达茂旗开令河水源地地下水可开采资源评价

马雷　赵凯亮

摘要：拟建水源地位于富水地段——开令河中游冲洪积平原。上部全新统松散岩类孔隙潜水含水层，颗粒粗，岩性以灰黄色砾、灰黄色砾砂、灰黄色粗砂为主，下部为新近系上新统砂砾岩。含水层厚度平均27.95m，渗透系数为5-20m/d。地下水位2-8m，单井降深5m出水量大于500m³/d，总补给量为683.18×104m³/a。地下水水化学类型主要为HCO₃-Na·Ca、HCO³-Ca·Na·Mg型水，矿化度以小于1g/l的淡水为主。

关键词：地下水 水化学 可开采资源 保证程度

一、地下水允许开采量评价

工作区降水量保证程度为75%地下水天然补给量为480.901×10⁴m³/a，取其70%作为地下水允许开采量，为336.631×104m³/a，工作区现有开采量为185.210×10⁴m³/a，允许新增开采量为允许开采量与现有开采量之差，约为151.421×10⁴m³/a。

现有开采状况的基础上，考虑存在袭夺潜水蒸发量、断面排泄量和河水排泄量的可能。则新增地下水允许开采量为151.421×10⁴m³/a，即4148.521m³/d，该量小于工业园远景最大供水量的要求7628.6m³/d，与工业园区近期规划用水4395m³/d接近，因此，以工业园区近期规划最大供水量4400m³/d为新增开采量进行论证。

地下水允许开采量计算是以天然补给量为依据，根据本地区实际情况，在通过经济合理、技术可行的开采措施，并保持地下水可持续开采的基础上，不引发水质恶化及其他危害性环境地质问题等不良后果的条件下，结合工作区的水文地质条件来确定。

以上可开采量在75%降水量基础上计算得到，地下水天然补给量偏低，多年平均降雨量较真实的反映一个地区水文条件。因此，应依据多年平均天然补给资源量考虑，经过前面的均衡计算得到，均衡区多年天然补给资源量为577.924×10⁴m³/a。基本处于均衡状态。地下水总开采量为现有开采量与新增开采量之和为345.810×10⁴m³/a，该量仅为补给量的59.84%，基本有保证。

二、允许开采量保证程度论证

地下水开采后，在获取计算区地下水补给量和动用储存量的同时，抽水水位下降后，还可夺取其周围地下水补给量与周边地下水的储存量。因此，地下水允许开采量的评价，主要是评价现有水源地是否能满足供水水量的要求。即新增4400m³/d开采量，20年后在不影响地质环境的条件下，拟建水源地开采井及相邻已有开采井能否正常开采。下面为非稳定流干扰井群法对开采1年、5年、10年、15年及20年后的地下水位进行预测。预报时间期限为20年。

根据预测可知，降落漏斗内水位最低处在sy3号开采井处，地下水位下降最大值一年为5.127m，开采一年后，出现两个漏斗，其一位于拟布井区，其二位于查干棚子，水位下降0.5-1m的分布面积分刷为11.568和6.183km²，占计算区面积的17.121%；开采5年后漏斗中心水位最大降深为3.484m，平均下降速度为0.291m/a，水位下降大于0.5m的分布面积分别为37.822和8.450km²，占计算区面积的44.630%；开采10年后两个漏斗连通，形成一个大漏斗，但中心为两个，漏斗内最大降深为4.104m，平均下降速度为0.125m/a，水位下降大于0.5m的分布面积分别为101.620km²，占计算区面积的97.922%；开采15年后漏斗内最大降深为4.582m，平均下降速度为0.116m/a，水位下降大于0.5m的分布面积为大于计算区面积；为计算区面积的100.225%；开采20年后漏斗中心最大降深为5.127m，平均下降速度为0.091m/a，水位下降大于5m的分布面积为0.360km²，占计算区面积的0.347%；水位下降大于0.5m的分布面积为112.742km²，占计算区面积的108.742%；虽然下降面积较大，但开采20年时垂向水位下降为5.127m，只占含水层厚度为19.420%。

总之，水源地开采1年后就形成了降落漏斗，随着开采时间的增加，降落漏斗范围逐渐扩大，漏斗中心区水位降深也逐渐增大，但开采漏斗范围扩大速度及水位下降速度逐渐变缓。以设计开采量4400m³/d开采区内地下水，20年内地下水水位无法稳定，整个开采过程不断消耗含水层的储存量，引起区内降落漏斗的进一步扩大和加深。因此在保证用水的前提下，建议尽量减少地下水的开采量，防止水位持续下降，最终导致含水层被疏干。

三、地下水可开采量保证程度论证

可开采量是指在一定的技术、经济条件下，采用合理的开采方案，在开采条件下，不至于引起水质恶化，地面沉降等不良地质现象，在开采期限内水位降深不超过允许降深的最大水量。

地下水水位下降方面。以最大设计开采量4400m³/d开采，采用不同保证率50%、75%和97%降水量计算20年后的地下水水位下降量，通过拟布开采井开采20年时地下水位下降值对比分析，地下水位降深与不同保证率下地下水位降深值近乎相等，水位差的绝对值最大差值仅为毫米，因此在水源地开采过程中，97%的降水保证程度下，地下水位的下降幅度在允许的范围内，水源地的设计开采量能够保证。

补给量、开采量平衡方面。不同保证率、均衡年份的降水入渗补给量，其中：P50潜水含水层补给量为621.926×10⁴m³/a，P75为480.901×104m³/a，P97为350565×104m³/a，大于现状开采量和新增开采量之和345.810×104m³/a，开采量占97年补给量的98.64%，具有一定保证性。丰水年可起到“补偿疏干”的作用。当然，在开采条件下，补给量不可能全部转化为开采量，仍有相当一部分以维持地下水循环，还有一部分用于农灌井的正常开采。

开采条件下地下水的水均衡方面。现状条件下，潜水含水层处于补给与排泄相对的动平衡状态。拟布开采井开采条件下，相对的平衡在局部必遭破坏，补给量、排泄量、储存量各均衡项将发生变化。设在平均降水量条件下，以地下水流入、流出断面长度不变，厚度等于现状年厚度减去20年水位下降值，水位下降按面积加权平均2.68m，地下水位埋深没有1-3m区间，由于地下水位下降，根据地下水位与地形线对比，河流源头下移3600m，相应河流排泄量减少，人工排泄由现在185.21×104m³/a增至345.81×104m³/a。20年后平均降水量条件下，地下水为负均衡，其均衡差是-11.968×104m³/a，这个量可引起地下水位在150Km²范围内平均地下水位下降0.138m，20年累计平均下降2.768m，与预测20年来面积加权平均下降值2.68m相当吻合，误差值为3.179%，由降深的数率分析，方案一下降的数率越来越小，最后会趋于平衡。

拟建水源地含水层方面。拟建水源地位于开令河冲洪积平原中部，含水层岩陛为第四系砂砾石、含砾中粗砂和新近系砂岩。含水层厚度大，水量丰富，单井出水量在500-1500m³/d，最大可达2201.75m³/d（5m降深10″管），单井平均437.5m³/d的开采量是有保障的。