辽宁某石油化工项目区水文地质条件及地下水资源量计算分析

董 韦

(鞍山市天水水务咨询有限公司，辽宁 鞍山 110000)

1 概况

辽宁三特石油化工有限公司始建于1996年6月，企业原名为营口三球特种油品有限公司，公司于2005年7月更名为辽宁三特石油化工有限公司。公司坐落于交通便利、环境优美的渤海之滨-营口，是国内专业生产机动车制动液、发动机冷却液、尿素水溶液、内燃机油、齿轮油、润滑脂、工矿用油及特种油品的骨干企业。目前，辽宁三特石油化工有限公司已建成年产3万 t柴油发动机氮氧化物还原剂车用尿素水溶液建设项目。为满足日益增长的市场需求，辽宁三特石油化工有限公司拟在企业现有的工业用地上建设年产35万 t车用尿素水溶液扩建项目。

2 研究区水文地质条件分析

2.1 较强富水的承压水区

较强富水的承压水区位于项目所在区域的东北部，由海城河、八里河冲洪积扇前缘的砂类土构成其主要的含水岩组，含水岩组分为两部分[2-3]。上部为全新统中细砂含水层，局部夹粉质粘土透镜体，厚10～18 m，上覆6～15 m左右的粉质粘土。下部为上更新统的中粗砂、中细砂含砾石含水层，累计厚度约51～56m，由南向北或由东向西含水层厚度增大，顶板埋深亦循此规律，由30 m增大到50 m左右。含水层之间被数层粉质粘土分隔，其分隔层厚度分布不均，为3～15 m。据中国市政工程东北设计研究院勘察资料，单位出水量为377～414 m3/d·m，渗透系数15～17 m/d，影响半径231～432 m。当水位下降5.64 m时，单井出水量为2 339 m3/d，地下水埋深一般为1.0～3.5 m。地下水水化学类型为HCO3-Ca·Mg型水，矿化度小于0.5 g/L。

2.2 中等富水的上层微咸下层淡水承压水区

中等富水的上层微咸下层淡水承压水区位于项目所在区域西南及南部边缘地带，含水层主要以上更新统的冲积砂层为主，南部有部分海相沉积。其顶板埋深，南部在50～60 m左右，北部多在60～70 m间，含水层厚度20～40 m，地下水埋深为1.0～3.0 m。

该区上部含水层中普遍为微咸水，下部为淡水。据物理勘探结果，微咸水底板埋深在下面所在区西南部较深，多大于90 m，向北东方向逐渐变浅至消失。淡水的单井出水量为1 000～2 000 m3/d，渗透系数6～7.5 m/d，单位出水量为137～153 m3/d·m，影响半径为391～405 m。浅层地下水水化学类型为Cl·HCO3-Na型水，矿化度为1.0～3.0 g/L，Cl离子含量多大于250 mg/L。深层淡水地下水水化学类型为HCO3-Na型水，矿化度小于0.5 g/L。

2.3 地下水补给、排泄及水位动态

项目所在区域地下水以垂向补给为主，侧向补给为辅[4]。垂向补给主要有大气降水入渗补给及稻田水入渗补给潜水，然后通过潜水含水层之下的弱透水层垂向越流补给下部承压水。

侧向补给来源为海城河、八里河冲洪积扇后缘，直接接受河水及大气降水的入渗补给之后，以地下径流的方式侧向补给本区地下水[5]。项目所在区域东部上游地段，上部潜水与下部承压水具有不同的水位，但水位相差不大，一般为0.5～1.0 m。西部下游地段水位相差较大，一般为1.0～1.4 m，而开采区附近水位相差约为1.0～14 m。它们具有统一的特征，那就是潜水水位普遍高于承压水位。在开采区附近，潜水水位始终高于承压水水位，但却低于非开采区的潜水水位。这说明由于现有水源受长期大量开采的影响，使其附近的潜水及微承压水水位随之下降[6]，但它们之间仍有一定的水位差。

深层承压水水位，由于人工开采及补给的滞后效应，水位低峰出现在每年的4-5月，其中水源开采区影响范围内一般为3月末至4月初。水位高峰出现在每年的8月末至9月初，滞后于高峰雨季约一个月左右，水位多年平均变幅约为4.32 m。开采区内受人为控制变化较大。

2018年5月10日，选取项目所在地周边村屯3眼地下水井与企业现生产井进行了地下水位同步观测，观测结果表明，在企业正常取水的情况下，周边地下水位变化不大，地下水位基本在1.39～1.94 m间，说明企业现状开采对周边地下水位变化影响不大。地下水位监测成果见表1。

表1 地下水监测成果表

3 研究区地下水资源量计算分析

3.1 取水水源论证范围的确定

根据区域的水文地质条件、地下水的补径排关系和地下水资源开发利用状况，本次论证范围东以灌区渠道，南以八里河，西以劳动河，北以灌区干渠为界，面积7.805 km2的区域为取水水源论证范围。

