湯玉福

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115000)

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大石橋市政水源供水潛力分析

湯玉福

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115000)

摘要：大石橋市隸屬于遼寧省營口市，位于營口市的北部，遼河下游左岸，大石橋市政水源由一、二水源組成，是大石橋市主要的供水水源之一。一水源供水量2.06 萬 t/d，二水源供水量2.18 萬 t/d。文章利用水源地水文地質(zhì)條件、區(qū)域用水情況和現(xiàn)狀水源地開采量對大石橋市政水源進行安全性評價，證明大石橋地下水源評價區(qū)屬于水量安全水源地，對構建城市水資源戰(zhàn)略儲備體系，保障城市供水安全具有重要現(xiàn)實意義。

關鍵詞：大石橋市；市政水源；地下水；供水潛力；評價

1水源地概況

大石橋市隸屬遼寧省營口市，位于營口市的北部，遼河下游左岸。地處E122°05′至123°00′，N40°19′至40°56′。現(xiàn)轄18個鎮(zhèn)，19個居民委員會，252個行政村，總人口72萬，其中城鎮(zhèn)人口17萬。大石橋市一水源始建于1970年，位于大石橋市金屯辦事處。供水區(qū)域主要是大石橋市城區(qū)及金屯辦事處部分村屯。現(xiàn)有開采井11眼，備用井1眼。配套深井泵房12座，井深60～70m不等，口徑260 mm。日供水量2.06 萬 t。

大石橋市二水源始建于1978年，位于大石橋市橋臺鋪村。供水區(qū)域主要是大石橋市城區(qū)、百寨辦事處及永安鎮(zhèn)部分村屯?，F(xiàn)有開采井11眼，備用井1眼。配套深井泵房12座，井深60～70 m不等，口徑260 mm。日供水量2.18 萬 t。

2水文氣象

全市地處南溫帶亞濕潤區(qū)內(nèi)，屬于北溫帶屬暖溫帶季風氣候，全年光照充足，四季分明，雨量適中，海陸氣候兼有，年平均氣溫在8~9 ℃，1月平均氣溫-10.6 ℃，最低氣溫-30 ℃；7月平均氣溫24.6 ℃，最高氣溫35 ℃。平均日照為2500~2 800 h，無霜期為151~168 d。無霜期175 d左右。

主要河流除西部邊境的大遼河外，境內(nèi)還有勞動河、青天河、大清河(上游)大旱河、淤泥河等27條河流，河流總長度578 km，流域面積532.3 km2。多年平均降雨量為682.3 mm，時空分布不均，多集中在7、8月份，約占年降水量的56%。多年平均徑流量為2.6563 億 m3，折合徑流深164.17 mm。

3水文地質(zhì)條件

3.1　區(qū)域地貌組成

該區(qū)域地貌屬于山前沖洪積盆地近邊緣區(qū)。地表較平坦，標高約15m。地下水的賦存主要受山前沖積扇及古河道的發(fā)育歷史所控制。第四紀地層由黏土和沙礫石組成，總厚度約40m。西南厚度大，東北厚度小，有沖積洪積和殘積物。根據(jù)第四紀地質(zhì)時代不同，地層巖性的不同，將第四紀地層分為3大層次：

1)第1層由第四紀沖洪積黏土組成，主要為灰黃色亞黏土和輕亞黏土及淤泥質(zhì)亞黏土。層底埋深38m，土質(zhì)較純，除淺部含少量淺層滯水外基本不含水，屬良好的隔水層。

2)第2層沖洪積粗砂、礫石組成，以粗砂為主，礫石約占20%，顆粒成分由石英、長石和大理石碎屑組成，磨圓程度較差分選性不好。層底埋深44m，層厚6m，是良好的含水層，富含空隙承壓水、承壓水頭埋深<13m，水質(zhì)良好。

3)第3層由前震旦系大石橋組的白云石大理巖組成，巖石風化較強烈，形成了風化裂隙和基巖裂隙蓄水構造。該層富水性較弱，水質(zhì)良好。

3.2　區(qū)域地貌單元地表組成

該地貌單元地勢寬闊平坦，呈微波狀起伏，略向前緣傾斜，地面坡降1.2‰左右，海拔標高為5～10m，其上有零星分布的集水洼地。地表巖性主要為：①粉質(zhì)黏土；②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土；③下伏有中更新世、晚更新世兩個較大的沖洪積扇，其中：

1)中更新世沖洪積扇分布面積較小，被上覆晚更新世沖洪積所覆蓋，但它們的結構均為從后緣向前緣顆粒逐漸變細，層次變多，厚度變大，而且兩者之間沒有明顯界限。

2)太子河沖積平原分布于本區(qū)的西部及南部，為區(qū)內(nèi)主要地貌單元之一，分布面積144 km2，占該區(qū)總面積的一半以上。

3)該地貌單元地勢平坦開闊，地面坡降較小，多在0.5%左右，稍向南西傾斜，海拔標高多在2～4m，其上洼地、水塘星羅棋布。

4)地表巖性以粉質(zhì)黏土為主，下部為一套厚度較大的河流沖積相沉積，并有海相及三角洲相沉積穿插其中。

5)東部與沖洪積傾斜平原的前緣相接，并與其巖性及地層結構較相近。

3.3　區(qū)域含水層組成

該區(qū)主要含水層為第四系承壓含水層，巖性以細砂、中粗砂含礫石為主。其富水性主要受含水層的顆粒組成、厚度及埋藏條件控制。按其形成條件及地下水類型可將分為兩個區(qū)，即強富水的潛水—微承壓水區(qū)和較強富水的承壓水區(qū)。

