馬雷　趙凱亮

摘要：擬建水源地位于富水地段——開(kāi)令河中游沖洪積平原。上部全新統(tǒng)松散巖類(lèi)孔隙潛水含水層，顆粒粗，巖性以灰黃色礫、灰黃色礫砂、灰黃色粗砂為主，下部為新近系上新統(tǒng)砂礫巖。含水層厚度平均27.95m，滲透系數(shù)為5-20m/d。地下水位2-8m，單井降深5m出水量大于500m³/d，總補(bǔ)給量為683.18×104m³/a。地下水水化學(xué)類(lèi)型主要為HCO₃-Na·Ca、HCO³-Ca·Na·Mg型水，礦化度以小于1g/l的淡水為主。

關(guān)鍵詞：地下水 水化學(xué) 可開(kāi)采資源 保證程度

一、地下水允許開(kāi)采量評(píng)價(jià)

工作區(qū)降水量保證程度為75%地下水天然補(bǔ)給量為480.901×10⁴m³/a，取其70%作為地下水允許開(kāi)采量，為336.631×104m³/a，工作區(qū)現(xiàn)有開(kāi)采量為185.210×10⁴m³/a，允許新增開(kāi)采量為允許開(kāi)采量與現(xiàn)有開(kāi)采量之差，約為151.421×10⁴m³/a。

現(xiàn)有開(kāi)采狀況的基礎(chǔ)上，考慮存在襲奪潛水蒸發(fā)量、斷面排泄量和河水排泄量的可能。則新增地下水允許開(kāi)采量為151.421×10⁴m³/a，即4148.521m³/d，該量小于工業(yè)園遠(yuǎn)景最大供水量的要求7628.6m³/d，與工業(yè)園區(qū)近期規(guī)劃用水4395m³/d接近，因此，以工業(yè)園區(qū)近期規(guī)劃最大供水量4400m³/d為新增開(kāi)采量進(jìn)行論證。

地下水允許開(kāi)采量計(jì)算是以天然補(bǔ)給量為依據(jù)，根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況，在通過(guò)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的開(kāi)采措施，并保持地下水可持續(xù)開(kāi)采的基礎(chǔ)上，不引發(fā)水質(zhì)惡化及其他危害性環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題等不良后果的條件下，結(jié)合工作區(qū)的水文地質(zhì)條件來(lái)確定。

以上可開(kāi)采量在75%降水量基礎(chǔ)上計(jì)算得到，地下水天然補(bǔ)給量偏低，多年平均降雨量較真實(shí)的反映一個(gè)地區(qū)水文條件。因此，應(yīng)依據(jù)多年平均天然補(bǔ)給資源量考慮，經(jīng)過(guò)前面的均衡計(jì)算得到，均衡區(qū)多年天然補(bǔ)給資源量為577.924×10⁴m³/a?；咎幱诰鉅顟B(tài)。地下水總開(kāi)采量為現(xiàn)有開(kāi)采量與新增開(kāi)采量之和為345.810×10⁴m³/a，該量?jī)H為補(bǔ)給量的59.84%，基本有保證。

二、允許開(kāi)采量保證程度論證

地下水開(kāi)采后，在獲取計(jì)算區(qū)地下水補(bǔ)給量和動(dòng)用儲(chǔ)存量的同時(shí)，抽水水位下降后，還可奪取其周?chē)叵滤a(bǔ)給量與周邊地下水的儲(chǔ)存量。因此，地下水允許開(kāi)采量的評(píng)價(jià)，主要是評(píng)價(jià)現(xiàn)有水源地是否能滿(mǎn)足供水水量的要求。即新增4400m³/d開(kāi)采量，20年后在不影響地質(zhì)環(huán)境的條件下，擬建水源地開(kāi)采井及相鄰已有開(kāi)采井能否正常開(kāi)采。下面為非穩(wěn)定流干擾井群法對(duì)開(kāi)采1年、5年、10年、15年及20年后的地下水位進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)報(bào)時(shí)間期限為20年。

根據(jù)預(yù)測(cè)可知，降落漏斗內(nèi)水位最低處在sy3號(hào)開(kāi)采井處，地下水位下降最大值一年為5.127m，開(kāi)采一年后，出現(xiàn)兩個(gè)漏斗，其一位于擬布井區(qū)，其二位于查干棚子，水位下降0.5-1m的分布面積分刷為11.568和6.183km²，占計(jì)算區(qū)面積的17.121%；開(kāi)采5年后漏斗中心水位最大降深為3.484m，平均下降速度為0.291m/a，水位下降大于0.5m的分布面積分別為37.822和8.450km²，占計(jì)算區(qū)面積的44.630%；開(kāi)采10年后兩個(gè)漏斗連通，形成一個(gè)大漏斗，但中心為兩個(gè)，漏斗內(nèi)最大降深為4.104m，平均下降速度為0.125m/a，水位下降大于0.5m的分布面積分別為101.620km²，占計(jì)算區(qū)面積的97.922%；開(kāi)采15年后漏斗內(nèi)最大降深為4.582m，平均下降速度為0.116m/a，水位下降大于0.5m的分布面積為大于計(jì)算區(qū)面積；為計(jì)算區(qū)面積的100.225%；開(kāi)采20年后漏斗中心最大降深為5.127m，平均下降速度為0.091m/a，水位下降大于5m的分布面積為0.360km²，占計(jì)算區(qū)面積的0.347%；水位下降大于0.5m的分布面積為112.742km²，占計(jì)算區(qū)面積的108.742%；雖然下降面積較大，但開(kāi)采20年時(shí)垂向水位下降為5.127m，只占含水層厚度為19.420%。

