基于熊岳河至沙河區間地下水水源水量安全性探析

杜曉麗

(渤海工程項目管理有限公司，遼寧 朝陽 122000)

0 引 言

國外對于地下水水源安全評價研究較早，美國1974年的《安全飲用水法》保證了居民的水質量，同時美國環保局利用監測的基礎數據和水資源評價相關方法對地下水的安全進行了相關評價。2000年后歐盟頒布《歐盟水框架指令》，目的是保證歐盟境內的水資源得到有效保護。指令要求不僅要保持可用水源，還要保證水源的質量，該框架明確指出了地下水保護的指南，明確了識別和扭轉不利的地下水污染趨勢，保證地下水源的安全。新西蘭為水源監測制定了一個分級框架，制定了地下水源安全評價的綱要文件。國外學者對于地下水源的研究大都集中在大的尺度區域進行的水安全評價研究，但是對于小區域城鎮地下水水源安全評價的研究較少。國內學者在20世紀初逐步開始對地下水水源的安全進行分析研究。王麗亞建立北京地下水可持續利用評價模型對北京平原區地下水安全進行了評價，研究成果可以為北京地區水資源規劃提供較好的參考依據。王麗紅對城市飲用水的地下水源進行了安全評價，研究成地下水的量和質兩個方面進行了評價[1-2]。郎連和對大連市地下水資源的可持續利用進行了評價，并結合評價結果進行了優化配置研究。李斌對城市地下水生態環境進行了模擬，并在模擬的基礎上進行了供水政策的安全評估[3-4]。劉松對農村地下水水源進行了安全監測，在安全監測的基礎上進行了農村飲用水可持續利用評估研究。郝永艷對地下水水循環系統進行了研究，并在此研究基礎上進行地下水水源安全評估方法的探討。楊宗杰對地下水水環境進行了模擬研究，并在模擬研究的基礎上，研究了研究區地下水安全情況。孫躍結合數值模型，對地下水進行了數值模擬，從地下水量上對地下水的安全進行了評估[6-8]。閆麗同樣采用地下水數值模擬模型對太原地區的地下水進行了數值模擬和不同情景下的安全評估研究。張翼龍研究了地區地下水開采脅迫下對區域地下水的安全影響，采用安全評估體系對地下水安全進行了定量評估和分析[9-10]。李云排對西安城區地下水水動態進行了評價并對地下水源供水政策進行了安全評估。呂德全結合區域地質和地下水源監測數據對區域地下水可持續利用進行了安全評價研究。杜超對地下水進行了評價研究并結合地下水評價研究成果對區域地下水水源的可持續利用進行了安全評估的研究[11-13]。劉志國對區域地下水源進行了中長期預測，并對規劃年區域地下水水源的可持續利用情況進行了安全評價研究。王維琦對延吉市地下水水源進行了量和質的評價，并在評價的基礎上結合規劃用水保障率分析區域地下水水源可持續供水的安全保障情況[14-15]。荊秀艷對地下水水源安全指標體系的構建和方法進行了剖析，并引用實例分析了該地下水安全評價體系和方法的適用性[16]。黃棟對北京地下水水資源的脆弱性進行評價分析，研究結果表明北京地下水資源比較脆弱。劉佩貴對于礦區地下水安全進行了評價分析，研究礦區開采排水對區域地下水用水安全的影響。可見，相比于國外研究學者，國內學者研究的區域大都集中在城鎮區域，歸納總結大都是對地下水進行監測，對地下水水量和水質進行了評價，在此基礎上構建了地下水水源安全評價指標體系，對區域地下水水源可持續利用的安全性進行了評價。但是在遼寧南部地下水水源安全評價研究較少，為此文章結合營口市地下水水源地水井監測數據，對該區域地下水水源的安全性進行了評價。

