后孟營地下水飲用水水源地保護區劃分

霍秋雅，宋佩佩，劉司航

（1.河北省水文工程地質勘查院，河北石家莊050000；2.河北地質大學水資源與環境學院，河北石家莊050000）

1 研究區概況

1.1 水源地基本概況

后孟營水源地位于昌黎縣馬坨店鄉后孟營村村北，昌黎縣隸屬秦皇島市，地處河北省北部環渤海地帶，東臨渤海，西臨灤河并與唐山市灤縣、灤南縣隔河相望，并與撫寧區、盧龍縣相鄰，南以灤河為界與唐山市樂亭縣相鄰。

昌黎縣屬東部季風區、暖溫帶，為半濕潤大陸性氣候，日照充足、四季分明，夏季受海洋季風氣候影響，秋季延續時間長，無霜期長，水熱系數小，受海陸風影響，風向多變，一年中以西南偏西風最多，東北風次之。夏季高溫，炎熱多雨，冬季干燥，寒冷少雪，降雨量充沛，多年平均降水量597.4mm，降水量年際差異大，且年內分配不均勻，絕大多數集中于6～8月，占全年降水量的60%以上。研究區年平均氣溫11℃，7月份氣溫最高，平均氣溫可達25.1℃，1月份氣溫最低，平均氣溫-5.2℃。年無霜期平均186d，最大凍土深度57cm。

1.2 水文地質條件

研究區的基地構造之上覆蓋著厚度相差懸殊的第四系沉積地層。寧河—昌黎斷裂帶直接控制了平原北部和南部第四系地層發育，其厚度由50m增加到500m以上，屬于山前沖洪積平原，巖性主要為砂卵石、砂、粘質砂土、粘土等。

昌黎縣山區地下水主要接受大氣降水的補給，平原區淺層地下水補給來源較多，主要接受大氣降水入滲補給、山區向平原區的側向徑流補給，以及河流滲漏和灌溉水回歸入滲補給等，深層地下水的補給來源雖難以追尋，但本質上也是接受大氣降水入滲補給、河流滲漏補給和山區的側向徑流補給，當存在開采的情況時，深層地下水也接受淺層地下水的越流補給。

受地形限制，研究區地下水的徑流總體呈現北部山丘向南部平原區徑流，北部山丘地下水水力坡度大，徑流條件較好；平原區較為平坦，徑流條件相對較差，但也受水力坡度控制，使得平原區的地下水由北西向東南徑流。

研究區北部山丘區，地表水、地下水密切聯系，交替轉化強烈，地下水大部分轉化為地表水排泄到下游。平原區人類活動影響較大，地下水利用程度高，故其排泄方式主要以人工開采和潛水蒸發等排泄為主，其次是以徑流、河流等方式進行排泄。

1.3 水源地開發利用現狀

后孟營水源地現有供水井10眼，全部正常運行，供水井呈帶狀均勻分散分布，整個供水系統由檢測儀表和自動控制系統組成，并配有UPS不間斷電源系統，保持整個系統正常運行。

該水源地設計年供水能力1095×104m3，供水范圍為昌黎縣城區，服務人口約7萬人，近幾年實際日最大供水量約為1.8×104m3。2016年供水量為496×104m3，其中居民用水量322.4×104m3，占總供水量的昌黎縣后孟營地下水飲用水水源地環境保護方案65%，其他項目用水占總供水量的35%。

該水源地距周邊河道12km，不易受到地表水的徑流污染。《秦皇島市昌黎縣飲用水水源保護區劃分技術報告》中采用DRASTIC 方法對地下水防污性能進行了評價，其評價結果顯示，水源地包氣帶透水性強，有利于地表污染物的滲透和遷移，地下水環境自我防護能力較差，地下水較易污染。

2 水源地保護區劃分方法

2.1 保護區劃分原則

飲用水水源地保護區的劃分需滿足水質達標原則、保護優先原則和保護區最小原則，具體為：

(1)水質達標原則。綜合考慮水源地供水量、水源地環境、開采方式以及污染源的分布等因素的影響，劃分的各級保護區范圍，既要保證能夠開采規劃水量，又能保證開采的水質能達到所要求的標準。

(2)保護優先原則。劃定水源地保護區范圍應滿足水源地附近的人類活動不直接污染水源，且主要污染物在向取水點運移過程中，應衰減到規定的濃度水平；在正常規劃取水的情況下，要保證水質達到標準，并且一旦水源發生污染等突發情況，有足夠的時間和緩沖地帶可以實施緊急補救措施。

(3)保護區最小原則。在確保飲用水水源地的水質不受污染的前提下，劃定的水源保護區范圍應盡可能小。

2.2 保護區劃分技術方法

后孟營水源地保護區劃分首先需要收集相關的水文地質資料，然后根據《飲用水水源保護區劃分技術規范》（HJ/T338-2007）的要求，對后孟營水源地保護區的范圍進行劃定，可將其劃定為一級保護區和二級保護區。

本次保護區的劃分擬采用公式法，并用經驗值法進行核定，結合研究區地下水水質現狀、地下水污染防護能力、地下水補徑排條件、含水層特征等水環境現狀及污染發展趨勢，確定水源地安全約束條件，綜合分析最終確定相應的范圍，以確保所劃分范圍的準確性和有效性。

基于該水源地所在區域的水文地質特征和條件，確定后孟營水源地的地下水類型為第四系孔隙水。由于該水源地的日開采量小于5×104m3，按開采規模將其確定為中小型水源地，即后孟營水源地為中小型孔隙水潛水型水源地。保護區半徑計算經驗公式為：

式中：R——保護區半徑，m；

Α——安全系數；

K——含水層滲透系數，m/d；

I——水力坡度（為漏斗范圍內的水力平均坡度）；

T——污染物水平遷移時間，d；

n——有效孔隙度。

各參數取值見表1。

表1 參數表

按照公式計算結果與孔隙水潛水型水源地保護區范圍經驗值對比，并結合水源地周圍環境、水源地水文地質條件，確定一級保護區半徑為360m，二級保護區半徑為2070m。

3 劃分結果

后孟營水源地有10 眼水源井，屬于集中式供水水源地，根據調查可知井群中各井間的距離均小于4140m（即二級保護區的半徑的2倍），那么將外圍井連接，以該連接線作為邊界，向外徑向距離為二級保護區半徑的多邊形區域。目前10眼井未在一條直線上，因此采用非線性布井概念圖，如圖1（B）所示。按規范要求一級保護區范圍是以水源地外圍井的外接多邊形為邊界，向外徑距離為一級保護區半徑的多邊形區域。建立一級保護區可保證水源地集水有一定的滯后昌黎縣后孟營地下水飲用水水源地環境保護方案時間，以防止一般病原菌的污染。根據當前井群布置情況及實際情況，計算可得一級保護區面積為2.1km2，二級保護區面積為21.7km2，后孟營水源地一、二級保護區范圍如圖2所示。

4 結語

后孟營水源地周邊水環境主要污染來自群眾生活產生的生活污水，生活污水隨意排放，排水系統不完善，收集方式不恰當，沒有完善的排水管道，存在散排亂排的現象。后孟營地下水飲用水水源地作為昌黎縣重要的集中式供水水源地，承擔著昌黎縣供水的重要任務，為防治飲用水水源地污染，切實保障群眾飲水安全，必須盡快實施水源地環境保護方案，從保護區建設、整治、監控預警、風險防控、應急能力、管理規范、宣傳教育等多方面開展工作，確保水源地的穩定和安全運行。

圖1 群井的水源地保護區范圍的概念模型圖

圖2 后孟營水源地一、二級保護區范圍圖