李佳潞

（山西福隆水利工程咨询有限公司，山西 太原 030000）

1 项目概况

太原市万柏林区王封乡农业综合服务中心供水项目主要从1995年在区水务局安排下于王封村北打造的王封乡集中供水岩溶深水井取水，王封集中供水站岩溶深水井具体位置为太原市万柏林区王封乡王封村北葫芦角，地面高程1110 m。成井时间为1995年，井深454 m，井径426 m。该深水井现配备水泵1 台，型号为250QJ50-345，额定流量50 m3/h，扬程345 m，电机功率75 kW，目前该井运行良好，出水量稳定，可作为项目生活用水水源。

根据含水介质性质特征，王封井田可划分四大含水岩组，由上至下依次为第四系松散岩类孔隙含水层组，二叠系砂岩裂隙含水层组，石炭系上统太原组砂岩、灰岩裂隙岩溶含水层组，奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组。第四系松散岩类孔隙含水层组仅透水而不含水；二叠系砂岩裂隙含水层组富水性弱、补给条件极差；石炭系上统太原组砂岩、灰岩裂隙岩溶含水层组含水层虽然分布稳定，是矿井直接充水的主要含水层，但岩溶裂隙不发育，侧向径流补给条件差，各地段之间的水力联系较弱，不能形成一个有统一水力联系的含水层，富水性弱。奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组为井田主要含水层组之一，据区域水文资料，该含水层富水性不均，一般以石灰岩最好，与含水层埋藏深度关系密切，埋藏愈浅，岩溶裂隙愈发育，含水愈丰富。故王封乡农业综合服务中心供水项目主要从奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组取水。

2017年10 月太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组整合项目竣工，该项目取水量为14.72 万m3/a，其中生产取水量11.03 万m3/a，职工生活取水量3.69 万m3/a，生产用水全部由矿坑排水来补充，且有富余，生活用水取自王封乡水利管理站岩溶水井。

2 水化学特征

2013年实施生态修复工程以来，王封乡泉域内汾河渗漏段大量地表水下渗补给地下水，使地下水水位得以止降回升，大气降水与河川径流量较上年均有所增加，补给区地下水上升幅度在1.40 m～3.92 m 之间；径流区王封岩溶地下水水位较2012年同期也呈上升趋势，上升幅度为5.89 m，水位标高达882.23 m；补给区、径流区地下水平均上升3.33 m。大量监测资料表明，王封乡泉域岩溶水从补给区到径流排泄区，水温、矿化度、水化学类型等具明显的变化规律。矿化度由0.218 g/L 增至4.5 g/L，水化学类型由HCO3型逐渐过渡为HCO3·SO4型、SO4·HCO3型、SO4型和SO4·Cl 型。沿西边山断裂带，开化沟至晋祠段岩溶水水质明显好于南部，说明该段岩溶水循环交替作用强烈，而南部相对较慢，至交城段基本处于滞流状态。自平泉自流井建成以来，大量释放了岩溶水系统的储存量，加快了该区段岩溶水的水循环，水质明显趋于好转。

3 水质分析

3.1 分析方法

2018年1 月在王封乡11# 新桃园煤矿、13# 宋家山、14#小西铭、15#大虎峪、16#上庄等主要供水水源以及泉域水环境可能受太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组项目影响的10#西山煤电水泥厂、12#王封设置地下水监测点，并在各监测点取水样后送检。地下水采样在2018 和2019年每年1月～3月枯水期、7月～9月丰水期各进行1 次。根据《生活饮用水标准检验方法》（GB/T 5750-2006）进行水样检测以及太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组整合项目建设对地下水水质可能影响的分析与结果判定［1]。根据王封乡地下水特征发展变化趋势，尤其是河口镇区和汾河二库坝下区近三年自备井水质检测结果，以pH、总硬度、氨氮、硝酸盐氮、硫酸盐、高锰酸盐指数、氟化物、溶解性总固体、细菌总数、总大肠菌群、水温等指标进行比较分析。

