某項(xiàng)目水資源論證取水方案的合理性分析

呂 巖

(黑龍江省佳木斯水文局，黑龍江 佳木斯 154002)

某項(xiàng)目水資源論證取水方案的合理性分析

呂 巖

(黑龍江省佳木斯水文局，黑龍江 佳木斯 154002)

樺川縣“節(jié)水增糧行動(dòng)”是黑龍江省為推進(jìn)千億斤糧食產(chǎn)能工程，保障全省糧食安全所采取的有力舉措，全省水利系統(tǒng)為此開展了大量卓有成效的行動(dòng)和積極探索。擬建干擾系數(shù)，分別對(duì)本項(xiàng)目4個(gè)論證區(qū)的4個(gè)代表性預(yù)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行開采后地下水位恢復(fù)預(yù)測(cè)。通過分析論證，說明水源地地下水補(bǔ)給條件好，補(bǔ)給量充沛，滿足新建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)取水需要。

干擾系數(shù)；預(yù)測(cè)；單井控制面積；論證區(qū)

1 擬建水源地群井抽水干擾系數(shù)

根據(jù)《供水水文地質(zhì)手冊(cè)》第三冊(cè)中計(jì)算干擾系數(shù)公式，對(duì)擬建水源地群中8眼預(yù)測(cè)井點(diǎn)進(jìn)行干擾系數(shù)的計(jì)算。

計(jì)算公式為：

(1)

在水源區(qū)內(nèi)應(yīng)用勢(shì)迭加法對(duì)其水量進(jìn)行計(jì)算，采用潛水完整干擾井公式：

(2)

2 灌溉水源井水位恢復(fù)

由于灌溉片區(qū)地下水開采屬于階段性開采，主要集中在旱田作物生育期的5—8月的33d內(nèi)，其中6—8月進(jìn)入豐水季節(jié)，是地下水集中補(bǔ)給期，9月至翌年5月為地下水恢復(fù)期，現(xiàn)分別對(duì)本項(xiàng)目4個(gè)論證區(qū)的4個(gè)代表性預(yù)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行開采后地下水位恢復(fù)預(yù)測(cè)[1]。

中心水位恢復(fù)按下式計(jì)算：

(3)

式中：tp為灌溉期抽水持續(xù)時(shí)間；t為水位恢復(fù)延續(xù)時(shí)間；Q為單井日取水量；T為導(dǎo)水系數(shù)。計(jì)算結(jié)果見表2。

表1 預(yù)測(cè)點(diǎn)干擾系數(shù)計(jì)算成果表

表2 論證區(qū)地下水位恢復(fù)時(shí)間計(jì)算成果表

3 單井控制面積及井?dāng)?shù)確定

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水文地質(zhì)條件及《機(jī)井技術(shù)規(guī)范》SL256-2000的技術(shù)要求，確定項(xiàng)目區(qū)單井控制面積及布置井?dāng)?shù)合理性，計(jì)算公式為：

(4)

式中：F0為單井控制灌溉面積，hm2；Q為單井出水量，m3/h；t3為灌溉期間每天開機(jī)時(shí)間，h；T2為每次輪灌期的天數(shù)，d；η為灌溉水利用系數(shù)，取η=0.9；η1為干擾抽水的水量削減系數(shù)；m2為每hm2每次綜合平均灌溉定額，m3/hm2，噴灌取21.67m3/hm2。

經(jīng)計(jì)算各項(xiàng)目片區(qū)單井控制面積見表3。

表3 各項(xiàng)目區(qū)單井控制面積計(jì)算成果表

根據(jù)對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)單井控制面積的計(jì)算分析，本工程各項(xiàng)目區(qū)內(nèi)單井控制面積均符合各項(xiàng)目區(qū)所在地水文地質(zhì)條件，其中日需水量大的中心支軸式噴灌布置在富水性為3000～5000m3/d的地區(qū)，日需水量小的絞盤式和移動(dòng)式噴灌布置在富水性一般的區(qū)域，因此水源井的區(qū)域布置是合理的。

項(xiàng)目區(qū)水源地井間距為300～500m，根據(jù)預(yù)測(cè)連續(xù)開采33d影響范圍為161.9～305.5m，大部分開采井間距<井間距的2倍，同時(shí)根據(jù)井群開采井干擾系數(shù)的計(jì)算分析，4個(gè)論證區(qū)內(nèi)干擾系數(shù)為0.8%～10.48%，符合相關(guān)的要求。

根據(jù)對(duì)4個(gè)論證區(qū)開采井中心地下水位恢復(fù)時(shí)間的計(jì)算分析，水位恢復(fù)至灌區(qū)開采前90%情況下，論證區(qū)1～論證區(qū)4分別需要139d、33d、3d及5d，如停止開采后至次年4月末，即下一年開采前，論證3區(qū)、4區(qū)基本上恢復(fù)至上年開采前的地下水位埋深水平，論證1區(qū)、2區(qū)產(chǎn)生的地下水位附加降深也恢復(fù)98%以上。如遇到豐、平水年預(yù)計(jì)中心水位恢復(fù)時(shí)間將縮短，因此項(xiàng)目區(qū)水源地井位及井?dāng)?shù)布設(shè)合理[2]。

