李月明 朱應(yīng)杰

萊蕪市羊里水源地補(bǔ)源方案比選

李月明 朱應(yīng)杰

羊里水源地是萊蕪市的大型水源地，評價(jià)儲量為6萬m3/d，位于萊城西北20km處，其范圍北起羊山子，南至匯河，東起城子縣村東的匯河，西和寨里鎮(zhèn)接壤。地形上為東北—西南微傾斜的山前平原。含水層為中細(xì)砂、中粗砂及卵礫石，系第四系孔隙水，除為魯中冶金礦山公司供水外，還為萊城電廠、當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)生活及工農(nóng)業(yè)供水。近幾年降水偏少，地下水的補(bǔ)給條件發(fā)生了顯著變化，加之工農(nóng)業(yè)用水量加大，導(dǎo)致地下水的過量開采，造成了以張礦13眼工業(yè)井為中心的較大面積的地下水降斗區(qū)。為了緩解工農(nóng)業(yè)用水矛盾，保護(hù)水源地，采取了回灌補(bǔ)源措施，收到了良好的補(bǔ)源效果。

一、回灌補(bǔ)源的條件和原因

羊里水源地內(nèi)有工業(yè)井13眼，農(nóng)用機(jī)井140眼，由于長期干旱和超采地下水，地下水位逐年下降，截至2014年地下水平均下降了4.96～5.52m，比限制開采水位降深3.68m多降了1.84m，特別是工業(yè)井開采區(qū)，出現(xiàn)了較大范圍的地下水降斗區(qū)，其范圍北起雪野灌區(qū)羊山子管理站以南，南至大增村北營子一線，東起城子縣村東的匯河，西至院上、倉上，面積9km2，最低水位達(dá)到了178.82m，水位下降了7.71m。13眼工業(yè)井中有7眼不能抽水，農(nóng)用機(jī)井有27眼抽不上水，工農(nóng)業(yè)用水矛盾更加突出。因此，對羊里水源地采取補(bǔ)源措施是十分必要的。

在羊里水源地的上游，雪野水庫放出的水有200萬m3，可用于補(bǔ)源，具備了補(bǔ)源的水源條件。

二、回灌補(bǔ)源的可行性分析

從羊里水源地的水文地質(zhì)條件入手，以有關(guān)實(shí)測資料為依據(jù)，全面系統(tǒng)地分析各種回灌補(bǔ)源方案的可行性。

1.良好的儲水條件

水源地內(nèi)含水層為第四系沖積、沖積—洪積物的中細(xì)砂及中粗砂夾河卵石，含水層為兩層，兩層之間以厚度為2～7m的砂質(zhì)粘土或粘質(zhì)砂土為相對隔水層，在下層含水層的底部為砂巖及泥質(zhì)頁巖做隔水底板，該水源地具有良好的儲水條件，為實(shí)施補(bǔ)源提供了良好的儲水空間。

2.具有接受垂向補(bǔ)給的條件

水源地的兩個含水層在一定程度上形成了相對隔水層，但相對隔水層仍具有一定的滲透能力。上層覆蓋的砂質(zhì)粘土或粘質(zhì)砂土的滲透性能，由羊里水源地渠水位—地下水位關(guān)系圖（圖略）上得到驗(yàn)證，當(dāng)水源地每次地面灌溉后，地下水位上升0.3～0.6m。下層覆蓋的砂質(zhì)粘土或粘質(zhì)砂土的滲透性能，兩含水層具有同一水位就是例證。它不僅反映了兩含水層的水力聯(lián)系，而且也反映了兩含水層之間的相對隔水層的滲透性能，因此羊里水源地具有接受垂向補(bǔ)給的條件，這為地面灌溉回灌補(bǔ)源提供了依據(jù)。

3.具有接受側(cè)向補(bǔ)給的條件

羊里水源地的側(cè)向補(bǔ)給以匯河為主，匯河在水源地東北的山口村出山后，自北而南至成子縣附近折向東南，至增家莊附近又以90°折向西流，形成“鉤”形，水源地被鑲嵌在鉤形內(nèi)。水源地的兩個含水層與現(xiàn)代河床砂層連通，所以匯河對控制羊里水源地的水文地質(zhì)條件起了主導(dǎo)作用，這在羊里水源地城子縣北的河水與地下水關(guān)系實(shí)測縱剖面圖（圖略）得到了驗(yàn)證。水源地上游雪野水庫的壩基滲漏，對水源地的側(cè)滲補(bǔ)給起了很好的調(diào)劑作用，匯河由季節(jié)性河流成為常年河流，僅在特枯年河床斷流，失去補(bǔ)給條件。另外，雪野灌區(qū)西干渠從水源地北邊穿過，干渠輸水滲漏對水源地也有一定補(bǔ)給?？傊?，羊里水源地具有接受側(cè)向補(bǔ)給的良好條件，這為庫水入河對羊里水源地補(bǔ)源提供了依據(jù)。

