張生財

（吐魯番地區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院 新疆吐魯番市 838000）

鄯善縣三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全取水方案論證

張生財

（吐魯番地區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院 新疆吐魯番市 838000）

新疆鄯善縣山南三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)農(nóng)村人畜飲水安全并網(wǎng)改造工程，供水規(guī)模5486.26m3/d，供水總?cè)丝?8176人，根據(jù)該區(qū)域的水資源的情況，針對地下水、泉水和地表水進行調(diào)查、分析和論證，由于該區(qū)域為地下水超采區(qū)、地下水水量不足且地下水水質(zhì)較差，不能滿足工程取水需要，故本工程選擇取水水源為色爾克甫溝的地表水，并對其進行論證。

農(nóng)村飲水安全 取水方案 地表水 地下水 泉水

1 工程概況

新疆鄯善縣山南三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全并網(wǎng)改造工程供水范圍覆蓋鄯善縣火焰山以南(以下簡稱山南)三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)即：魯克沁鎮(zhèn)、吐峪溝鄉(xiāng)，達浪坎鄉(xiāng)和迪坎鄉(xiāng)。本工程供水規(guī)模5486.26m3/d，供水總?cè)丝?8176人，其中解決鄯善縣山南四個鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲水不安全人口44290人。另外有13886人現(xiàn)狀年飲水基本安全，分布在魯克沁鎮(zhèn)和吐峪溝鄉(xiāng)，本工程從解決農(nóng)村人畜飲水安全問題、節(jié)水、節(jié)能以及降低農(nóng)村供水成本等多方面考慮，把這部分現(xiàn)狀年飲水基本安全的13886人所在的七個水廠也并入到主網(wǎng)管中。

本工程擬從色爾克甫溝出山口處引取色爾克甫溝的地表水，經(jīng)過凈化消毒后，通過配水管網(wǎng)輸水到各個鄉(xiāng)村原有小水廠的調(diào)節(jié)構(gòu)筑物。

2 工程項目區(qū)水資源概況

2.1 水資源

本工程擬從色爾克甫溝出山口處取水。色爾克甫溝位于鄯善縣連木沁鎮(zhèn)南側(cè)，屬二塘溝流域中下游區(qū)，為火焰山斷層構(gòu)造形成的溝口，走向為南北向，橫穿火焰山山體，溝長約9.0km。溝內(nèi)的水資源由地表水和地下水兩部分組成。本項目水源位于色爾克甫溝溝口以上，因此本次水資源開發(fā)利用以該溝口以上吐峪溝鄉(xiāng)和連木沁鎮(zhèn)區(qū)域進行分析。

2.1.1 地表水資源

二塘溝河為分析范圍內(nèi)唯一的河流，根據(jù)新疆水文水資源局于1996年完成的《鄯善縣三河流域地表水水資源調(diào)查評價》中所統(tǒng)計二塘溝河流域地表水資源量0.8198×108m3，可利用地表水資源量亦為0.8198×108m3，二塘溝河流域地表水資源量占鄯善縣三河流域地表水資源量的0.34%；二塘溝河水質(zhì)綜合評價為二級，其中僅有總硬度到達二級標準外，其它評價參數(shù)都為一級，水質(zhì)礦化度為189mg/L,屬于優(yōu)良水源。

2.1.2 地下水資源8

《鄯善縣地下水開發(fā)利用規(guī)劃》研究報告中成果，北盆地多年平均地下水補給量為8571.58×104m3/a，南盆地為3623.51× 104m3/a；多年平均開采量北盆地為14796.69× 104m3/a，南盆地為10788.71×104m3/a；南北盆地區(qū)域淺層地下水為負均衡，其中北盆地多年平均超采為6225.11×104m3/a，南盆地多年平均超采為7165.2×104m3/a。

色爾克甫溝溝口以上二塘溝北灌區(qū)地下水總補給量為5265×104m3/a；其中連木沁鎮(zhèn)559 ×104m3/a，吐峪溝蘇巴什106×104m3/a，國有土地4600×104m3/a。二塘溝北灌區(qū)地下水可開采量（連木沁鎮(zhèn)、吐峪溝蘇巴什、國有土地）為3225×104m3/a,而2006年實際開采量達9982 ×104m3/a，超采6757×104m3/a。由于大量超采地下水，造成區(qū)域內(nèi)淺層地下水位逐年下降，有資料顯示，北盆地地下水位平均每年下降1.6m，南盆地平均每年為2.3m左右。