为了解消费者对跨境进口电商网站标价方式的感知状况，帮助线上零售商选择最佳的网站商品标价方式和营销策略，以使商家与消费者的收益最大化，特此展开问卷调查。问卷内容主要涉及消费者对跨境电子商务零售进口税收政策的了解以及购物决策受线上零售商标价方式的影响程度。本次调查共发放纸质问卷60份，网络问卷110份，共回收170份，有效问卷150份，其中有购买过进口商品的有97份，没有购买过进口商品的有53份。

3.2 地下水资源量计算

根据区域内含水层的特征及含水层间的水力联系及论证区的实际情况[7]，论证区域内地下水的补给源主要有大气降水补给、灌溉入渗补给、地下侧向径流补给等。

3.2.1 降水入渗补给量

根据论证区地表和包气带岩性，参照辽宁省水资源评价成果，确定论证区降水入渗补给系数为0.18。根据论证区旗口雨量站1980-2015年逐年降水计算成果，多年平均降水量为682.3 mm，利用公式(1)计算论证区域多年平均降水入渗补给量。利用公式(1)计算论证区域多年平均降水入渗补给量为95.86.0万 m3。不同频率年降水入渗补给量见表2。

表2 不同频率年降水入渗补给量

pr=pα F·10-1

(1)

式中：pr为降水入渗补给量(万m3)；p为降水量(mm)；α为降水入渗补给系数(无因次)；F为计算面积(km2)

3.2.2 灌溉入渗补给量

旗口灌区范围内有旗口雨量站一处，资料积累年限为1939-2016年。有石佛、高坎、李家、牛庄四处地下水位观测站，资料积累年限为2006-2016年。根据论证区域及全灌区2006-2016年灌溉水量资料和地下水位资料分析，灌溉入渗补给系数为0.048。灌溉入渗补给系数计算成果见表3。

表3 灌溉入渗补给系数计算成果表

通过对灌区2006-2016年灌溉用水量统计，全灌区灌溉水量在3 577～5 621万 m3间，另通过排频分析及计算，全灌区多年平均灌溉入渗补给量为215.8万 m3。全灌区灌溉入渗补给量计算成果见表4。全灌区灌溉面积68.13 km2，论证区灌溉面积7.805 km2，采用单位面积补给量法，计算论证区的灌溉入渗补给量。论证区灌溉入渗补给量计算成果见表5。

表4 全灌区灌溉入渗补给量计算成果表 万m3

表5 论证区灌溉入渗补给量计算成果表 万m3

3.2.3 地下侧向径流补给量

该量是指周边区域地下水通过地下径流方式对论证区的补给量[8]。利用达西公式进行计算。其计算公式为(1)。地下侧向径流补给量计算成果见表6。

表6 论证区地下侧向径流补给计算成果表

Q侧=K·I·A·T·10-4

(2)

式中：Q侧为年地下水侧向补给量(万m3)；K为渗透系数(m/d)，取值为15 m/d；I为地下水力坡度(无因次)；A为剖面面积(m2)；T为时间，采用365 d。

3.3 研究区地下水总补给量及地下水资源量计算

研究区降水入渗补给量、灌溉入渗补给量及地下侧向径流补给量之和为论证区地下水总补给量[9]。论证区地下水总补给量计算成果见表7。

表7 论证区地下水总补给量计算成果表 万m3

3.4 地下水可开采量计算

本次计算采用可开采系数法计算论证区地下水可开采量，论证区地下水综合开采系数采用0.5，计算多年平均地下水可开采量为121.07万 m3。论证区不同保证率地下水总补给量及可开采量成果见表8。

表8 论证区不同保证率地下水总补给量及可开采量成果表 万m3

3.5 项目实施后研究区地下水水位预测

通过对现水源井进行了抽水试验，根据抽水试验资料成果，按项目核定实施后日取水量1 167 m3/d进行开采条件下地下水位预测。假设水源补给条件服从Dupuit假设条件，可以通过Dupuit公式与库萨金经验公式来进行设计开采条件的地下水水位分析[10]。通过公式(3)和(4)两个公式联立求解，得到设计开采条件下水源井水位降深为3.63 m。

3.5.1 Dupuit公式

(3)

3.5.2 库萨金经验公式

(4)

式中：R为影响半径(m)，取170 m； Q为水源井出水量，取核定后用水量1 167 m3/d；

k为渗透系数，取15 m/d；H0为含水层初始厚度，取2眼井平均值32.5 m；Sw为抽水井的水位降深(m)；rw为水井半径，水源井半径0.325 m。

4 结语

研究区位于大石桥市旗口镇前头村，项目地点远离地下水保护区、城市公共供水管网覆盖区，区域内无可利用的地表水源、无外调水源及再生水水源配置，并且本项目生产的车用尿素水溶液对杂质控制要求严格，普通自来水中由于消毒等原因含有氯化物，难以处理。为了满足项目生产及生活用水需求，需采用地下水作为项目取水水源。项目论证区域内95%频率的地下水可开采量为121.07万 m3/a，项目取水35万 m3/a，占95%频率的地下水可开采量的28.9%。因此，项目取水对区域水资源可利用量及其配置方案的影响较小。