的條件。

（1）吳家溝河谷基底地層相對不透水，通過對截潛流供水工程地質條件及水文地質條件野外實測研究分析，河谷長約8km，匯水面積約46.5km2，屬于杏河支流，通稱為吳家溝河谷。吳家溝河谷基底地層為二迭系上石盒子組黃綠色泥巖夾砂巖互層狀分布，泥巖、泥質砂巖為隔水層，河谷基底上部沉積、堆積3～10m第四系全新統沖洪積砂礫石、粗砂砂礫石松散巖類地層，河谷寬5～60m，邊山兩側山區，出露地層為二迭系上石盒子組及石千峰組碎屑巖，地層傾角5°～15°。受沁水向斜影響，區內構造斷裂不太發育，只見南王關上游邊山東側一條近南北向正斷層，斷距0.5m。流域內為太行山林區，松柏成林，植被發育，山區多為基巖裸露，黃土覆蓋呈另星，水土流失少，山區分布南坪碎屑巖裂隙下降泉，吉家下降泉，東溝下降泉及分水嶺石腰溝下降泉，這些裂隙下降泉的側向補給為吳家溝地表清水徑流奠定了基礎，降雨入滲補給量，地質環境條件優良，形成吳家溝地表徑流清澈透明及常年不斷流的特點，實側地表徑流量77m3/h。

（2）吳家溝河道平緩，坡度小，寬度適中，是修建截潛流供水工程的基礎條件，吳家溝村—南坪村河谷地面坡度5°～10°，南坪村—南王關河段地面坡度3°～8°，一般截潛流工程壩址建設在小于10°較適宜，可增加上游匯水面積及儲存水資源量。

（3）吳家溝河谷松散巖類地層沉積厚度大，根據《沁水縣城水源南王關截潛流供水工程水文地質勘查報告》在南王關電法勘探Ⅰ、Ⅱ剖面松散層砂礫石、粗砂夾礫石地層厚度3～8.5m，基巖風化殼厚度2～3m，含水介質粗砂礫石質地較純，含泥土少，透水性富水性好，為地表水潛流儲存提供還原過濾空間，單井涌水量55m3/h。一般在河道內，沉積淤積（1～3m）砂礫石層擬建截潛流工程，供水意義不佳，厚度4～10m供水意義最佳。

（4）根據本項目吳家溝中斷東溝民井抽水試驗，松散巖類粗砂礫石孔隙潛水計算的滲透系數K=10.8m/d。南王關截潛流工程擬設為一眼大口井時，設s=2m時，滲透系數k=24.61m/d。s=5m時，滲透系數k=45.29m/d，所以擬建截潛流工程滲透系數范圍值應在10-50m/d之間最佳。

2 水資源評價

根據山西省地質工程勘察院編制的《沁水縣城水源南王關截潛流供水工程水文地質勘查報告》，該水源地水資源評價結果如下：

（1）地表水資源評價：2004-2015年11年期間采用三角堰六次實測吳家溝河谷地表水平均徑流量為77.78m3/h。斷面法測流量88m3/h。

（2）地下水資源評價（天然補給資源）：①降水入滲補給量6135m3/d。②地下徑流模數法求得地下水徑流量7192m3/d。③邊山側向補給量928m3/d。④開采量：吳家溝人畜吃水開采量約100m3/d。

（3）可開采資源保障程度：山丘區地下水天然補給資源為4889m3/d。吳家溝南王關段截潛流供水工程取水量1320m3/d，占天然補給資源量的27%，是有保障的。

3 水質評價

（1）地表水質量評價：按照（GB383—2002）標準，由“國土資源太原礦產資源監督檢測中心”化驗分析單項水化學元素指標25項，評價結果“良好（Ⅰ）類”。

（2）地下水質量評價：按照（GB14848—93）標準，檢測中心分析單項水化學元素25項，評價結果“良好（Ⅰ）類”。

4 允許開采量

南王關河谷截潛流供水工程設計按I物探電法勘探剖面擬建，截潛流工程橫跨于河道全斷面，根據電法勘探資料及野外水文地質踏勘資料，采用大口井潛水完整井流公式來分析截潛流供水工程的涌水量，再結合水文地質勘查報告抽水試驗資料分析預測截潛流取水量。

潛水完整井流公式：

K=0.733Q（logR-logr）（/2H-S）S

式中：R-影響半徑（m）；Q-涌水量（m3/d）；r-鉆孔半徑（m）；H-水柱高度（m）；S-降深（m）；K-滲透系數（m/d）。

已知：H=9m，r=5m，R=60m，K=24.61m/d，S=2m，代入公式求得 Q=995m3/d，沁水縣城水源南王關截潛流供水工程壩址降深與涌水量關系見表1。

表1 南王關截潛流供水工程壩址降深與涌水量關系

經過計算，南王關段河道擬建截潛流供水工程涌水量55m3/h（1320m3/d）是有保證的，計算的水文地質參數滲透系數符合《供水水文地質勘察規范》（GB50027—2001）要求。

5 結論

通過水文地質條件、水資源評價、水質評價和允許開采量等多個角度，證明位于現狀萬慶元截潛流工程西南方向約1km處的新水源地可作為替代水源。