3 取水水源論證

3.1 地下水

項目區(qū)開采地下水的方式主要有兩種：一是在地下水水質(zhì)檢測達標的區(qū)域內(nèi)打機電井提取地下水，作為整個項目的供水水源；二是在色爾克甫溝內(nèi)埋滲管或埋裝滿拋石的鋼筋籠等措施截潛流。

2006年9月28日新疆維吾爾自治區(qū)人民政府辦公廳以新政辦函[2006]177號文件《關(guān)于同意將鄯善縣劃定為地下水嚴重超采區(qū)的復(fù)函》認可了自治區(qū)水利廳審查通過的《新疆吐魯番地區(qū)鄯善縣地下水超采區(qū)劃定報告》，同意將鄯善縣劃定為地下水嚴重超采區(qū)。由此看來在項目區(qū)內(nèi)打機電井提取地下水的方案是不可行的。

色爾克甫溝內(nèi)的潛流量沒有經(jīng)過詳細測算，但色爾克溝同吐魯番市木頭溝的地下水徑流條件基本相同，兩溝同屬于火焰山構(gòu)造溝，木頭溝測算點的河床寬度67m，覆蓋層厚度6.0m，滲透系數(shù)65.41m/d，水力坡度0.0125，計算得潛流量為328.74m3/d。色爾克甫溝取水點河床寬度50m，覆蓋層厚度平均6.0m，滲透系數(shù)按馬場附近取59.89m/d，水力坡度取0.08，經(jīng)計算得潛流量為1437.36m3/d。本工程供水范圍較大，供水人口數(shù)58176人，供水規(guī)模5486.27 m3/d，色爾克甫溝地下潛流量遠不能滿足對本工程的取水量。由此看來在色爾克甫溝內(nèi)截潛流方案也是不可行的。綜上所述本工程利用地下水作為供水水源是不可行的。

3.2 泉水

項目區(qū)泉水出露地帶位于火焰山北側(cè)，連木沁和吐峪溝蘇巴什一帶，離供水區(qū)域太遠，距最近的魯克泌鎮(zhèn)24.2km，而且要穿越地勢險峻的色爾克甫溝。溝底目前有一條可以通行的便道，但溝兩側(cè)為幾十米高的懸崖峭壁，施工難度相當高，由此看來引取火焰山北側(cè)出露的泉水作為工程的供水水源造價昂貴，施工難度極高，在經(jīng)濟和技術(shù)上不可行。

3.3 地表水

色爾克甫溝內(nèi)的地表徑流主要由泉水形成。色爾克甫溝為火焰山斷層構(gòu)造帶，鄯善縣北盆地地下水流經(jīng)火焰山后，由于火焰山的阻隔作用，在其斷層構(gòu)造帶（色爾克甫溝）內(nèi)以泉水的形式出露，形成地表徑流，冬季有幾條坎兒井水匯入色爾克甫溝，本項目論證方案以色爾克甫溝內(nèi)泉水轉(zhuǎn)化來的地表水進行論證。

3.3.1 地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

（1）地質(zhì)條件

鄯善縣位于天山褶皺帶東段的山間斷陷盆地北緣由于火焰山的隆起，將盆地分為南北兩個盆地。研究區(qū)域內(nèi)的二塘溝河、連木沁鎮(zhèn)、吐峪溝一帶第四紀沉積厚度可達600～700m，主要沉積物為沙卵礫石、沙礫石、亞砂土和亞粘土等。

（2）水文地質(zhì)條件

由于吐魯番盆地的東部沉陷使鄯善縣的南、北盆地沉積了巨厚的第四系松散物質(zhì)，也為地下水的儲存提供了巨大空間。根據(jù)地質(zhì)資料顯示，含水層的巖性主要為單一的砂卵礫石層。北盆地自北向南地下水的埋深由大到小，地下水類型主要以淺水為主，在600m高程附近地下水埋深在100左右，到了312國道附近地下水埋深在20～50m之間，靠近火焰山地下水埋深逐漸升高,在蘇巴什鄉(xiāng)以南、連木沁鎮(zhèn)的吐格蔓買來均有泉水出露，溢出地表。