三、補(bǔ)源方案的分析選擇

1.用地面灌溉補(bǔ)源方案

為兼顧工農(nóng)業(yè)用水，緩解工農(nóng)業(yè)爭水矛盾，可考慮水源地降斗區(qū)范圍內(nèi)9km2的10000畝小麥實(shí)行地面灌溉，農(nóng)業(yè)用水暫不用地下水，地下水只供工業(yè)用水。

優(yōu)點(diǎn)：工農(nóng)業(yè)用水分別用地下水和地上水，避免了同時抽取地下水的相互抽水影響；灌溉后，灌溉水量的13.8%可轉(zhuǎn)化為地下水，補(bǔ)給水源池；采用地面灌溉后，當(dāng)?shù)厝罕娨淮喂?jié)省電費(fèi)支出近萬元。

缺點(diǎn)：付家莊以南自流渠系破壞嚴(yán)重，修復(fù)工程量大，用工多，短時間難以完成；需修復(fù)經(jīng)費(fèi)70萬元，投資多。

2.庫水入河補(bǔ)源方案

從地質(zhì)構(gòu)造上看，在水源地的北部為構(gòu)造剝蝕低山丘陵地帶，基巖裸露，巖性為前震旦系花崗片麻巖、下寒武系灰?guī)r及頁巖、燕山期閃長巖，分布在羊山子至孟家洼一帶。由于秦安至口鎮(zhèn)弧形斷裂影響巖石烈隙發(fā)育，在水源地東南西北向的地質(zhì)剖面上，隔水底板形成了凹形斷面，靠近底板的充填物除有少量亞粘土外，其余為中粗砂夾河卵石，構(gòu)成了良好的匯河水補(bǔ)源通道。

優(yōu)點(diǎn)：庫水入河與地方灌溉補(bǔ)源相比，水的補(bǔ)源率高，地下水位回升，對水源地有一定保護(hù)作用；補(bǔ)源的河水先滲入地下水降斗區(qū)，首先保證了工業(yè)用水；通水河段近萬株落葉枯樹得到了灌溉復(fù)生。

缺點(diǎn)：水的有效利用率比灌溉補(bǔ)源低，增加了河道輸水損失；農(nóng)業(yè)用水機(jī)井抽，增加了電費(fèi)近萬元。

3.最優(yōu)補(bǔ)源方案的確定

從上述分析比較中可以看出，地方灌溉補(bǔ)源，水的有效利用率高，既保證了農(nóng)業(yè)用水，又保證了工業(yè)用水，同時又節(jié)省了農(nóng)業(yè)灌溉抽水電費(fèi)，是可取的補(bǔ)源方案，但是付家莊以南地片的自流灌溉渠系都已平整種地，短時修復(fù)不論從人力上還是物力上都是不現(xiàn)實(shí)的。庫水入河補(bǔ)源方案首先保證了工業(yè)用水，地下水位回升，對水源地有一定保護(hù)作用，但增加了電費(fèi)。因此最優(yōu)補(bǔ)源方案的確定要從水源地的實(shí)際情況出發(fā)，既要吸收地方灌溉補(bǔ)源的優(yōu)點(diǎn)，又要避免過大工程投資；既要保護(hù)水源地，保證工農(nóng)業(yè)用水，又要避免過多的抽水電費(fèi)。羊里水源地最優(yōu)的補(bǔ)源方案是：從羊山子管理站以南，付家莊村前以北，城子縣東北，灌溉渠系保存向好的地片實(shí)施地面自流灌溉，并對付家莊村前村后的坑塘灌水。計(jì)劃從西干引水自流灌溉小麥5000畝，坑塘存水25萬m3，從坑塘提水灌溉2000畝，其余降水區(qū)范圍內(nèi)的3000畝麥田，由庫水入河對水源地補(bǔ)源后，由農(nóng)用機(jī)井抽水灌溉，工業(yè)用水日取水1.44萬m3。

四、補(bǔ)源方案的實(shí)施

通過補(bǔ)源，雪野水庫放水182萬m3，灌溉了羊里水源地地下水降斗區(qū)內(nèi)的10000畝小麥，工業(yè)抽水23萬m3，并且使水源地地下水位平均上升了0.29m，保護(hù)了水源地，達(dá)到了預(yù)期的補(bǔ)源效果，保障了供水安全、糧食安全和生態(tài)安全，由此證明制定的補(bǔ)源方案是合理的

（作者單位：山東省萊蕪市水利與漁業(yè)局 271100）