張 欣,周茂飛,王龍成
(山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276006)
平邑縣城北第三水廠是以地下水為取水水源的城市供水工程,水源地位于平邑北約3.0 km處的龐居莊及平邑東10.0 km處的溫水一帶,設(shè)計(jì)取水量1.95萬m3/d,占平邑縣多年平均地下水資源量14 469萬m3的4.92%,取水對(duì)區(qū)域水資源、區(qū)域內(nèi)其他用水戶影響較小。通過對(duì)取水水源的可靠性與可行性分析,詳細(xì)論證了項(xiàng)目的取水水源及取水影響范圍,并提出了地下水水源地保護(hù)措施。
平邑縣位于山東省東南部,東西最大橫距47.35 km,南北最大縱距66.75 km,總面積1 825 km2。全境地勢(shì)南北高,中間低,略向東南傾斜。平邑縣主干河流2條,為浚河和溫涼河;支干河流126條,其中10.0 km以上的沂河水系三、四級(jí)支流30條。全縣共建有大型水庫1座,中型水庫6座,小型水庫144座,總庫容35 659萬m3;塘壩714座,庫容3 819萬m3。
本次以較為完整和相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元所涉及的范圍為工作區(qū)范圍。北起流莊——顓臾——溫水,南至牛山——流峪,西自平邑邊界,東到銅石——張里,面積約256 km2。
該區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件主要受地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文氣象等因素的控制,補(bǔ)給來源主要為大氣降水及地表水體,以具有水交替循環(huán)較快,徑流途徑較短為基本運(yùn)動(dòng)特征。夏季降水充沛及河水位的抬高為地下水的主要補(bǔ)給期,冬季降水量減少故補(bǔ)給量也小。其排泄方式除人工開采外,多以徑流的形式排入河道,或以泉的形式涌出。本次采用“比擬法”和“布井法”計(jì)算地下水可采量,采用“水均衡法”及“可開采系數(shù)法”計(jì)算分析范圍內(nèi)地下水資源和地下水可開采量,論證水源地可開采量的保證程度,并預(yù)測在開采條件下地下水位的動(dòng)態(tài)變化等。
論證區(qū)的龐居莊及溫水富水區(qū)與費(fèi)縣姚河——古城富水區(qū)為同一水文地質(zhì)單元,含水巖性均為奧陶系灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r,巖溶發(fā)育程度及含水層富水性相似,補(bǔ)給條件相同,同為徑流排泄區(qū)。因此,用龐居費(fèi)縣姚河——古城富水區(qū)的富水性對(duì)論證區(qū)進(jìn)行資源量比擬。根據(jù)姚河——古城富水區(qū)段的資料計(jì)算得單位開采資源量為5 200 m3/d·km2,論證區(qū)龐居莊、溫水兩富水區(qū)段的面積分別為3.0 km2和6.0 km2,所以,本次論證區(qū)兩富水區(qū)段的地下水可開采量分別為15 600 m3/d和31 200 m3/d。
論證區(qū)位于平邑北部的龐居莊及平邑東部的溫水一帶,在兩段分別選擇了兩個(gè)抽水試驗(yàn)孔的資料見表1,采用了承壓水無觀測孔完整井計(jì)算公式,分別計(jì)算了影響半徑R值。
表1 鉆孔及抽水試驗(yàn)成果表
經(jīng)計(jì)算,龐居莊鉆孔及溫水西純莊鉆孔抽水時(shí)的影響半徑分別為416 m和168 m。
論證區(qū)屬裂隙巖溶水富水區(qū),也是地下水的徑流排泄區(qū),按照計(jì)算的影響半徑,沿?cái)嗔褞Щ蚺判箙^(qū)在龐居莊以西布設(shè)開采井10眼,設(shè)計(jì)水位深29.0 m,單井涌水量1 673 m3/d,設(shè)計(jì)地下水可開采量為16 730 m3/d;在溫水富水地段布設(shè)開采井12眼,設(shè)計(jì)水位深12.0 m,單井涌水量2 784 m3/d,設(shè)計(jì)地下水可開采量為33 408 m3/d。
綜上兩種方法,所計(jì)算的地下水可開采量接近,取其平均值,龐居莊及溫水兩富水地段地下水可開采量分別為16 165 m3/d和32 304 m3/d,減去現(xiàn)狀開采量龐居莊4 386 m3/d,溫水11 452 m3/d,故在現(xiàn)狀開采條件下,論證區(qū)龐居莊、溫水富水地段地下水允許開采量分別為11 779 m3/d和20 852 m3/d。