（3）地下水的補給條件

本項目區(qū)屬于干旱荒漠性氣候，蒸發(fā)強烈，降水極少，大量的降水主要集中在北部山區(qū)，由此可見，平原區(qū)的補給主要靠山區(qū)大氣降水和冰雪融水，經(jīng)二塘溝河的河谷潛流，河道滲漏，以及山前暴雨洪水入滲后側(cè)向補給平原。由于平原區(qū)的降水量極少，對地下水的補給意義不大，該區(qū)域內(nèi)地下水補給主要是通過轉(zhuǎn)化補量補給地下，即通過引水渠滲漏補給地下，田間灌溉滲漏補給，有極少量的地下水開采、坎爾井、泉水回歸等。

（4）地下水的徑流條件

本區(qū)域地下水徑流方向與地形坡度和地表水徑流方向大致相同，即由東北向西南方向運動。沖洪積扇地下水徑流條件好。水力坡度7～8%。滲透系數(shù)馬場附近K=59.89m/d，連木沁鎮(zhèn)變電所地帶K=55.27m/d。

（5）地下水排泄

地下水排泄有兩種，一種是天然排泄，另一種是人為排泄。結(jié)合本項目區(qū)天然排泄即泉水是我們研究的主要方向。

由于受火焰山的隆起阻水影響，在火焰山的山前地帶、蘇巴什溝口、連木沁的溝口均有泉水出露成為天然排泄的一部分。

另外，地下水的人為排泄占項目區(qū)的主要地位，并且與泉水排泄有著密切的關(guān)系，其排泄方式主要有坎爾井、機電井開采兩種方式，機井開采主要分布在火焰山前312國道地下水淺埋區(qū)。

（6）地下水動態(tài)特征

地下水動態(tài)受降水、農(nóng)業(yè)灌溉、機井抽水和側(cè)向補給的影響。本項目區(qū)的淺層地下水的動態(tài)既有豐水、枯水年份變化規(guī)律，又有年內(nèi)季節(jié)性變化特征。

以鄯善縣連木沁鎮(zhèn)為例淺層地下水年內(nèi)動態(tài)變化的一般規(guī)律：每年5月份，由于灌溉開采量逐漸增大，使得地下水水位開始持續(xù)下降，一般到6～9月前后出現(xiàn)年內(nèi)最低水位，等到10月份灌溉停止，地下水水位開始緩慢回升，直到次年1～3月份達到最高水位。根據(jù)觀測結(jié)果，年內(nèi)變幅一般在4.89～5.42m之間。連木沁2003～2005年地下水變化見圖1。

圖1 鄯善縣連木沁9大隊Ⅱ2-3號觀測井2003年-2005年地下水月平均圖

地下水水位年際變化的一般規(guī)律：地下水水位在豐水年呈回升趨勢，但從本地區(qū)多年動態(tài)監(jiān)測來看，因大量開采地下水，淺層地下水補小排大，地下水水位總體呈下降趨勢。區(qū)域內(nèi)2002～2006年地下水埋深動態(tài)觀測資料顯示，地下水水位年均下降1.25m左右。

3.3.2 泉水水資源量和泉水流量衰減原因分析

對于泉水在泉域范圍內(nèi)取水的項目，應(yīng)依據(jù)泉水動態(tài)連續(xù)觀測資料，分析對泉水流量衰減的可能影響和影響程度。

本次論證搜集到的資料有二塘河流域管理所觀測的色爾克甫溝溝口連續(xù)8年的泉水資料。該資料為二塘河流域管理所實測，施測時上游渠道閘門關(guān)閉，河道內(nèi)完全為泉水徑流，泉水流經(jīng)色爾克甫溝溝口后，由水管站引入渠道，再由渠道內(nèi)已制率定好的水位—流量關(guān)系(2002年由吐魯番水文水資源勘測局率定)測定流量，資料可靠，可為本次論證提供了基本依據(jù)。色爾克甫溝溝口泉水連續(xù)8年實測記錄見表1。

從實測記錄中可以得知，該溝現(xiàn)狀年泉水水資源量為2299.10萬m3/a。泉水流量的年內(nèi)分配為11月～次年4月大，占全年的82%；5月～10月小，占全年的18%；其中6月～9月為一年中最枯的4個月，為65.88萬m3，僅占全年的11%。對于水廠取水全年日均取水量為5725m3，月均取水為17.2萬m3。從1999-2006年泉水觀測資料分析可得，現(xiàn)狀年泉水流量能滿足水廠取水要求。