4 取水可靠性與可行性分析

4.1 水源地條件

新打的水源井位于松花江沖積平原上，地勢(shì)由山前臺(tái)地向河漫灘傾斜，變化較大，含水層主要由粉細(xì)砂、中粗砂、砂礫石或砂卵石組成，其間賦存砂礫石孔隙潛水[3]。

水源地為富水性較好，單井涌水量在3000～5000m3/d，局部四馬架附近單井涌水量<500m3/d，地下水位埋藏淺，一般<7m，上覆亞黏土或亞砂土層，易于接受大氣降水和地表水的補(bǔ)給，開發(fā)利用條件優(yōu)良。地下水水化學(xué)類型以重碳酸—鈣鎂和重碳酸—鈣鈉型為主，可滿足集中開采的供水水源要求。項(xiàng)目區(qū)附近基本沒有大的地下水用水戶，通過對(duì)論證區(qū)內(nèi)新建開采井連續(xù)開采33d地下水位降深預(yù)測(cè)，最大降深分布于論證1區(qū)為6.86m，該區(qū)平均水位降深6.73m，其它3個(gè)論證區(qū)降深均≤1.50m，整個(gè)區(qū)域平均水位降深2.28m，第四系含水層厚度在40m以上，平均降深不超過含水層的1/10，對(duì)區(qū)域地下水影響較小，且地下水具有以豐補(bǔ)欠的功能，根據(jù)對(duì)井群中心連續(xù)開采33d后水位恢復(fù)過程的預(yù)測(cè)，至第二年4月末論證1區(qū)井群中心附加降深0.12m，而論證2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)井群中心附加降深基本為零，就是地下水位基本恢復(fù)原來狀態(tài)。

同時(shí)根據(jù)對(duì)新建水源井連續(xù)開采33d后的影響范圍預(yù)測(cè)，推算出最大的影響半徑為305.5m，位于片區(qū)1，平均影響半徑為234.6m，該片區(qū)井間距布設(shè)為500m，接近預(yù)測(cè)影響半徑的2倍，因此項(xiàng)目區(qū)水源地井間距布設(shè)合理。因此，新建工程水源地具備滿足設(shè)計(jì)取水的條件[4]。

4.2 地下水資源保證程度

4.2.1 地下水補(bǔ)給資源

根據(jù)論證區(qū)地下水資源評(píng)價(jià)，論證區(qū)多年平均地下水補(bǔ)給量為3137.43×104m3。其中大氣降水入滲補(bǔ)給量為2042.56×104m3，占地下水總補(bǔ)給量的65.1%；側(cè)向徑流補(bǔ)給量為1094.87×104m3，占地下水總補(bǔ)給量的34.9%，天然情況下區(qū)域地下水補(bǔ)給條件較好。

4.2.2 地下水可開采資源

論證區(qū)多年平均地下水可開采量為2728.58×104m3，90%保證率可開采量為2069.67×104m3。現(xiàn)狀條件下考慮新建項(xiàng)目和其他用水戶取水時(shí)，2010年和2015年地下水在多年平均和90%保證率下，論證區(qū)可開采量均都能滿足取水要求。

新建項(xiàng)目取水量占論證區(qū)90%保證率可開采量的29.7%，4個(gè)論證區(qū)中只有1區(qū)所占比重超過80%，其余均沒超過50%?？梢钥闯稣撟C區(qū)的可供水量均能滿足設(shè)計(jì)的節(jié)水灌溉項(xiàng)目所需取水量，保證程度較高。

根據(jù)以上幾方面的分析論證，說明水源地地下水補(bǔ)給條件好，補(bǔ)給量充沛，論證區(qū)內(nèi)在現(xiàn)狀及規(guī)劃用水條件下，即使P=90%特枯年份，由于地下水具有以豐補(bǔ)欠的特性，仍能達(dá)到采補(bǔ)基本平衡，滿足新建項(xiàng)目的設(shè)計(jì)取水需要。

在連續(xù)開采33d地下水位降深預(yù)測(cè)，平均水位降深2.28m，平均降深不超過含水層的1/10，且至第二年4月末除了論證1區(qū)水位照比開采初期略有下降外，其余論證區(qū)均回到原來的水平，對(duì)區(qū)域地下水沒有影響，同時(shí)也不會(huì)對(duì)其它用水戶產(chǎn)生較大影響。因此，新建項(xiàng)目取水是有保障的，也是可行的。

[1]佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.樺川縣“節(jié)水增糧行動(dòng)”2012年實(shí)施方案報(bào)告[R].佳木斯：佳木斯市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2012.

[2]黑龍江省節(jié)水增糧行動(dòng)聯(lián)席會(huì)議辦公室.黑龍江：高起點(diǎn)高標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)“節(jié)水增糧行動(dòng)”[J].中國財(cái)政，2013(05)：24-25.

[3]張可巍.綏化市節(jié)水增糧項(xiàng)目的管理方式[J].黑龍江水利科技，2013,41(01)：105-107.

[4]李芳菲.黑龍江省“節(jié)水增糧行動(dòng)”運(yùn)行管理分析[J].黑龍江水利科技，2013,41(08)：187-189.

1007-7596(2014)01-0232-03

2013-8-14

呂巖(1982-)，女，山東萊陽人，工程師。

TV211.1

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