3.3.1富強水區(qū)潛水

強富水的潛水—微承壓水區(qū)由第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)的砂類土構成其主要含水層，共由2部分組成：

1)上部為全更新統(tǒng)的中細砂(局部夾黏土透鏡體)含水層，厚2～9m，分布不穩(wěn)定，上覆4～9m左右的粉質(zhì)黏土。

2)下部為上更新統(tǒng)的中粗砂含礫石層，含水層累計厚度約31.5～34m,其間被數(shù)層粉質(zhì)黏土分隔。含水層頂板埋深為30～40m，地下水埋深3～10m。

3.3.2較強富水的承壓水

較強富水的承壓水區(qū)由海城河八里河沖洪積扇前緣的砂類土構成其主要含水巖組。含水巖組分為2部分：

1)上部為全新統(tǒng)的中細砂含水層，局部夾黏土透鏡體，厚10～18m，上覆6～15m左右的粉質(zhì)黏土。

2)下部為上更新統(tǒng)的中粗砂、中細砂含礫石含水層，含水層累計厚度約51～56m,由南向北或由東向西含水層厚度增大，頂板埋深亦循此規(guī)律，由30m增大到55m左右。

3)含水層之間被數(shù)層粉質(zhì)黏土分隔，其分隔層厚度分布不均，為315m。地下水埋深一般為2～9m。

本區(qū)地下水補給主要以基巖裂隙水側向補給為主。地下水的排泄主要以人工開采方式和地下徑流方式進行排泄。

4水源地補給量計算

開采條件下補給量的計算主要有側向地下徑流補給量Q側和越流補給量Q越2個部分，計算公式為：

Q補=Q側+Q越

(1)

式中：Q補為開采條件下的補給量，m3/d；Q側為開采漏斗周邊地下徑流補給量，m3/d；Q越為鄰層(開采層的上層或下層)含水層對開采含水層的越流補給量(m3/d)。

4.1　開采條件下的側向地下徑流補給量Q側

側向地下徑流補給量可采用剖面法利用達西公式計算，計算公式為：

Q側=k×I×B×H

(1)

式中：k為滲透系數(shù)，m/d；I為開采條件下的地下水水力坡度(無量綱)；B為斷面寬度，m；H為含水層平均厚度，m。

表1　開采條件下的側向地下徑流補給量計算表

4.2　越流補給量Q越

越流補給量的計算可根據(jù)開采漏斗的平均水位同承壓水頭(或水位)之差計算，計算公式為：

Q越=K上×F×(H上-hc)/M上

(2)

式中：K上為開采層上部弱透水層的垂直滲透系數(shù)，m/d；H上為開采層上部相鄰含水層的水位，m；hc為開采漏斗的平均水位，m；M上為開采層上部弱透水層的厚度，m；F為開采層開采漏斗的面積，m2。

表2　開采條件下的地下水越流補給量計算表

開采條件下的補給量組成為Q補=Q側+Q越

Q補=1345+1082=2427萬m3/a。

本區(qū)地下水年補給量為2 427 萬 m3，實際年開采量為2 172 萬 m3，可以滿足該區(qū)的供水需求。

5水源地水量安全性評價

地下水源地水量安全性評價采用供水率和開采率兩項指標進行分析、評價。

供水率是表征含水層供水能力的指標，以地下水源地的現(xiàn)狀供水能力/該地下水源地的設計供水能力的比值*100來進行計算。

開采率是表征地下水量保證程度的指標，以地下水源地的實際開采量/該地下水源區(qū)的地下水總補給量*100來進行計算。

表3　地下水源地水量安全評價指數(shù)表

評價指數(shù)1代表水量安全水源地，2代表水量合格水源地，3代表水量不安全水源地，4代表水量不合格水源地。應采用上述2個評價指標中指數(shù)最大的為評價結果。

經(jīng)計算，大石橋市地下水水源評價區(qū)地下水源地的供水率為：

2460/1668×100=147.5%

經(jīng)計算，大石橋市地下水水源評價區(qū)地下水源地的開采率為：

2172/2427×100=89.4%

根據(jù)表3地下水源地安全評價指數(shù)判斷：大石橋市地下水水源評價區(qū)以供水率指標判斷為1屬于水量安全水源地，以開采率指標判斷為2屬于水量合格水源地。

故大石橋市地下水水源評價區(qū)屬于水量安全水源地。

6結語

大石橋市政水源是大石橋市主要供水水源，為保障城市供水安全，利用水源地水文地質(zhì)條件、區(qū)域用水情況和現(xiàn)狀水源地開采量對大石橋市政水源進行安全性評價，對構建城市水資源戰(zhàn)略儲備體系，保障城市供水安全具有重要現(xiàn)實意義。

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[作者簡介]湯玉福(1962-)，男，云南大理人，高級工程師，從事水文水資源管理工作。

[收稿日期]2015-06-28

中圖分類號：P641.8

文獻標識碼：B

文章編號：1007-7596(2015)09-0050-03