郭建伟
(孟州市水利综合服务中心,河南 孟州 454750)
建设项目的水源地建设过程中一般都按建设程序进行水文地质勘查,评价地表水、地下水资源,确定各水源地允许开采量,布置水源地开发方案,报请当地水行政主管部门批准,然后设计建设水源地。水资源论证结合水源井运行30-40 年开发动态资料、水源井配套设备、地下水位监测资料、近年来水源井实际取水量资料以及论证所进行的各水源地及周边区域的现状调查资料,对各水源井出水量及其保证程度,水资源质量、开采可靠性与可行性进行分析论证,水源选择方案合理。
2007 年,为缓解井楼、古城地区用水紧张局面,保证古城油区防洪、防汛和安全生产,决定某水库引水,建设辅助供水系统。在对某水库水量、水质、供水保证程度充分论证基础上,并同某水库灌区管理所签订了供用水合同,开工建设水库供水工程。该工程于2007 年底建成,包括引水泵站、引水管网、水净化处理厂等,设计供水能力3×103m3/d。根据建设项目用水需求,目前实际供水量每月5×104m3,约合1.70×103m3/d。水库水源地取水仍维持原取水方案不变,年取水60 万m3。
2.2.1 水库概况
水库地处县城东约20 km 的河道支流上,水库控制流域面积17.80 km2,主干流长8.40 km,河道平均比降3‰。该水库为岗丘区,地质为粉质黏土,水土流失比较严重。该水库总库容1 181 万m3;设计洪水位133.19 m,相应库容943 万m3;兴利水位131.80 m,兴利库容574 万m3,死水位125.10 m,死库容38 万m3。水库由大坝、溢洪道、输水涵洞等组成,是一座以防洪、灌溉为主,兼顾工业供水及水产养殖等综合利用的中型水库。
2.2.2 可供水量分析
水库没有实测入库径流资料,根据县气象站1956-2003年观测资料求得库区多年平均降雨量为883.50 mm,多年平均径流深为255.90 mm,则多年平均径流量为455.50 万m3。径流变差系数为Cv=0.65,Cs/Cv=2.00,Kp=0.52,经计算75%年份径流量2.37×106m3。蒸发、渗漏按15%扣除损失后,可用于灌溉及供水的水量为201.40 万m3。
2.2.3 用水量分析
水库以防洪、灌溉为主,兼顾工业供水及水产养殖等综合利用。灌区灌溉面积达333.33 hm2,主要种植作物为小麦和玉米,按照河南省《农业与农村生活用水定额》,经计算,项目区作物综合毛灌溉定额2 246.55 m3/hm2,灌区灌溉需水量为74.59万m3。综上,某水库灌溉及供水的可用水量为201.40 万m3,其中灌区灌溉需水量74.59 万m3,可向建设项目供水126.81万m3,大于建设项目年用水量60 万m3。
2.2.4 水质分析
该水库引水是作为建设项目生产用水,按照一般工业用水水质要求即可满足生产用水需要。根据水库不同位置相关断面的监测数据,水库水质达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,满足生产用水水质要求。
2.2.5 水源地可靠性与可行性分析
水库灌区面积较小,依据水库设计功能和灌溉面积计算水库可供水量结果,扣除损失后,可用于灌溉及供水的水量为201.40 万m3。水库用水除保证灌区用水74.59 万m3外,供应建设项目用水每年60 万m3是完全有保证的,水库管理所只要加强运行管理,科学调蓄水量,即可保证建设项目用水,且该新建水源属辅助供水系统,可短时间内间断供水。水源地可靠性较高,可行性较好。
3.1.1 地质、水文地质条件分析
魏岗水源地位于南阳凹陷的中南部,受盆地沉积环境影响,地表以下600 m 浓度范围内主要沉积地层为第四系中、下更新统及上第三系上寺组地层,第四系上更新统,全新统地层分布在河流漫滩阶地区。区内松散沉积层厚度大,地下水主要储存在上述沉积地层的砂层孔隙中,水量丰富。天然状态下,水位埋深4~5 m,受开采影响,目前水位埋深7~30 m,单井涌水量普遍较大,最大值3 000 m3/d。
