張成福

【摘要】近年來，隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施和榆林“三個轉化”戰(zhàn)略的推進，榆林市的經濟發(fā)展速度已居陜西省首位。隨著榆林國家級能源化工基地建設的步伐加快，榆林城區(qū)規(guī)模的不斷擴大，城區(qū)人口的急劇增加，以及許多國家級大項目的落戶，使得榆林市區(qū)缺水問題日趨嚴重，缺水已成為制約地區(qū)發(fā)展的瓶頸。紅石峽供水站二期水源工程的實施，可以向榆林城區(qū)供水3.0×104m3/d，緩減榆林市區(qū)供水緊缺現(xiàn)象。

【關鍵詞】水源；取水井；供水；持續(xù)性

榆林市地處陜北能源化工基地的中心地帶，是能源基地建設和相關工礦區(qū)建設最佳地，隨著地區(qū)的開發(fā)和城市建設規(guī)模的迅猛發(fā)展，城區(qū)用水量日益增大，現(xiàn)階段的供水能力已經不能滿足日益增長的需求。

一、工程概況

本項目水源工程布置在榆溪河西岸，南起紅石峽水庫南端，北至謝家洼榆溪河道路，全長2880m。占地面積65畝。本工程包括水源工程、加壓泵站工程、輸變電工程、道路工程。（1）水源工程包括機井工程和集水管道工程。機井沿榆溪河古河槽單排布設，井距150m，可布置16眼井，另外在加壓泵站周圍榆溪河北岸布置4眼井（井距150m），各井配潛水泵抽水，并建井房設施，其中安裝配電柜和控制閥門；加壓泵站和上水管道工程，泵站建于紅石峽水庫尾西岸，集水管道匯合處，站址用地面積5000m2，包括蓄水池、機房及設備安裝、辦公生活房屋及配套工程；輸變電工程，從紅石峽水庫南的10KV線路T接，由3臺容量為160KVA、100KVA、500KVA變壓器分別為水源供水設備輸電；道路工程，沿井布設方向修建一條瀝青混凝土路，入口為紅石峽水庫南岸榆林至小紀汗方向公路處，出口為謝家洼村級道路。

二、水源選擇

紅石峽供水站水源地處榆林榆陽區(qū)牛家梁鎮(zhèn)于毛烏素沙漠南緣與陜北黃土高原接壤地帶，主要由沙漠、河谷以及沙蓋黃土梁崗地形成。總體地勢東西兩側高，中間低，地理坐標，東徑108。56`至110。24`，北緯37。49`至38。30`。東西兩側海拔高程1110-1140m，河谷內寬緩平坦，海拔高程1090-1110m，紅石峽水庫為本區(qū)最低點海拔高程1089.5m。區(qū)域內地表大部分被第四系松散堆集物覆蓋，其中榆溪河西岸全部為風沙地貌，沙丘連綿起伏，以沙蒿、沙柳、踏郎為主的沙生植物覆蓋地表，沙丘基本被固定，榆溪河東岸為黃土梁崗或蓋沙地貌，為榆林市城區(qū)重點風沙治理區(qū)，榆溪河兩岸河谷地帶是當?shù)刂饕r業(yè)生產區(qū)。水源地大面積為上更新流和全新流砂區(qū)，地下水的循環(huán)交替條件好，地下水水化學類型簡單，根據水質分析資料，均為HCO3、-Ca++型和HCO3、Ca++、Na+型水，礦化度0.23-0.42g/L，總硬度介于100.11-355.32mg/L之間，NO3- 含量都小于5mg/L，根據《生活飲用水標準》GB-5749對榆疾控水檢（2006）第127號水質檢測報告進行評價，其各項指標均符合國家標準，故本工程設計采用該水源為水源點。

三、取水方式

由于紅石峽二期水源工程地處榆陽區(qū)牛家梁水源地內含水層厚度嚴格受古地形控制，在古溝槽中心，含水層厚度大向兩側變薄。榆溪河東部含水層厚度為10-50m，榆溪河西部含水層厚度為20-80m，最厚處超過了80m。古河槽寬2-3km，縱向上呈條帶狀展開，厚度變化不大，在50-80m之間。含水層富水特征如下：水量較豐富區(qū)是沿水庫和榆溪河呈條帶狀分布，當抽水降深15.75-11.27m時涌水量為1070.65-1054.48m3/d，統(tǒng)一降深涌水量為1819.67-2400.95 m3/d；水量中等地區(qū)在榆溪河東西兩側均有分布，以西主要是分布于沙漠區(qū)，以東分布于漫灘的中后緣地帶，由于含水層厚度薄，故單井涌水量小于100 m3/d。綜上所述，紅石峽二期水源工程的取水點應當設在沿水庫和榆溪河呈帶狀分布區(qū)域內。取水采用深井取水方式，沿榆溪河古槽從南向北連續(xù)布單排開采井，井間距150m，井深80-120m，井直徑30cm，單井平均開采量1550 m3/d，布20眼井，總開采量31000 m3/d。單井中安裝潛水水泵抽取地下水通過管道集中到加壓水池內，再由加壓泵站內的離心泵輸送至配水廠。