3.2 监测过程及结果

3.2.1 监测点布置

为保证水质分析结果的全面准确，本次工作还收集到2017年10月太原东山王封煤业有限公司委托的山西省中小企业监测鉴定中心对太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组项目竣工环保验收监测资料以及2014年7月山西省煤炭地质水文勘查研究院所编制的“太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组整合项目对影响评价报告”。在此基础上选取1 处主副井工业场地地下水水质水位监测点（10#西山煤电水泥厂）及6 处地下水水位监测点。各监测点的布设情况见表1。

表1 地下水监测点布设监测结果一览表

3.2.2 监测过程及结果

（1）地下水水质监测情况

本次水质监测在上述各测点共取得7 份水样，2019年枯水期与丰水期各项水质监测指标监测结果见表2～表3。

表2 枯水期地下水质监测结果一览表

表3 丰水期地下水质监测结果一览

10#西山煤电水泥厂、11#新桃园煤矿、12#王封、13#宋家山、14#小西铭、15#大虎峪、16#上庄监测点硫酸盐超标倍数分别为1.7、1.2、1.06、1.68、1.16、1.49、1.3 倍，其余各项监测指标均达到《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）中Ⅲ类水质标准。2019年丰水期与枯水期相比，各监测点pH 值、总硬度、氨氮、硝酸盐氮、高锰酸盐指数、溶解性总固体等含量下降，硫酸盐指标含量上升，细菌总数、总大肠菌群、水温、氟化物含量无明显变化［2]。

10#西山煤电水泥厂主副井工业场地地下水水质水位监测点监测结果与其余6 处地下水水位监测点监测结果相比，各项指标取值并无明显变化和不同，故认为太原东山王封煤业有限公司60 万t/a 矿井兼并重组整合项目的建设对区域地下水水质并无不良影响；此外，王封乡集中供水站岩溶深水井地下水水质相对良好，也未明显受到工业和农业污染影响，浅层水水质均未超标。硫酸盐超标的主要原因在于地层岩性的影响，局部区域奥陶系灰岩岩溶水径流较滞缓，与可溶灰岩岩层接触时间较长，水中溶解矿物质较多，呈现硫酸盐局部超标的现象。

依据对王封乡供水井水质化验结果，水化学类型为SO4·HCO3－Ca·Mg 型，岩溶地下水除硫酸盐超标外，其他各项监测指标均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）标准，处理后方可饮用。

（2）地下水与地表水混合水质监测情况

结合GB/T 5750-2006 等相关规范及调查结果可知，太原市万柏林区王封乡地表水与地下水相比，无机盐含量较低，所以，出于提升供水水质并充分利用供水区域地下水与地表水资源的目的，本文还进行了地面水与地下水混合水水质监测与评价。为简化评价过程，仅选取总硬度、氯化物、氟化物、耗氧量、硫酸盐、溶解性总固体等具有代表性的水质指标，具体结果见表4。

表4 地面水、地下水、混合水水质监测结果

根据表4 调查分析结果可以看出，将太原市万柏林区王封乡地表水与地下水混合后能有效降低原地下水中总硬度、硫酸盐、高锰酸盐指数、溶解性总固体等的浓度，使区域内地下水供水水质得到一定程度的改善。

4 结论

根据本文监测及分析结果可以看出，太原市万柏林区王封乡农业综合服务中心供水项目主要从项目区奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组取水，地下水水质除硫酸盐含量明显超标外，其余各项监测指标均达到《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）中Ⅲ类水质标准。出于保护地下水水资源的目的，本文还进行了项目区地表水与地下水混合水水质情况的监测与分析，结果表明，太原市万柏林区王封乡地表水与地下水混合后能原地下水中总硬度、硫酸盐、高锰酸盐指数、溶解性总固体等浓度显著降低，区域内供水水质得到有效改善。为此，笔者建议，太原市万柏林区王封乡农业综合服务中心供水项目可以考虑实施地表水与地下水混合供水措施。