總之，水源地開(kāi)采1年后就形成了降落漏斗，隨著開(kāi)采時(shí)間的增加，降落漏斗范圍逐漸擴(kuò)大，漏斗中心區(qū)水位降深也逐漸增大，但開(kāi)采漏斗范圍擴(kuò)大速度及水位下降速度逐漸變緩。以設(shè)計(jì)開(kāi)采量4400m³/d開(kāi)采區(qū)內(nèi)地下水，20年內(nèi)地下水水位無(wú)法穩(wěn)定，整個(gè)開(kāi)采過(guò)程不斷消耗含水層的儲(chǔ)存量，引起區(qū)內(nèi)降落漏斗的進(jìn)一步擴(kuò)大和加深。因此在保證用水的前提下，建議盡量減少地下水的開(kāi)采量，防止水位持續(xù)下降，最終導(dǎo)致含水層被疏干。

三、地下水可開(kāi)采量保證程度論證

可開(kāi)采量是指在一定的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下，采用合理的開(kāi)采方案，在開(kāi)采條件下，不至于引起水質(zhì)惡化，地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象，在開(kāi)采期限內(nèi)水位降深不超過(guò)允許降深的最大水量。

地下水水位下降方面。以最大設(shè)計(jì)開(kāi)采量4400m³/d開(kāi)采，采用不同保證率50%、75%和97%降水量計(jì)算20年后的地下水水位下降量，通過(guò)擬布開(kāi)采井開(kāi)采20年時(shí)地下水位下降值對(duì)比分析，地下水位降深與不同保證率下地下水位降深值近乎相等，水位差的絕對(duì)值最大差值僅為毫米，因此在水源地開(kāi)采過(guò)程中，97%的降水保證程度下，地下水位的下降幅度在允許的范圍內(nèi)，水源地的設(shè)計(jì)開(kāi)采量能夠保證。

補(bǔ)給量、開(kāi)采量平衡方面。不同保證率、均衡年份的降水入滲補(bǔ)給量，其中：P50潛水含水層補(bǔ)給量為621.926×10⁴m³/a，P75為480.901×104m³/a，P97為350565×104m³/a，大于現(xiàn)狀開(kāi)采量和新增開(kāi)采量之和345.810×104m³/a，開(kāi)采量占97年補(bǔ)給量的98.64%，具有一定保證性。豐水年可起到“補(bǔ)償疏干”的作用。當(dāng)然，在開(kāi)采條件下，補(bǔ)給量不可能全部轉(zhuǎn)化為開(kāi)采量，仍有相當(dāng)一部分以維持地下水循環(huán)，還有一部分用于農(nóng)灌井的正常開(kāi)采。

開(kāi)采條件下地下水的水均衡方面?，F(xiàn)狀條件下，潛水含水層處于補(bǔ)給與排泄相對(duì)的動(dòng)平衡狀態(tài)。擬布開(kāi)采井開(kāi)采條件下，相對(duì)的平衡在局部必遭破壞，補(bǔ)給量、排泄量、儲(chǔ)存量各均衡項(xiàng)將發(fā)生變化。設(shè)在平均降水量條件下，以地下水流入、流出斷面長(zhǎng)度不變，厚度等于現(xiàn)狀年厚度減去20年水位下降值，水位下降按面積加權(quán)平均2.68m，地下水位埋深沒(méi)有1-3m區(qū)間，由于地下水位下降，根據(jù)地下水位與地形線對(duì)比，河流源頭下移3600m，相應(yīng)河流排泄量減少，人工排泄由現(xiàn)在185.21×104m³/a增至345.81×104m³/a。20年后平均降水量條件下，地下水為負(fù)均衡，其均衡差是-11.968×104m³/a，這個(gè)量可引起地下水位在150Km²范圍內(nèi)平均地下水位下降0.138m，20年累計(jì)平均下降2.768m，與預(yù)測(cè)20年來(lái)面積加權(quán)平均下降值2.68m相當(dāng)吻合，誤差值為3.179%，由降深的數(shù)率分析，方案一下降的數(shù)率越來(lái)越小，最后會(huì)趨于平衡。

擬建水源地含水層方面。擬建水源地位于開(kāi)令河沖洪積平原中部，含水層巖陛為第四系砂礫石、含礫中粗砂和新近系砂巖。含水層厚度大，水量豐富，單井出水量在500-1500m³/d，最大可達(dá)2201.75m³/d（5m降深10″管），單井平均437.5m³/d的開(kāi)采量是有保障的。