地下水水源地开采条件及开采方案

（广东省地质局第四地质大队 广东湛江524000）

（广东省地质局第四地质大队 广东湛江524000）

随着我国人口数量的不断增加以及城市的不断发展，人们对水的需求也日益增长，然而地表水的质量和储量已满足不了人类对水的需求，所以人们水资源的利用也从地表水转向为地下水，但是地下的水资源不是无限的，地下水的质量、储量、开采条件等都需要人们去研究探索，能否对地下水资源进行经济，合理的采集，是目前人们面临的主要问题。本文针对某地区下水水源地的开采条件及开采方案进行了分析与研究。具体内容如下文所示。

地下开采条件开采方案水源

水资源短缺、水环境恶化严重威胁中国工农业的生产及人民的生活，缺水会引起中国生态环境，尤其是位于该区的城市的生态，发生急剧的改变，水利部门对此曾经做出预测：10年之后中国将会进入严重的缺水时期。所以如何有效的解决水资源的问题，是中国目前一项十分迫切的任务。

1 浅层地下水动态的影响因素分析

浅层地下水是联系地表水、大气降水以及深层地下水之间的“桥梁”。地表水补给、大气降水、灌溉水回渗、蒸发及人工的开采等会引起浅层地下水的动态变化。

1.1 大气降水对浅层地下水位的影响

大气降水浅层地下水有补给的作用，主要表现在以下几个方面：①浅层地下水的水位变化有明显的季节性；②降水强度会控制浅层地下水的升降幅度；③降水后的水位滞后变化与地貌、地形及岩层性质有关。在山间盆地或者山前之中，因为汇水条件比较好，降水时的孔隙水除了通过竖向渗人来进行补给外，还可以通过侧向的迳流来补给；④通过降水渗入补给与地表岩性和局部地形等因素有关。故降水入渗补给系数较其它地区为大(图1)。

图1 孔隙水位随降水量变化曲线

1.2 蒸发对浅层地下水水位动态影响

浅层地下水的主要排泄方式是蒸发排泄。位于研究区南部的广大平原区，地下水埋深比较浅，一般情况下为lm～2 m。浅层地下水的蒸发损失量非常大，从而会导致水位的波动。

1.3 农田灌溉水的回渗补给

水源地内现有178.71 km2耕地，其中：水田面积73.53km2，农田灌溉用水量为较大，其中：地表水占98．4l%；地下水占1．59%。农业灌溉用水除消耗用于植物的吸收及蒸发之外，对孔隙水也有补给的作用，从而会引起浅层地下水的水位波动。

1.4 地表水的入渗补给

虽然黄河故道已经断流，但并不是还有水。因为沿河节制闸的控制作用，使得黄河变成了人工水库以蓄水为主，且一直保持较高的河水位。区内孔隙水补给的重要水源是这些常年的地表水体。补给的方式为竖向或者侧向。此外，开采浅层地下水会直接影响地下水位，统计显示，全区浅层地下水的开发利用总量为10000m3/d。因为取水比较分散，所以会局部影响到地下水的水位影响。因为本区的岩溶水开采量很少。在平原区，岩溶水主要承受压力，水头比孔隙水面高，所以，孔隙水很难成为越流补给岩溶水。孔隙水的运移方式主要以水平的方向为主，但是在开采岩溶水的时候，岩溶水的水头会降低，将会使得孔隙水的运移方式发生改变。尤其是在废弃的黄河河堤附近的漫滩区，岩溶水的水头低于孔隙水的水头，岩溶水会通过孔隙水的下渗来补给。这是岩溶水的主要的补给方式之一。

2 水源地开采条件

按照分水闸上游河床的地层岩性、地形地貌以及卵砾石层的渗透性、地下水水质、地下水资源的可开采量等分析、计算及评价，在分水闸上游河床段的卵砾石层中建造日供水量为4814m3(年供水量200x104m3)的地下水源的工程是可以的。

