鄯善县连木沁镇饮水安全改造工程水源地选取方案

肖 雄

（新疆维吾尔自治区吐鲁番水文勘测局，新疆 吐鲁番 838000）

0 引言

鄯善县连木沁镇饮水安全并网改造工程，位于新疆维吾尔自治区吐鲁番地区鄯善县柯柯亚河出山口附近，拟建水厂在柯柯亚水库以下顺河道向南约10 km 的戈壁滩上。工程建设范围覆盖鄯善县连木沁镇整个区域，供水范围总人口34174 人，其中供水不安全总人口20449 人，供水基本安全人口13725 人。为了确保饮水安全并网改造工程顺利进行，需对水源地分析论证。

1 概况

连木沁镇现有6 处集中供水工程，其中马场水厂、汗墩水厂较大，供水总人口18700 人。其它供水人口不到200 人，均为分散式供水工程。所有供水工程均采用地下水供水到户，由于投入有限，均无净化设施，供水规模均较小，水质为苦咸水，不符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）的规定要求。

2 水源论证

2.1 用水量分析

根据《新疆农村人畜饮水工程初步设计编制纲要》，经统计计算，连木沁镇总需水量为3978.43 m3/d。根据《村镇供水工程技术规范》（SL 310-2004），全日制供水工程时变化系数（最大日用水量与平均用水量之比），k 一般为1.6～2.5，用水人口多、用水定额高的取低值，本工程管道总供水量为3978 m3/d，k时取1.6。项目区24 小时连续供水，全年合计取用水量为145×104m3/a，各月用水过程见表1。

表1 连木沁镇各月用水量过程 单位：104 m3

2.2 水源的选择

连木沁镇饮水安全并网改造工程可以利用的水源有柯柯亚水库水、坎儿井水、机电井水和水源地截浅水，现就此进行比较。

2.2.1 柯柯亚水库水

柯柯亚水库位于鄯善县城北45 km 博格达山南柯柯亚沟出山口处，是一座拦河式水库，主要以灌溉为主，兼有防洪、生态等综合效益。该水源不足之处：

（1）虽然含沙量较小，但是库水中仍含有大量的悬浮固体和部分细菌、微生物等，经水质化验，不能满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）的规定要求，需用净水设备做水质净化处理，增加后期管理和运行费用。

（2）取水方案从柯柯亚水库放水洞取水，流量为48.80 L/s，在灌溉季节放水洞长期处于运行状况，尚可满足取水要求，一旦过了灌溉季节，取水流量仅为48.80 L/s，工作闸门很难控制好如此小的放水流量，并且对放水洞的寿命有严重影响，增加检修和运行费用。

（3）柯柯亚水库上游有一个私企煤矿。该煤矿位于水库回水线以内，长期以来，水库都不能按照设计规模进行蓄水。柯柯亚水库担任柯柯亚灌区辟展乡、东巴扎乡、城镇、连木沁镇（除10、11 大队）、七克台镇（1、2、3 大队）的灌溉任务，每年灌溉高峰时，在水库低水位时，库水不能从灌溉放水洞放出，为满足下游灌溉任务，直接从泄洪排沙底洞放水，然后再蓄水，从底洞流出的水中含有大量的泥沙，净化处理非常困难，并且这种运行方式占到全年运行时间的1/3 左右。

综上，柯柯亚水库水作为本工程取水水源不可行。

2.2.2 坎儿井水

本项目日供水量达3978 m3/d，经调查，在拟建水厂上游有三条坎儿井，实测总流量为125.3 L/s，且各项指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）的规定要求。但此三条坎儿井分布分散，随着地下水的大量超采，地下水位逐年下降，坎儿井的取水量也在逐年下降。据调查，1949 年，鄯善县有水坎儿井478 条，目前只有397 条，其中有水坎儿井84 条，年径流量0.227 亿m3，干涸313 条，可见，坎儿井的废弃速度之快，从长远看，该水源水量没保障。

