郭建偉
(孟州市水利綜合服務中心,河南 孟州 454750)
建設項目的水源地建設過程中一般都按建設程序進行水文地質勘查,評價地表水、地下水資源,確定各水源地允許開采量,布置水源地開發方案,報請當地水行政主管部門批準,然后設計建設水源地。水資源論證結合水源井運行30-40 年開發動態資料、水源井配套設備、地下水位監測資料、近年來水源井實際取水量資料以及論證所進行的各水源地及周邊區域的現狀調查資料,對各水源井出水量及其保證程度,水資源質量、開采可靠性與可行性進行分析論證,水源選擇方案合理。
2007 年,為緩解井樓、古城地區用水緊張局面,保證古城油區防洪、防汛和安全生產,決定某水庫引水,建設輔助供水系統。在對某水庫水量、水質、供水保證程度充分論證基礎上,并同某水庫灌區管理所簽訂了供用水合同,開工建設水庫供水工程。該工程于2007 年底建成,包括引水泵站、引水管網、水凈化處理廠等,設計供水能力3×103m3/d。根據建設項目用水需求,目前實際供水量每月5×104m3,約合1.70×103m3/d。水庫水源地取水仍維持原取水方案不變,年取水60 萬m3。
2.2.1 水庫概況
水庫地處縣城東約20 km 的河道支流上,水庫控制流域面積17.80 km2,主干流長8.40 km,河道平均比降3‰。該水庫為崗丘區,地質為粉質黏土,水土流失比較嚴重。該水庫總庫容1 181 萬m3;設計洪水位133.19 m,相應庫容943 萬m3;興利水位131.80 m,興利庫容574 萬m3,死水位125.10 m,死庫容38 萬m3。水庫由大壩、溢洪道、輸水涵洞等組成,是一座以防洪、灌溉為主,兼顧工業供水及水產養殖等綜合利用的中型水庫。
2.2.2 可供水量分析
水庫沒有實測入庫徑流資料,根據縣氣象站1956-2003年觀測資料求得庫區多年平均降雨量為883.50 mm,多年平均徑流深為255.90 mm,則多年平均徑流量為455.50 萬m3。徑流變差系數為Cv=0.65,Cs/Cv=2.00,Kp=0.52,經計算75%年份徑流量2.37×106m3。蒸發、滲漏按15%扣除損失后,可用于灌溉及供水的水量為201.40 萬m3。
2.2.3 用水量分析
水庫以防洪、灌溉為主,兼顧工業供水及水產養殖等綜合利用。灌區灌溉面積達333.33 hm2,主要種植作物為小麥和玉米,按照河南省《農業與農村生活用水定額》,經計算,項目區作物綜合毛灌溉定額2 246.55 m3/hm2,灌區灌溉需水量為74.59萬m3。綜上,某水庫灌溉及供水的可用水量為201.40 萬m3,其中灌區灌溉需水量74.59 萬m3,可向建設項目供水126.81萬m3,大于建設項目年用水量60 萬m3。
2.2.4 水質分析
該水庫引水是作為建設項目生產用水,按照一般工業用水水質要求即可滿足生產用水需要。根據水庫不同位置相關斷面的監測數據,水庫水質達到《地表水環境質量標準》Ⅲ類標準,滿足生產用水水質要求。
2.2.5 水源地可靠性與可行性分析
水庫灌區面積較小,依據水庫設計功能和灌溉面積計算水庫可供水量結果,扣除損失后,可用于灌溉及供水的水量為201.40 萬m3。水庫用水除保證灌區用水74.59 萬m3外,供應建設項目用水每年60 萬m3是完全有保證的,水庫管理所只要加強運行管理,科學調蓄水量,即可保證建設項目用水,且該新建水源屬輔助供水系統,可短時間內間斷供水。水源地可靠性較高,可行性較好。
3.1.1 地質、水文地質條件分析
魏崗水源地位于南陽凹陷的中南部,受盆地沉積環境影響,地表以下600 m 濃度范圍內主要沉積地層為第四系中、下更新統及上第三系上寺組地層,第四系上更新統,全新統地層分布在河流漫灘階地區。區內松散沉積層厚度大,地下水主要儲存在上述沉積地層的砂層孔隙中,水量豐富。天然狀態下,水位埋深4~5 m,受開采影響,目前水位埋深7~30 m,單井涌水量普遍較大,最大值3 000 m3/d。
3.1.2 地下水資源量分析
