高壁水源地集中式饮用水水源井调整技术应用

贺胜义

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

安泽高壁饮用水源地分布于沁河安泽城区段东北侧2.5 km的沁河北岸和南岸，规划有8口水源井。1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）号水源井分布在高壁村沁河北岸，4（G2）号分布在东庄村西北的沁河南岸，1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）号水源井于1994—2014年建成投入使用，设计总供水量约 6 000 t/d，7（G5）、8（G6）号水源井为规划水源井，目前尚未建设。已建成的 1（Z1）、2（Z2）号水源井为备用水源，设计日供水量960 t/d；3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）号为正常供水的水源井，设计日供水量 3 456 t/d，实际供水量约2 600 t/d。

2007年安泽县政府按照国家水污染防治法要求，依据国家《饮用水源保护区划分技术规范》（HJ/T 388—2007），对高壁饮用水源地进行了饮用水源保护区划分。划分结果：一级保护区为一不规则的多边形，周长7 312 m，面积1 638 056 m2；二级保护区也为一不规则的多边形，周长 6 133 m，面积1 826 312 m2，2009年12月8日取得省政府批复[1]。保护区划分见图1。

1 调整原因

图1 安泽高壁集中式饮用水源地保护区划分示意图

停建多年的国高网某高速公路于2015年启动建设，安泽段公路建设的特大桥穿越一级保护区约590 m（桩号：K73+470—K74+060），穿越二级保护区约 670 m（桩号：K74+500—K75+170）。另外，县城北环公路和高速引线同时穿越高壁饮用水源一、二级保护区，见示意图2。依据国家水污染防治法“一级保护区内不得建设与供水无关的建设项目，已经建设的，由县级以上人民政府责令拆除或关闭”的规定，某高速、县城北环公路和高速引线，均违反了国家水污染防治法规定，但某高速公路沁河大桥路线设计已无法绕避，县城北环公路和某高速引线已开始建设，如若重新选线则会造成巨大的经济浪费[2]。因此，从最小经济代价角度出发，只能以调整一、二级水源地范围的方式解决问题。通过使用物理电法探测诊断和地形测量等手段，4次现场实地踏勘调研论证，提出最终水源井调整方案。

图2 环城路与高速及引线穿越安泽高壁饮用水源一、二级保护区

2 供水情况

高壁集中式饮用水源主要供安泽县城的居民饮用、城区生态和商业服务业用水。在用和规划的8眼水源井，由西南向东北沿沁河北岸依次排列为1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）、7（G5）、8（G6）号，井距约400 m，沁河南岸为4（G2）号水源井，水源井原水水质符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—85）要求，各水源井的基本情况如下：

a）1（Z1）、2（Z2）号水源井建设于 1994 年，井深100～130 m，主要开采二迭系石千峰的砂岩裂隙水，两个水源井目前为备用水源，实际供水能力为40 t/h（各 20 t/h）。

b）3（G1）、4（G2）号水源井建成投用于 2009 年，井深为380 m、451.8 m，主要开采二迭系石河子和石千峰组的砂岩裂隙水，实际可供水量为72 t/h（各36 t/h）。

c）5（G3）、6（G4）号水源井建成投用于 2014 年，井深为381 m、450 m，主要开采二迭系石河子和石千峰组的砂岩裂隙水，可供水量为72 t/h（各36 t/h）。

d）规划的 7（G5）、8（G6）号水源井目前尚未建设，两井设计井深为450 m，设计供水量为72 t/h（各36 t/h）。

3 供水方式

1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、5（G3）、6（G4）号水源井原有提水设备健全，供水管线已经联网，水源井至净水车间管网口径为DN315 mm PE管道，总长约2.6 km，净水车间经二氧化氯发生器杀菌消毒后存储于1 300 m3的储水池，然后提升至两个400 m3的高位蓄水池，通过高位压力入城区供水管网后进入用户。供水结构见图3。

图3 水源地供水结构示意图

4 水源井调整方案

根据调阅沁河南北岸已有的水文、地质资料，选择两个地块进行实地物理探测验证，结合地形、地貌等条件，编写了详细的《安泽高壁水源地地球物理勘测报告》，经过行业专家4次论证，4次调整，最终确定某高速穿越安泽城区饮用水水源保护区水源井调整方案[3]。

4.1 第一次调整

初次调整方案以替代现有供水规模为前提，适当考虑规划水量，提出如下解决办法，见图4。

图4 第一次调整方案示意图

取消高壁水源地原规划的 7（G5）、8（G6）号水源井，不再建设。关闭 5（G3）、6（G4）号正常供水的水源井，关闭水量 72 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）号水源井，保留可供水量112 t/h。

在沁河南岸神南村、东庄村一带新建3口水源井（新 6、新 7、新 8 号），替代 5（G3）、6（G4）号以及规划的 7（G5）、8（G6）号水 源井，替代供水量108 t/h。新建的3口水源井，设计井深约400 m左右，设计单井出水量36 t/h，水质符合国家《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）Ⅲ类要求，设计新建的3口水源井，水文地质实地物探后定位。