2.2.3 机电井水

根据2015 年农村饮水安全问题调查报告，连木沁等地地下水水质多为苦咸水，水质不达标，若采用项目区地下水，需对现状年水质超标的小水厂购买水处理设备，解决水质超标问题，增加后期运行费用；但从项目区地下水动态特征分析，根据《新疆吐鲁番地区鄯善县地下水超采区划定报告》显示，鄯善县所有绿洲灌区全部涵盖于地下水超采范围内，地下水位年降幅为0.1 m～2.3 m 不等，最严重的为山南灌区（火焰山以南灌区），普遍地下水位年降幅在1.0 m 以上，在达浪坎乡周边地区地下水位年降幅甚至达到了2.3 m，每年在用水高峰期项目区内机电井均存在不同程度的掉泵现象，造成机电井的提水能力不断下降。由此看来项目区现有的多数小水厂虽然水量能满足饮水需求，但从长远考虑还是存在潜在的不安全因素，因此该方案不可行。

2.2.4 水源地截浅水

为了解决鄯善县农村居民生活饮用水问题，鄯善县人民政府拟在柯柯亚河山口柯柯亚水库上游约4.0 km 处截浅取水，建设水源地工程。工程区地貌上属低山丘陵区，水源地规划日供水量约1.3 万m3，年供水量约477 万m3。根据《新疆鄯善县城郊水厂并网改造供水水源地工程物探工作成果报告》计算，拟建水源地区枯水月份12 月～3 月份地下水日最小补给量为13156 m3/d，4 月～11 月份日最少补给量为67326 m3/d，本工程日需水量为3978 m3，水量完全有保障。经对该水源地水源采样化验，除总大肠菌群不符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）要求外，其余各项指标均符合，

通过以上4 种水源方案比较，本工程选择方案4，即在柯柯亚水库以上4.0 km 处，在河道内埋设渗管截浅取水。

3 取水水源地水文地质条件分析

根据《新疆鄯善县城郊水厂并网改造供水水源地工程物探工作成果报告》可知：项目区位于东天山支脉—博格达山南坡向吐鲁番盆地过渡地带低山丘陵区河床段，河床较顺直，河谷呈“U”字型，两岸坡度较陡。河床段出露地层主要为第四系全新统河流冲积物，地下水埋深在0～1 m。河床中地下水及柯柯亚河河水矿化度0.15 g/L～0.2 g/L, 水化学类型为型水，为淡水水质优良，卵砾石层中赋存着丰富的第四系全新统孔隙潜水。柯柯亚河水库以上河道内的潜水走向基本与河道走向一致，自北向南，区内潜水的水力坡度为1.4%～1.7%。

通过对测区内探坑中的地下水进行三组抽水试验，河床中上部第四系全新统卵砾石层渗透系数为73.98 m/d～87.01 m/d，且地下水比较丰富。流域年平均降水量为67.2 mm，对地下水有一定的补给作用。

4 水源地地下水资源评价

4.1 抽水试验

在水源地勘察区河床选择了两组渗水试验，3 个探坑进行抽水试验，试验时坑深分别为2.50 m、3.0 m、2.8 m。含水层岩性为第四纪全新世松散卵石层，厚度为37 m～49 m，地下水为第四系孔隙潜水，含水层厚度1.2 m～2 m，探坑涌水量23.89 m3/h～52.5 m3/h，渗透系数73 m/d～87 m/d，平均渗透系数为80 m/d，单坑抽水量120 m3/d，富水含水层较强。

4.2 地下水潜流量计算

根据该河谷地段的水文地质条件，柯柯亚河截浅断面处地下水潜流量的计算公式选用达西公式：

式中：Q 为计算断面地下水潜流量，m3/d；K 为含水层渗透系数，m/d，由抽水试验求取，卵砾石层含水层渗透系数抽水试验平均值为80 m/d；I 为地下水水力坡度，从等水位线图上计算获取，为0.015；ω 为计算断面过水面积，m2，为8375 m2。