表1 魯克沁鎮(zhèn)色爾克甫溝溝口歷年實測流量表

表2 現(xiàn)狀年、設(shè)計年95%的月年來水量

論證區(qū)域范圍色爾克甫溝溝口以上在火焰山的山前地帶、蘇巴什溝口、連木沁的溝口均有泉水出露成為天然排泄的一部分。蘇巴什、連木沁鎮(zhèn)一帶屬大量開采地下水區(qū)域，淺層地下水補小排大，地下水水位總體呈下降趨勢，地下水水位年均下降1.25m左右。

泉水的排泄量與上游地下水的開采量有直接關(guān)系。在各種水文地質(zhì)和補排條件不變的情況下，上游地下水的開采量越大，下游泉水的排泄量越小。連木沁鎮(zhèn)一帶機井數(shù)量由1994年的83眼，猛增至2003年的 142眼，機井數(shù)量年增長為7%；抽水量由1994年的2270萬m3/a增至2003年的2821萬m3/a，其中1999年抽水量曾達3909萬m3/a，抽水量年增長2.5%。

從色爾克甫溝溝口泉水實測資料可計算得出，由1999年的3009萬m3/a減少到2006年的2299萬m3/a，8年間共減少了22.4%，年均泉水流量衰減率為0.03。另外，以上游連木沁鎮(zhèn)為例，1994年曾有坎兒井25條，排泄總量為1.34 m3/s，到2004年坎兒井數(shù)量減少為22條，排泄總量減少為1.08m3/s，11年間減少19.4%。

由以上分析可以得知，坎兒井、泉水的流量的減少主要是區(qū)域內(nèi)地下水無度大量開發(fā)、嚴重超采造成的。

3.3.3 取水保證率分析

我們以2006年現(xiàn)狀水平年資料分析泉水流量，按《村鎮(zhèn)供水技術(shù)規(guī)范》要求，村鎮(zhèn)供水水源保證率不低于95%。以多年實測資料的年內(nèi)分配，可計算出現(xiàn)狀年95%的月年泉水水量，再以現(xiàn)狀年95%的月年泉水水量利用遞減公式計算出設(shè)計年（2021年）95%的月年泉水水量，現(xiàn)狀年、設(shè)計年95%的月年來水量見表2。遞減公式如下：公式：Q設(shè)=Q現(xiàn)（1-2.8%）t

式中：Q現(xiàn)、Q設(shè)分別為現(xiàn)狀年、設(shè)計年的月年水量

泉水年均流量衰減率為0.030，t=15年

從推算的水量結(jié)果得知，到設(shè)計年2021年最枯的4個月（6月～9月）計算得出保證率為95%的日泉水水量為13557m3/d，而水廠日取水量占泉水日流量的40.5%。

通過以上計算結(jié)果分析可得不同保證率泉水流量（表2），枯水期泉水流量在保證率95%的情況下，現(xiàn)狀年最枯4個月（6月～9月）月均泉水水量為65.88萬m3，設(shè)計年2021年最枯4個月（6月～9月）月均泉水水量為41.1萬m3，而水廠每月只需取水17.2萬m3，泉水出水量即可滿足枯水期的取水要求，因此，設(shè)計年2021年泉水流量可以滿足取水要求。

3.3.4 泉水水質(zhì)分析

飲用水水質(zhì)評價標準采用中華人民共和國GB5649-85《生活飲用水衛(wèi)生標準》。鄯善縣疾病預(yù)防控制中心分別于2007年2月8日和5月17日兩次對色爾克甫溝溝口水質(zhì)取樣做了化。經(jīng)分析色爾克甫溝內(nèi)泉水水質(zhì)在不受上游洪水影響的情況下除細菌總數(shù)和總大腸菌群偏高外，其余評價參數(shù)均符合GB5649-85《生活飲用水衛(wèi)生標準》的規(guī)定。細菌總數(shù)和總大腸菌群可以在水廠通過凈水處理工藝和消毒措施處理達標后方可供生活飲用。但在洪水期的影響下，水中的泥沙含量明顯增大，色度和濁度均超標，需要做特殊水處理。

4 結(jié)束語

新疆鄯善縣山南三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全并網(wǎng)改造工程取水方案的論證，為工程的實施，起到?jīng)Q定性的作用，可以徹底解決鄯善縣山南三鄉(xiāng)一鎮(zhèn)農(nóng)村飲水安全問題，也為吐魯番地區(qū)農(nóng)村飲水安全今后的發(fā)展提供了思路。

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.11.008

TV213

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1672-2469（2014）11-0021-04

張生財(1979年—)，男，工程師。