朝陽市新建臺子備用地下水源的可行性評價研究

康國亮

(遼寧西北供水有限責任公司，遼寧 撫順 113007)

1 工程概況

隨著我國城鎮化的發展，水污染和供水短缺成為我國大多數城市面臨的問題，并對城市的發展和社會穩定造成比較顯著的影響[1]。因此，合理開發和使用當地的水資源具有十分重要的意義[2]。遼寧省朝陽市近幾年經濟社會發展十分迅速，城區面積和人口不斷擴大，而城區供水水源主要來自上游的閻王鼻子水庫。由于閻王鼻子水庫水源屬于典型的地表水水源，受氣候因素的影響較大，因此建設備用地下水源就顯得尤為重要。擬建的臺子備用水源地位于閻王鼻子水庫下游大凌河南岸的臺子鄉境內，距離朝陽市約25km。水源地規劃面積1403km2，主要開采第四系松散類孔隙潛水，主要分布于大凌河高低漫灘區[3]。其中低漫灘區含水層的滲透系數為60～80m/s，為強富水區。區域內地下水的埋深一般在3～5m，含水層上主要為壤質沙土，厚度2～4m不等，下部為粗含礫和砂礫石層，局部分布有淤泥質黏土。地下水的補給主要有3個來源，分別是大氣降水下滲、大凌河側向補給和地下徑流補給。

2 新建水源地的可行性評價

2.1 可行性評價體系的構建

新建地下水水源地評價的影響因素是多維度、多層面的，是一項十分復雜的工作[4]。因此，要對其進行科學評價，首先需要依據科學性、全面性、可比性、系統性以及定性與定量相結合的方法構建評價指標體系[5]。結合臺子備用地下水源地的實際情況以及多要素評價領域的研究成果[6- 7]，通過對各種評價指標的有效篩選，建立如圖1所示的評價指標體系。在研究中將各個因子的評價結果劃分為十分可行(Ⅰ)、可行(Ⅱ)、基本可行(Ⅲ)、不可行(Ⅳ)、極不可行(Ⅴ)等5個等級[8]。具體的評價標準和等級判定，以現行技術標準并參考專家意見確定。

2.2 評價指標值的確定

2.2.1水量指標值

根據研究區的調查數據和相關統計資料，2019年的地下水取水總量為5589.91萬m3，其中包括524萬m3的節水增量項目用水，鑒于研究區的地下水的可采量多年均值為8327.68萬m3，因此C1指標值為0.671；根據近5a研究區地下水開采量的統計數據，預測2025年地下水開采總量將達到6126.34萬m3，而擬建的備用地下水水源取水量為每年1881.82萬m3，則近期規劃水平年(2025年)的地下水開采總量將達到8008.16萬m3。因此計算可得指標C2的值為0.962；結合上述數據和研究區面積，即可計算獲取水量指標C3和C4，綜合上述結果，新建備用水源地的水量因子計算和評價結果見表1[9]。

圖1 新建備用地下水源地的可行性評價指標體系

表1 水量因子評價結果

2.2.2水質因子

根據水利部門提供的相關資料數據，研究區地下水存在鐵錳離子超標問題，部分地點存在TDS和硬度超標問題，因此需要新建凈水廠進行處理，使其達到飲用水標準，同時以此為標準進行工業用水評價，獲得水質因子評價等級，見表2。

表2 水質因子評價結果

2.2.3技術條件因子

根據項目論證期的野外鉆孔和抽水試驗數據資料，將水源地劃分為水量豐富的淺井區、水量豐富的中深井區以及水量中等的淺井區，通過對不同區域的評級和匯總，獲得水源地開采技術條件因子評價結果，見表3[10]。

表3 水源地開采技術條件因子評價結果

2.2.4經濟條件因子

根據擬建水源地的地理位置、地下水資源的賦存特征以及當前的開采技術水平，對經濟條件因子中的開采成本、輸水距離以及投資回收期等3個指標值進行計算和評價[11]，結果見表4。

