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基于熊岳河至沙河区间地下水水源水量安全性探析

2021-07-15杜晓丽

黑龙江水利科技 2021年6期
关键词:水源供水区域

杜晓丽

(渤海工程项目管理有限公司,辽宁 朝阳 122000)

0 引 言

国外对于地下水水源安全评价研究较早,美国1974年的《安全饮用水法》保证了居民的水质量,同时美国环保局利用监测的基础数据和水资源评价相关方法对地下水的安全进行了相关评价。2000年后欧盟颁布《欧盟水框架指令》,目的是保证欧盟境内的水资源得到有效保护。指令要求不仅要保持可用水源,还要保证水源的质量,该框架明确指出了地下水保护的指南,明确了识别和扭转不利的地下水污染趋势,保证地下水源的安全。新西兰为水源监测制定了一个分级框架,制定了地下水源安全评价的纲要文件。国外学者对于地下水源的研究大都集中在大的尺度区域进行的水安全评价研究,但是对于小区域城镇地下水水源安全评价的研究较少。国内学者在20世纪初逐步开始对地下水水源的安全进行分析研究。王丽亚建立北京地下水可持续利用评价模型对北京平原区地下水安全进行了评价,研究成果可以为北京地区水资源规划提供较好的参考依据。王丽红对城市饮用水的地下水源进行了安全评价,研究成地下水的量和质两个方面进行了评价[1-2]。郎连和对大连市地下水资源的可持续利用进行了评价,并结合评价结果进行了优化配置研究。李斌对城市地下水生态环境进行了模拟,并在模拟的基础上进行了供水政策的安全评估[3-4]。刘松对农村地下水水源进行了安全监测,在安全监测的基础上进行了农村饮用水可持续利用评估研究。郝永艳对地下水水循环系统进行了研究,并在此研究基础上进行地下水水源安全评估方法的探讨。杨宗杰对地下水水环境进行了模拟研究,并在模拟研究的基础上,研究了研究区地下水安全情况。孙跃结合数值模型,对地下水进行了数值模拟,从地下水量上对地下水的安全进行了评估[6-8]。闫丽同样采用地下水数值模拟模型对太原地区的地下水进行了数值模拟和不同情景下的安全评估研究。张翼龙研究了地区地下水开采胁迫下对区域地下水的安全影响,采用安全评估体系对地下水安全进行了定量评估和分析[9-10]。李云排对西安城区地下水水动态进行了评价并对地下水源供水政策进行了安全评估。吕德全结合区域地质和地下水源监测数据对区域地下水可持续利用进行了安全评价研究。杜超对地下水进行了评价研究并结合地下水评价研究成果对区域地下水水源的可持续利用进行了安全评估的研究[11-13]。刘志国对区域地下水源进行了中长期预测,并对规划年区域地下水水源的可持续利用情况进行了安全评价研究。王维琦对延吉市地下水水源进行了量和质的评价,并在评价的基础上结合规划用水保障率分析区域地下水水源可持续供水的安全保障情况[14-15]。荆秀艳对地下水水源安全指标体系的构建和方法进行了剖析,并引用实例分析了该地下水安全评价体系和方法的适用性[16]。黄栋对北京地下水水资源的脆弱性进行评价分析,研究结果表明北京地下水资源比较脆弱。刘佩贵对于矿区地下水安全进行了评价分析,研究矿区开采排水对区域地下水用水安全的影响。可见,相比于国外研究学者,国内学者研究的区域大都集中在城镇区域,归纳总结大都是对地下水进行监测,对地下水水量和水质进行了评价,在此基础上构建了地下水水源安全评价指标体系,对区域地下水水源可持续利用的安全性进行了评价。但是在辽宁南部地下水水源安全评价研究较少,为此文章结合营口市地下水水源地水井监测数据,对该区域地下水水源的安全性进行了评价。