3.1.2 地下水资源量分析
魏岗水源地地面水主要接受大气降水入渗,灌溉水回归,上游侧渗等项补给,排泄于人工开采、支流排泄、下游侧向渗出,《魏岗水源地地区中深层水源地供水水文地质勘察报告》,采用地下水三维有限元数值模拟方法对地下水资源进行计算,重点评价区魏岗水源周边640 km2范围,数值模拟计算区1 400 km2。
3.1.3 取水可靠性的可行性分析
魏岗水源地现状有8 眼井在正常使用,开采量为6.00×105m3/a,约合1.60×103m3/d,远小于建设项目水源地允许开采量1.15×105m3/d,水量很小,目前地下位逐渐回升,说明地下水处于良性循环状态,不会出现环境及生态问题,并且尚有较大的扩大开采的潜力。
3.2.1 地质、水文地质条件分析
水源地位于山前地带,属浅山丘陵区及垄岗区,南部边缘为三夹河;中深含水层组主要为第四系下更新统和第三系的承压含水层,岩性为中粗砂、砂砾石及泥质砂岩和泥质砂砾岩,为多层结构的承压含水层组,含水层厚度一般30~50 m,地下水位埋深一般为27~30 m,单井涌水量500~1 980 m3/d;浅层含水层主要为第四系上更新统、全新统砂、砂砾石,含水层厚度36 m,管井的单井涌水量一般大于1 000 m3/d,渗透系数80~120 m/d。
3.2.2 地下水资源量分析
地下水主要靠降水入渗补给,上游地区侧向径流补给,浅层含水层向中深层含水层的越流补给。排泄于人工开采,向下游地区侧向流出河流排泄、潜水蒸发等。采用了大气降水入渗法、实测径流模数法、水文一水文地质分配系数法3 种方法分别计算并评价了地下水资源。综合分析3 种方法优缺点后,确定了地下水资源量;地表水资源依据平氏水文站资料,统计逐年最枯月流,按照枯水期流量评价地表水资源,提高了保证程度。
3.2.3 取水可靠性和可行性分析
水源地现状有26 眼井在正常使用,开采量1.17×106m3/a,约合0.32×104m3/d。远小于水源地允许开采量4.85×104m3/d,水量很小,目前地下位逐渐回升,说明地下水处于良性循环状态,不会出现环境及生态问题,并且尚有较大的开发利用潜力。
3.3.1 地质、水文地质条件分析
井古水源地位于县古城乡,属论证区中部垄岗地区,泌阳凹陷的西北部,由于受其地质构造的控制,地表沉积一套以松散岩类为主的地层,主要为第四系中更新统(Q2)及上第三系上寺组(N)地层。区内含水层主要为第四系中更新统(Q2)冲洪积形成的砂层和上第三系冲洪积形成的砂岩层。中更新统含砾粗砂含水层顶板埋深35 m,底板埋深40 m,厚5 m,含水层岩性松散,砂粒较粗,含水性,导水性较好。上第三系上寺组(N)砂岩含水层主要分布在110~210 m 层段,有8 个含水层,累计厚约30 m,岩性以中砂岩、含砾粗砂岩为主,微胶结一半胶结状,孔隙裂隙发育。地下水位埋深10~15 m,主要接受大气降水入渗补给和侧向径流补给,主要排泄于人工开采和地下水侧向径流,单井水量800~1 500 m3/d,渗透系数15~30 m/d。
3.3.2 地下水资源量分析
《井楼地区供水水文地质勘察报告》采用水均衡法计算地下水资源量,主要均衡项为降水入渗补给量、上游侧向径流补给量、人工开采量、下游侧向径流量、河流排泄量等,计算结果,地下水补给量多年平均值为25 464 m3/d。
3.3.3 水源井实际供水情况分析
收集到的2018-2020 年各水源井供水情况进行汇总分析,29 眼水源井井深多数为110~200 m,少量井深为350 m 和600 m,配套水泵额定出水量600~1 920 m3/h 不等。根据2018-2020 年29 眼井取水情况,基本上每年只启用一眼井即可满足建设项目现状生产使用,且经过近年来地下水位监测结果,地下水位呈现逐年回升趋势,说明近年来29 眼井取水后地下水仍处于良性循环状态。因此地下取水对该区域地下水资源基本没有影响。且水源井周边1 km 范围内无饮水井和灌溉井,未出现与当地工农业争水问题,对其他用户基本不影响。