表4 經濟條件因子評價結果

2.2.5環境影響因子

根據研究區的社會經濟發展狀況、環境狀況以及前期勘測的實際資料數據，對地下水位降深、其他用水戶影響以及生態系統影響3個因子進行計算、分析和評價[12]，結果見表5。

表5 環境影響因子評價結果

2.3 可行性評價結果

研究中以水源地評價領域的相關研究成果為參考[13]，結合相關專家的意見和建議，以各層指標受上一層因子的影響程度大小為基礎構建判斷矩陣，進而確定各層各個指標的權重，并通過權重的合成，最終獲得評價值指標權重組合，見表6。

研究中利用模糊綜合評價法對新建水源地的可行性展開評價[14]，評價過程中以上節獲得的評價指標體系中各個評價指標值為依據，計算出各個評價指標的相對與評價等級的隸屬度，獲得涵蓋各個評價指標的隸屬度矩陣[15]。由于評價指標數目較多，因此利用表7表示上述矩陣。

表6 評價指標權重組合

表7 評價指標隸屬度計算結果

根據計算獲取各指標的組合權重，結合表7中所列的隸屬度，對綜合評價結果向量值進行計算并進行歸一化處理，獲得向量b1、b2、b3、b4、b5。以最大隸屬度的原則確定其中的最大值所對應的評價等級為最終的評價結果，具體結果見表8。

表8 水源地可行性模糊綜合評價結果

3 評價結果與建議

根據上節的單指標評價與綜合評價結果，提出如下關于朝陽市新建臺子備用地下水源地的評價結論和相關建議。

(1)由表8中的評價結果可知，新建地下水水源地在不經過凈水廠處理的情況下，評價等級為Ⅳ級，也就是評價結果為不可行，在建設凈水廠對開采的地下水進行凈化的情況下，評價等級為Ⅲ級，也就是基本可行。由此可見，地下水水源的水質狀況是影響評價結果的主要因素之一，因此在水源地建設過程中必須要建設配套的凈水廠，否則備用水源地建設項目是不可行的。

(2)水量評價的最終評價等級為Ⅲ級，也就是基本可行。由表1中的結果可知，在備用水源地建成運行的條件下，2025年的水源地地下水開采系數為0.962，也就是地下水資源量可以勉強保證目標年的取水需求。因此，建議在水源地建設過程中注意對水井的數量、布局以及單井取水量進行科學、合理設計，同時通過各種工程技術措施提高水資源利用效率，降低水源地的供水壓力。

(3)由表2的結果可知，新建的備用水源地水質評價結果為處理前Ⅳ級、處理后Ⅲ級，說明水源地的地下水經過處理后方可作為朝陽市的生活飲用水水源。因此，在備用水源地建設和使用過程中，必須要做好環境污染防治工作，防止各種點面源污染對地下水水質的影響。

(4)由表5可知，新建備用水源地的環境影響評價結果等級為Ⅲ級，也就是基本可行。在工程建設和使用過程中，要特別注意地下水開采造成水位較大幅度的下降。鑒于增加布井數量和布井面積可以有效減小水源地中心水位降深，在綜合考慮經濟性和水位降深要求的情況下，建議采用80眼井并合理布局。

4 結語

近年來，隨著我國城鎮化進程的不斷加快，城鎮水資源供需矛盾日漸突出，而建設備用水源地對保證城鎮供水安全具有重要意義。本次研究以朝陽市新建臺子備用地下水源地為例，利用模糊綜合評價法對該水源建設項目的可行性進行評價，研究方法本身具有一定的創新性，可以為類似研究提供有益的方法借鑒。當然，本次研究也存在一些不足之處，主要是評價指標體系仍存在較大的提升空間，在今后的研究中需要進一步豐富和完善評價指標體系，嘗試將更多的評價方法應用于評價過程，以獲得更貼合工程實踐的結論。此外，我國地域遼闊，需要針對不同地區的實際情況對評價指標體系和方法進行適應性調整，以提升評價的準確性與科學性。