根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,區(qū)內(nèi)水資源計(jì)算采用“水均衡法”,根據(jù)水量均衡原理建立多年水均衡方程,即Q補(bǔ)≈Q排,計(jì)算過程(略)。計(jì)算可知,工作區(qū)范圍內(nèi)多年平均補(bǔ)給量為126 778.1 m3/d;排泄量為123 112.6 m3/d。從而可看出補(bǔ)、排關(guān)系較好,相對(duì)平衡差小于5%,說明計(jì)算結(jié)果比較可靠。因而可以用多年平均補(bǔ)給量確定地下水資源量見表2。
表2 各項(xiàng)補(bǔ)給量計(jì)算表 m3/d
用“可開采系數(shù)法”計(jì)算地下水可開采量。計(jì)算過程(略)。經(jīng)計(jì)算,工作區(qū)范圍內(nèi)多年平均地下水可開采量為95 083.6 m3/d,減去地下水現(xiàn)狀開采量35 095.9 m3/d,多年平均地下水允許開采量為59 987.7 m3/d。
本次地下水資源計(jì)算在搜集富水區(qū)段的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,通過實(shí)地調(diào)查、水質(zhì)化驗(yàn)等手段,采用多種計(jì)算方法確定,計(jì)算結(jié)果符合客觀實(shí)際,允許開采量較為可靠。能滿足設(shè)計(jì)開采量19 500 m3/d的要求,取水量是可靠可行的。
項(xiàng)目取用地下水對(duì)平邑縣區(qū)域水資源影響較小,在調(diào)算時(shí)考慮了取水范圍內(nèi)生態(tài)用水最低限制水位,對(duì)取水范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境一般不會(huì)造成影響,對(duì)區(qū)域整體的水資源影響也不大,且項(xiàng)目區(qū)河段內(nèi)無敏感的珍稀水生保護(hù)生物,對(duì)水生態(tài)影響較小,項(xiàng)目取用地下水取水合理。
項(xiàng)目退水主要為廠區(qū)內(nèi)和供水范圍內(nèi)居民產(chǎn)生的生活污水,經(jīng)市政污水管網(wǎng)排入平邑縣污水處理廠,對(duì)水功能區(qū)影響較小,對(duì)第三者取用水影響較小。
根據(jù)論證區(qū)地下水資源的評(píng)價(jià)結(jié)果,建議龐居莊、溫水兩富水地段的地下水開采應(yīng)分別控制在10 000 m3/d和20 000 m3/d以內(nèi)。項(xiàng)目開采地下水不會(huì)對(duì)區(qū)域開采條件產(chǎn)生較大變化,正常年份取水對(duì)周圍工農(nóng)業(yè)及生活用水影響較小,但在枯水年份,預(yù)測最大水位降深龐居莊及溫水分別為29.0 m和12.0 m,對(duì)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)及生活用水有一定的影響。開采711.75萬m3/a地下水既能開采出來,又有補(bǔ)給保證。
依據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)水文地質(zhì)條件,地下水設(shè)計(jì)開采范圍應(yīng)重點(diǎn)放在龐居莊以西和溫水一帶,設(shè)計(jì)井深180~250 m,具體孔深視裂隙巖溶發(fā)育深度而定。建議龐居莊以西打井6~8眼,溫水一帶4~5眼(包括備用井),井孔位置的確定,應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場勘查,并根據(jù)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件采用物探手段具體確定。
[1]中華人民共和國水利部.(SL/Z322-2005),建設(shè)項(xiàng)目水資源論證導(dǎo)則(試行)[S].2005.
[2]山東省水文水資源勘測局.山東省水資源保護(hù)規(guī)劃報(bào)告[R].2006,9.