魏崗水源地地面水主要接受大氣降水入滲,灌溉水回歸,上游側滲等項補給,排泄于人工開采、支流排泄、下游側向滲出,《魏崗水源地地區中深層水源地供水水文地質勘察報告》,采用地下水三維有限元數值模擬方法對地下水資源進行計算,重點評價區魏崗水源周邊640 km2范圍,數值模擬計算區1 400 km2。
3.1.3 取水可靠性的可行性分析
魏崗水源地現狀有8 眼井在正常使用,開采量為6.00×105m3/a,約合1.60×103m3/d,遠小于建設項目水源地允許開采量1.15×105m3/d,水量很小,目前地下位逐漸回升,說明地下水處于良性循環狀態,不會出現環境及生態問題,并且尚有較大的擴大開采的潛力。
3.2.1 地質、水文地質條件分析
水源地位于山前地帶,屬淺山丘陵區及壟崗區,南部邊緣為三夾河;中深含水層組主要為第四系下更新統和第三系的承壓含水層,巖性為中粗砂、砂礫石及泥質砂巖和泥質砂礫巖,為多層結構的承壓含水層組,含水層厚度一般30~50 m,地下水位埋深一般為27~30 m,單井涌水量500~1 980 m3/d;淺層含水層主要為第四系上更新統、全新統砂、砂礫石,含水層厚度36 m,管井的單井涌水量一般大于1 000 m3/d,滲透系數80~120 m/d。
3.2.2 地下水資源量分析
地下水主要靠降水入滲補給,上游地區側向徑流補給,淺層含水層向中深層含水層的越流補給。排泄于人工開采,向下游地區側向流出河流排泄、潛水蒸發等。采用了大氣降水入滲法、實測徑流模數法、水文一水文地質分配系數法3 種方法分別計算并評價了地下水資源。綜合分析3 種方法優缺點后,確定了地下水資源量;地表水資源依據平氏水文站資料,統計逐年最枯月流,按照枯水期流量評價地表水資源,提高了保證程度。
3.2.3 取水可靠性和可行性分析
水源地現狀有26 眼井在正常使用,開采量1.17×106m3/a,約合0.32×104m3/d。遠小于水源地允許開采量4.85×104m3/d,水量很小,目前地下位逐漸回升,說明地下水處于良性循環狀態,不會出現環境及生態問題,并且尚有較大的開發利用潛力。
3.3.1 地質、水文地質條件分析
井古水源地位于縣古城鄉,屬論證區中部壟崗地區,泌陽凹陷的西北部,由于受其地質構造的控制,地表沉積一套以松散巖類為主的地層,主要為第四系中更新統(Q2)及上第三系上寺組(N)地層。區內含水層主要為第四系中更新統(Q2)沖洪積形成的砂層和上第三系沖洪積形成的砂巖層。中更新統含礫粗砂含水層頂板埋深35 m,底板埋深40 m,厚5 m,含水層巖性松散,砂粒較粗,含水性,導水性較好。上第三系上寺組(N)砂巖含水層主要分布在110~210 m 層段,有8 個含水層,累計厚約30 m,巖性以中砂巖、含礫粗砂巖為主,微膠結一半膠結狀,孔隙裂隙發育。地下水位埋深10~15 m,主要接受大氣降水入滲補給和側向徑流補給,主要排泄于人工開采和地下水側向徑流,單井水量800~1 500 m3/d,滲透系數15~30 m/d。
3.3.2 地下水資源量分析
《井樓地區供水水文地質勘察報告》采用水均衡法計算地下水資源量,主要均衡項為降水入滲補給量、上游側向徑流補給量、人工開采量、下游側向徑流量、河流排泄量等,計算結果,地下水補給量多年平均值為25 464 m3/d。
3.3.3 水源井實際供水情況分析
收集到的2018-2020 年各水源井供水情況進行匯總分析,29 眼水源井井深多數為110~200 m,少量井深為350 m 和600 m,配套水泵額定出水量600~1 920 m3/h 不等。根據2018-2020 年29 眼井取水情況,基本上每年只啟用一眼井即可滿足建設項目現狀生產使用,且經過近年來地下水位監測結果,地下水位呈現逐年回升趨勢,說明近年來29 眼井取水后地下水仍處于良性循環狀態。因此地下取水對該區域地下水資源基本沒有影響。且水源井周邊1 km 范圍內無飲水井和灌溉井,未出現與當地工農業爭水問題,對其他用戶基本不影響。