4.3 地下水潜流可开采量

水源地渗管埋深为6.0 m，计算断面处渗管以上的有效过水面积为1758.75 m2。地下水可开采量计算采用可开采系数法，可开采系数取值0.6。则地下潜流可引用量为10050×（1758.75÷8735）×0.6＝1214 m3/d（44×104m3/a）。

4.4 河道渗漏补给量计算

4.4.1 枯水年份河道渗漏补给量（12 月～3 月份）

柯柯亚河上游河道常年有水，12 月～3 月份径流量较小为41 万m3～83 万m3，最小12 月平均为径流量41 万m3，即0.15 m3/s（13226 m3/d）。河床水面宽度按3.0 m考虑，Ⅳ－Ⅳ'剖面上游400 m长，宽3 m范围内（河流转弯处）河床水面面积为1200 m2。

根据吐鲁番市自来水公司大河沿水源地勘察现场河床卵砾石覆盖滤料渗漏试验，河道渗漏量为11.0 m3/(m2·d)。则类比大河沿河水源地试验资料，全年最小地表水流量冬季12 月份拟建水源地段400 m 长、宽3 m 范围河床渗漏补给量为1200×11.0＝13200 m3/d（482×104m3/a）。开采系数取值0.9，则河道渗漏水可开采量为13200×0.9＝11880 m3/d（434×104m3/a）。

4.4.2 枯水年份河道渗漏补给量（4 月～11 月）

柯柯亚河4 月～11 月份保证率95%（枯水年）来水流量情况下月平均径流量为54 万m3～1844 万m3，径流量较大，河床水面宽度综合按25 m 考虑，Ⅳ－Ⅳ'剖面上游400 m 长度范围内（河流转弯处）河床水面面积为10000 m2。4 月～11 月份拟建水源地段400 m 长、25 m 宽范围河床渗漏补给量为10000×11.0＝110000 m3/d（4019×104m3/a）。开采系数取值0.6，则河道渗漏水可开采量为110000×0.6＝66000 m3/d（2411×104m3/a）。

4.5 可供水量计算

工作区河床潜流量与河道入渗量的两项之和为拟建水源地地下水总补给资源量，可供水量计算结果见表2。

表2 95%时地下水补给可供水量计算成果 单位：104m3

通过计算，保证率95%（枯水年）来水流量情况下拟建水源地区枯水月份（12 月～3 月份）河道地下水潜流量可开采量为1266 m3/d，河道最小渗漏补给量为11890 m3/d，则地下水日最小补给量为13157 m3/d。水源地区4 月～11 月份河道渗漏补给量河道地下水潜流量为1266 m3/d，河道最小渗漏补给量为66060 m3/d，则地下水日最小补给量为67326 m3/d。

4.6 水源水质评价

工程取水点上游32 km 范围内无工矿企业和人类活动影响，属天然状态水体。根据鄯善县疾病预防控制中心的《卫生检测结果报告书》，柯柯亚河道地下潜水大肠杆菌超标，其余各项指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749－2006）的规定要求。地下潜水总硬度为140.1 mg/L，暂时硬度为110.1 mg/L，永久硬度为30.0 mg/L，溶解性总固体191.7 mg/L，总碱度为110.1 mg/L，pH 值为7.79；柯柯亚上游河道水总硬度为240.2 mg/L，暂时硬度为100.1 mg/L，永久硬度为140.1 mg/L，溶解性总固体352.2 mg/L，总碱度为100.1 mg/L，pH 值为7.73，均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749－2006）和《地下水质量标准》（GB/T 14848）的规定要求。

5 结语

新疆鄯善县“连木沁镇”饮水安全工程项目日用水量为3978×104m3/d。经水源比选，本项目水源截浅水源地工程厂址选择在柯柯亚河山口柯柯亚水库上游约4.0 km 处河道内，此处地下水比较丰富，目前实测小时出流量568 m3/h，而本工程平均每小时取水166 m3/h，即出水量远大于取水量，取水可靠。