4.2 第二次调整

对原水源调整初步方案考证，仍以替代现有供水规模为前提，进一步考虑关闭与替代水源井布局的合理性，提出如下调整方案。见图5。

图5 第二次调整方案示意图

取消高壁水源地原规划的 7（G5）、8（G6）号水源井，不再建设。关闭6（G4）号正常供水的水源井，关闭水量 36 t/h，保留已建成的 1（Z1）、2（Z2）、3（G1）、4（G2）、5（G3）号水源井，保留可供水量148 t/h。

在沁河北岸现供水的 1（Z1）～3（G1)号水源井间新建两口水源井：新7、新8号，替代6（G4）号以及规划的 7（G5）、8（G6）号水源井，替代供水量约80 t/h。新建的 7（G5）、8（G6）号两口水源井，设计井深约400 m左右，出水量不小于40 t/h，水质符合国家《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）Ⅲ类要求，两口设计新建的水源井，经水文地质物探后定位。

4.3 第三次调整

经实地踏勘调查，根据自来水公司、县城建局、县水利局提供的新资料和咨询意见，对第二次提出的调整方案进行优化，调整方案确定如下，见图6。

图6 第三次调整方案示意图

取消高壁水源地原规划的 7（G5）、8（G6）号水源井，不再建设。关闭1（Z1）号备用供水的水源井，水源井已经报废无法供水，关闭水量20 t/h，保留已建成的 2（Z2） 号备用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）、6（G4）号主供水源井，保留可供水量 164 t/h。

优选方案是在沁河北岸现供水水源1（Z1）～3（G1）号水源井间新建两口水源井：新7、新8号，新增可供水量约80 t/h，替代原规划但未建设的7（G5）、8（G6）号和关闭的 1（Z1）号水源井，备选方案是在东庄4（G2）号井的西侧地带布设两口水源井：新7、新8号，可供水量80 t/h。新建的两口水源井，设计井深约400 m左右，出水量约40 t/h，水质符合国家《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）Ⅲ类要求，所选两个区块各设计的两口新建的水源井，经物理探测验证后，确定水源井布置的区块和具体的井位。

4.4 第四次调整

为进一步论证第三次水源调整方案的合理性，针对两个选择地块进行实地物理探测验证，确认“首选方案沁河北岸地块优于备选方案的沁河南岸地块，单井保证水量约为40 t/h”。因此，最终调整方案确定如下，见图7。

图7 第四次调整方案示意图

取消高壁水源地原规划的 7（G5）、8（G6）号水源井，不再建设。关闭1（Z1）号备用水源井和6（G4）号水源井。1（Z1）号水源井已经报废无法供水，关闭水量 20 t/h，6（G4）号供水水源井关闭水量 36 t/h，保留已建成的 2（Z2）号备用水源井和 3（G1）、4（G2）、5（G3）号主供水源井，保留可供水量128 t/h。

根据物理勘探验证结果，为满足128 t/h的水量，设计在沁河北岸现供水水源 2（Z2）～3（G1）号水源井间建设新1、新7、新8号、新6号4眼水源井，替代原 1（Z1）号、6（G4）号水源井和规划未建的7（G5）、8（G6）号水 源 井 ，4 眼 水 源 井设 计 井 深350 m，新1、新7、新8号水源井分布在沁河北岸的2（Z2）～5（G3）号水源井间，单井出水量不小于36 t/h；新6号水源井布置在沁河南岸的2（Z2）～新8号水源井间的对岸，设计井深400 m，单井出水量不小于30 t/h，4眼水源井可采水量135 t/h。某高速引线因受原1、2号水源井一级保护区边界限制，拓宽段终止在西北环隧道东口的600 m以外。

4.5 供水管网调整

根据高壁水源地水源调整供水可行性研究报告，编制水源调整供水工程初步设计。调整后的水源井利用新增和原有管线连接，进入主储水池，管道口径仍采用与原管网匹配的DN315 mm PE管网。调整后输水管网系统见图8。

图8 水源井调整后管网布局示意图

5 结论

安泽高壁水源地集中式饮用水水源井调整，关闭在用的1、6号和取消规划的7、8号4眼水井，以满足128 t/h出水量及水质符合国家《地下水质量标准》（GB/T 4848—93）Ⅲ类目标。经过现场踏勘调查和物探、测量等工作，确认在沁河南北岸布设新1、新6、新7、新8号替代水源井井位设置合理，4眼新水源井预计出水量可达138 t/h，满足关闭原来4眼旧水源井的水量要求。由于新水源井布设于原水源地范围内，依据现有水源井多年的水质分析结果，新的4眼水源井水质可满足国家标准Ⅲ类要求。

本项目水源地水源井经过4次调整论证新水源井位置，确定了最终合理的水井设置方案，为重新调整划分高壁水源地一、二级保护区范围奠定了基础，项目的实施为妥善解决水源地替代水源提供了经验借鉴。