（1）水闸上游河床得现代河床宽度为20～80m，河床的地下水埋深为0～1m。

（2）通过对河床中卵砾石层的渗水试验与抽水试验，河床中饱气带卵砾石渗透系数为608～90m／d。这充分的说明含水层含有良好的竖向与横向的渗透性，且富水性好。

（3）通过对测区地下补给水量的计算，地下水的补给量为14571m3／d，地下水的潜流量为12000m3／d，地下水的可开采量为11200m3／d，河床渗漏的补给量为2000m3／d，且河床内常年有地表水流。水源地的开采量为5000m3／d，能保保证水量。

（4）通过含水层中对地下水质的化验，测区之内地下水的各项水质指标完全符合我国的国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749-85中所规定的限值，为可饮用的水质。

3 水源地采取开采方案的建议

按照水闸上游河床地段地下水的开采条件特征以及地表水的分布特征，水源地的开采方案可以采用以下三种形式供参考：第一种为引潜式的取水工程，在分水闸上游段的河床下修建渗渠的形式来截取河流的渗透水以及地下的潜流水，来达到取水的目标。第二种为大口井的取水工程提取地下水。第三种为引取地表水进行供水。

3.1 地下引潜式取水工程

（1）适用于潜水充沛，含水层较厚，水质较好，河床较稳定，集取河床潜流水和岸边地下水；当含水层为砾石、卵石层时，不宜小于25m，对于稳定的河床，可适当的降低河流水边与渗渠的距离，当河水浑浊时，应适当加大河流水边与渗渠的距离。

（2）优缺点。容易施工，检修比较方便；出水量稳定，不容易淤塞。

（3）渗渠的类型、平面布置、渗渠直径及埋置深度的选择。建议渗渠布置在河床右岸距河床约25m的河滩之中，河流与平行，以采集河床地下的潜水，在项目的实施过程之中需要沿河床边去修筑防洪堤。渗渠的类型采用非完整的形式。渗渠埋设在河滩之下4~6m之间，建议取4.0m。渗渠的直径建议取值0.8m。

（4）根据计算的渗渠的出水量来确定渗渠的长度。因为水闸上游河床在发电季节当河流流量小于3m3／s，过的水流量只有0.5m3／s，水量比较小，另外冬季还存在有含水层冻结深度等问题。

3.2 口井取水工程

（1）适用于任何卵石、砂、砾石层。

（2）优缺点。进水的范围大、水量比较稳定、集水效果也较好、水质也比较清晰、使用的年限也很长，并可以就地取材来建造。但需要用电力来提取地下水，目前只在每年的4～11月测区内的水电站才发电，在12～3月之间不发电。如果选择大口井的取水工程，则需要从测区的下游大约4km的距离去建造高压线。

（3）大口井形式、地理位置、直径及深度的选择。大口井最好设置在分水闸的上游约300m处，距离河床约30m远。最好选择非完整式的大口井，非完整式大口井没有贯穿含水层，井壁和井底都可以进水。井深建议为12m，井径建议为5m。

（3）计算大口井的出水量。计算公式采用潜水非完整式的大口井井底井壁同时进水的出水量计算公式。通过计算得知大口井的水位降深为5m的时候，大口井的出水量约为6875m3／d。因为非完整式的大口井井壁进水孔容易产生堵塞，进而会对进水效果产生影响。

4 结语

通过研究得到以下几点认识：(1)水源地在未开采的条件下，地下水动态受大气降水、蒸发、地表水补给、灌溉水回渗以及各种人工开采等因素影响，但基本上处于平衡状态；(2)水源地开采之后，水源地开采将成为浅层地下水动态的主要影响因素之一；(3)为水源地供水安全及当地居民安全计，建议建立水源地地下水位长期动态观测网，对水源地地下水动态进行监测、分析，为水源地水资源保护提供必要依据。

[1]GB50027-2001供水水文地质勘察规范 [S].

[2]GB5479-85生活饮用水卫生标准 [S].

[3]地下水资源及可开量补充细则 (试行) [S]冰利部水利水电规划设计总院，2002.

地下水水源地开采条件及开采方案

■陈丰光

P641.4+3[文献码]B

1000-405X（2016）-10-81-2