1 地下水水源地可持續利用安全評價

據2020年的統計數據顯示,城市地下水占供水總量的45%以上。只有營口市東部山區的碧流河流域和大清河上游擁有豐富的地表水資源，大清河中下游河谷平原地下水相對豐富，約占營口市城市地下水供給量的55%，其他地區的城市地下水供給量占城市地下水供給量的45%以上，因而地下水資源對保障城市生活、工業用水和城市經濟社會發展具有重要作用。地下水資源是生態環境的重要組成部分，地下水存在于地質介質中，它具有運動緩慢，補給周期相對較長，更新緩慢和自我修復能力差的特點，難以控制和修復受損的地下水系統，近年來，該地區部分地下水的集中和過度開采導致地下水位不斷下降和含水層的損失，導致大量機電井報廢，然而，由于地下水的不斷改造和擴張，部分引發了海水入侵，導致地下水水質不斷惡化[17-18]。

2 實 例

熊岳河至沙河地區位于遼寧省營口市南部。研究區主要包括營口市港務局、鲅魚圈等，前第四紀地層相對簡單，鞍山群變質巖和混合巖廣泛分布于本區，白堊系望兒山組花崗質礫巖和礫石砂巖僅零星分布于山前沖積洪積平原。中更新世地層出露于山前洪積帶，中上更新統地層主要為殘積和沖積沉積。其中剩余物主要暴露在傾斜平原的后緣，巖性為含礫、礫石的次黏質地層，沖積洪積物大面積分布，巖性與次黏土、中粗砂、砂礫石互層，厚度在5 - 40m之間變化較大。全新統地層主要為沖積層和沖積洪積層，表面巖性一般為黏度較細的粉砂，厚度0.5-1.5m。平原區大部分地區分布有上更新統沖積層和沖積含水層，巖性為中細砂和礫石，總厚度在10-30m左右，單層厚度在1.5-15m之間，變化較大。富水等級為較豐富區。補給方式主要有大氣降水入滲補給、殘坡積孔隙含水層地下徑流和河道潛流補給；由于地下水埋深度相對大，潛水蒸發量較小，其排放方式主要是人工開采和向下游排泄。該含水層組是區域農、果灌溉及農村生活用水的主要取水層。分布于熊岳河谷階地和河漫低灘的全新統沖洪積含水層，其上部覆蓋0.5-1.5m的亞黏—粉細砂。

2.1 降雨入滲補給量

該區域降雨入滲補給量計算結果見表1。

表1 研究區降水入滲補給量計算表

2.2 側向補給量

該區域側向補給量計算結果見表2。

表2 研究區側向補給量計算表

2.3 灌溉入滲補給量

該區域灌溉入滲補給量計算結果見表3。

表3 研究區灌溉入滲水量計算表

2.4 側向流出量

該區域灌溉入滲補給量計算結果見表4。

表4 研究區側向流出量計算表

2.5 總補給量

該區域總補給量計算結果見表5。

表5 研究區總補給量計算表

經計算熊岳河至沙河地區地下水總補給量平均為2385.7萬m3，75%頻率的地下水總供給量為1978.7萬m3，95%頻次的地下水總供給量為1586.5萬m3，該地區的實際地下水開采量為2273萬萬m3。

3 地下水源安全評價

通過供水率和開采率對地下水源的水安全進行了分析評價，供水率是含水層供水能力的指標，其計算方法是將當前地下水水源供水能力與設計地下水水源供水能力的比值乘以100，開采率是反映地下水保障程度的一個指標，其計算方法是將地下水源地實際開采量/地下水源地總地下水總補給量乘以100。計算結果見表6。

表6 地下水源地水量安全評價指數表

評價指標A為安全水源，B為合格水源，C為不安全水源，D為不合格水源，在上述兩個評價指標中，其評價結果為最大的一個，經計算，地下水源評價區熊岳河至沙河的地下水供水量為1569/1412×100=111.1%。

根據計算結果，得出了熊岳河至沙河地下水源評價區內地下水源的開采率(75%)為1856/1979×100=93.8%。(95%)為1856/1587×100=116.9%。

根據表6中的地下水水源安全評價指標，A為安全水源水量，開采率75%為合格水源水量。95%的D屬于不合格水源。

4 結 語

以熊岳河至沙河流域為例，文章對城市地下水源可持續利用的安全性進行了評價，并在此基礎上對城市地下水源可持續利用與保護的規劃進行了研究。結果表明:在75%保證率和95%保證率下，熊岳河至沙河的地下水水源可采率分別為93.8%和116.9%，經評價為合格水源和不合格水源。