四、工程可開采水資源可持續(xù)性

紅石峽供水站水源地可開采水資源時，大氣降入滲入量取保證率95%（特枯年）值，榆溪河做為一類定水頭邊界處理。（該過界水位為枯水期流測水位），水量基本均衡，降深也在允許范圍內。由于降水滲入補給量及側向地下經流補給量約為2.9×104 m3/d，開采資源中的一大部分需襲奪地表水，故榆溪河流量及水位直接影響地下水資源可開采資源。

據地質礦產部地質工程勘察院在水源地謝家洼處榆溪河流量觀測表明，多年平均流量為5.046 m3/s，最枯值出現(xiàn)在1993年6月，其值為1.58 m3/ s，即13.66×104 m3/d，最大值1993年1月為77.31×104 m3/d。在每年的5-8月為農業(yè)灌溉用水高峰期，用于農灌以及上流水庫蓄水量導致榆溪河流量減少，在枯水季節(jié)期間流量反而變大，可以滿足枯水期開采地下水對地表水滲補給需求。

農灌高峰期為豐水季節(jié)，榆溪河流量波動較大，在流量較小時可動用部分儲存量，據前計算結果，計算該區(qū)地下水儲存量為3.93×108 m3，合水層平均厚度為55 m，單位降深所消耗的儲存量約為6.61×106 m3。在開采狀態(tài)下，開采井影響范圍約占計算區(qū)面積的70%，即28.8km2，單位降深所消耗的儲存量約為4.13×106m3，即開采影響區(qū)水位平均下降1m，開采量可達到8.5×104 m3/d。所消耗的儲存量可在榆溪河流量增大時得到補償。另外該季節(jié)水田灌溉會有部分滲入，其面積近1000畝，在灌溉期內，水源地開采區(qū)內地下水每天可獲得3000 m3/d的補給量。本次開采區(qū)域較小，規(guī)模按3×104 m3/d設計，不含產生大面積的超采，小范圍超采造成的地下水位降低完全可由地表水得到補充。本次紅石峽供水站二期水源工程向城區(qū)供水量完全是有保證的。

五、地下水天然補給量與儲存量計算

本次認證地下水資源評價依據地礦部地質工程勘查院1995年12月編制的《勘探報告》。本次勘查區(qū)域位于榆林市以北的榆溪河河谷中，其范圍北至廟咀，南至紅石峽水庫南岸兩側，區(qū)域面積97.5km2。

勘探區(qū)內地下水主要來源于大氣降水入滲補給及西部沙漠灘地區(qū)地下水側向徑流補給另外沿榆溪河兩岸分布有水田約3500畝，每年的4—10月份為水稻生長期，灌溉水入滲補給為該水源地的季節(jié)性補給。

（一）、天然補給量

1、大氣降水入滲補給量按下式計算：

Qr=a·X·F/365

式中：Qr—降水入滲補給量（m3/d）；

a—降水入滲系數(shù)；

X—年有效降水量（m）

F—補給面積（m2）

據榆林氣象站1961年-1994年34年降水資料，多年平均降水量402.1mm，典型年降水量頻率分析結果見表4-1，計算降水入滲補給量時，降水量取理論率值，有效降水量取該值的90%，降水入滲系數(shù)a取0.40，補給面積為97.3km2，大氣降水入滲補給量計算。

（二）、側向地下徑流補給量

水源地東部邊界為相對隔水邊界，除少數(shù)支溝外基本沒有境外地下水徑流補給，在西側存在地下水向水源地的側向徑流補給，且為水源地地下水比較穩(wěn)定的補給源之一。

水源地西部邊界地下水徑流補給長度為13.6km，且含水平均厚度45m，水力坡度由地下水水位等值線圖上量得其平均值為10.98‰，滲透系數(shù)取數(shù)值模擬結果沙漠灘地區(qū)K值2.7m/d，故地下水側向徑流補給量為：

Q補給=KTHL

=2.70×0.01089×45×13.6×103

=1.799×104（m3/d ）

（三）、地下水儲存量

第四系松散層潛水儲存量計算公式為

Qc=u·F·Hp

式中：Qc—儲存量

u—給水度

F—含水層分布面積（m2）

Hp—含水層平均厚度（m）。

上式中給水度u值鄧三組干擾抽水試驗給水度平均值0.15，含水層分布面積F全區(qū)為面積為97.3km2。以榆溪河為界，西區(qū)面積為41.1 km2，東區(qū)面積為56.2 km2， 含水層厚度取其勘探區(qū)內三務垂直于榆溪河的水文地質剖面圖上含水層的平均厚度，西區(qū)為55m，東區(qū)為35m，計算結果勘探區(qū)地下水儲存量西區(qū)為3.39×108m3東區(qū)為2.95×108m3，全區(qū)地下水儲存量為6.34×108m3。

6、結語

本工程自2006年7月竣工以來，已安全運行9年有余，解決了榆林市城區(qū)40萬人生活用水需求量的80%，極大的緩解了城市供水緊缺情況。通過幾年的運行管理，對各取水井定期進行動水位、靜水位的測量工作，滿足了正常的供水需求。

榆陽區(qū)紅石峽供水站二期水源工程，在近年來的實踐運行中，根據相關規(guī)定，加強對水源地保護工作，對保護區(qū)內進行了劃界之標。設立了“三區(qū)”保護標志牌，12塊警示牌，300根保護界樁，6000米一級水域圍攔網，通過這些措施的落實，更好的使該工程為榆林市的建設發(fā)展做出持續(xù)的貢獻。