1 地下水水源地可持续利用安全评价

据2020年的统计数据显示,城市地下水占供水总量的45%以上。只有营口市东部山区的碧流河流域和大清河上游拥有丰富的地表水资源,大清河中下游河谷平原地下水相对丰富,约占营口市城市地下水供给量的55%,其他地区的城市地下水供给量占城市地下水供给量的45%以上,因而地下水资源对保障城市生活、工业用水和城市经济社会发展具有重要作用。地下水资源是生态环境的重要组成部分,地下水存在于地质介质中,它具有运动缓慢,补给周期相对较长,更新缓慢和自我修复能力差的特点,难以控制和修复受损的地下水系统,近年来,该地区部分地下水的集中和过度开采导致地下水位不断下降和含水层的损失,导致大量机电井报废,然而,由于地下水的不断改造和扩张,部分引发了海水入侵,导致地下水水质不断恶化[17-18]。

2 实 例

熊岳河至沙河地区位于辽宁省营口市南部。研究区主要包括营口市港务局、鲅鱼圈等,前第四纪地层相对简单,鞍山群变质岩和混合岩广泛分布于本区,白垩系望儿山组花岗质砾岩和砾石砂岩仅零星分布于山前冲积洪积平原。中更新世地层出露于山前洪积带,中上更新统地层主要为残积和冲积沉积。其中剩余物主要暴露在倾斜平原的后缘,岩性为含砾、砾石的次黏质地层,冲积洪积物大面积分布,岩性与次黏土、中粗砂、砂砾石互层,厚度在5 - 40m之间变化较大。全新统地层主要为冲积层和冲积洪积层,表面岩性一般为黏度较细的粉砂,厚度0.5-1.5m。平原区大部分地区分布有上更新统冲积层和冲积含水层,岩性为中细砂和砾石,总厚度在10-30m左右,单层厚度在1.5-15m之间,变化较大。富水等级为较丰富区。补给方式主要有大气降水入渗补给、残坡积孔隙含水层地下径流和河道潜流补给;由于地下水埋深度相对大,潜水蒸发量较小,其排放方式主要是人工开采和向下游排泄。该含水层组是区域农、果灌溉及农村生活用水的主要取水层。分布于熊岳河谷阶地和河漫低滩的全新统冲洪积含水层,其上部覆盖0.5-1.5m的亚黏—粉细砂。

2.1 降雨入渗补给量

该区域降雨入渗补给量计算结果见表1。

表1 研究区降水入渗补给量计算表

2.2 侧向补给量

该区域侧向补给量计算结果见表2。

表2 研究区侧向补给量计算表

2.3 灌溉入渗补给量

该区域灌溉入渗补给量计算结果见表3。

表3 研究区灌溉入渗水量计算表

2.4 侧向流出量

该区域灌溉入渗补给量计算结果见表4。

表4 研究区侧向流出量计算表

2.5 总补给量

该区域总补给量计算结果见表5。

表5 研究区总补给量计算表

经计算熊岳河至沙河地区地下水总补给量平均为2385.7万m3,75%频率的地下水总供给量为1978.7万m3,95%频次的地下水总供给量为1586.5万m3,该地区的实际地下水开采量为2273万万m3。

3 地下水源安全评价

通过供水率和开采率对地下水源的水安全进行了分析评价,供水率是含水层供水能力的指标,其计算方法是将当前地下水水源供水能力与设计地下水水源供水能力的比值乘以100,开采率是反映地下水保障程度的一个指标,其计算方法是将地下水源地实际开采量/地下水源地总地下水总补给量乘以100。计算结果见表6。

表6 地下水源地水量安全评价指数表

评价指标A为安全水源,B为合格水源,C为不安全水源,D为不合格水源,在上述两个评价指标中,其评价结果为最大的一个,经计算,地下水源评价区熊岳河至沙河的地下水供水量为1569/1412×100=111.1%。

根据计算结果,得出了熊岳河至沙河地下水源评价区内地下水源的开采率(75%)为1856/1979×100=93.8%。(95%)为1856/1587×100=116.9%。

根据表6中的地下水水源安全评价指标,A为安全水源水量,开采率75%为合格水源水量。95%的D属于不合格水源。

4 结 语

以熊岳河至沙河流域为例,文章对城市地下水源可持续利用的安全性进行了评价,并在此基础上对城市地下水源可持续利用与保护的规划进行了研究。结果表明:在75%保证率和95%保证率下,熊岳河至沙河的地下水水源可采率分别为93.8%和116.9%,经评价为合格水源和不合格水源。

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