黃山市地下水應(yīng)急水源地研究

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(安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽 蚌埠 233000)

建立地下水應(yīng)急水源地對(duì)于黃山市來說，不僅踐行了國務(wù)院和省政府“關(guān)于加強(qiáng)飲用水安全保障”的指示精神，解決黃山市飲用水源過于單一的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是應(yīng)對(duì)特枯年、連續(xù)干旱和水質(zhì)污染等突發(fā)事件造成的飲水緊張具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義[1]。

1 黃山市概況

1.1 地理位置

黃山市位于安徽省東南部，地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 117° 49′02″-118°24′52″，北緯29°39′28″-30°31′04″。東連旌德、績(jī)溪縣、歙縣，西連石臺(tái)、青陽、黟縣交界，東北與涇縣相依，西南與休寧毗鄰。市區(qū)轄屯溪區(qū)、徽州區(qū)、黃山區(qū)三個(gè)區(qū)。市區(qū)面積為 2342 km2，建成區(qū)面積為44 km2，2010年末市區(qū)總?cè)丝跀?shù)43.73萬人，其中非農(nóng)業(yè)人口為20.15萬人。

1.2 水文氣象

黃山市水資源主要來自天然降水，地表水靠降水補(bǔ)給，2011年黃山市降水總量152億 m3，其中新安江流域98億 m3，占全市降水總量的64%。全市地表水資源總量豐富。最大月雨量一般出現(xiàn)在5、6、7月份，最小月雨量一般出現(xiàn)在12月份，同時(shí)境內(nèi)降雨的年際變化也相當(dāng)懸殊，最大最小年份的比值達(dá)2.5以上，有時(shí)甚至達(dá)到3.0。

2 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

根據(jù)地形地貌特點(diǎn)計(jì)算得出，黃山市多年平均水資源總量105.56億 m3，人均占有水資源量7 130 m3，是全省人均占有水資源量的6.4倍，全國人均占有水資源量的3.4倍。全市水能資源理論蘊(yùn)藏量58.3萬 kw，可供開發(fā)量20萬 kw，占理論蘊(yùn)藏量的34.3%。黃山市供、用水總量均為5.826億 m3。地表水為5.646億 m3，占供水總量的97%；地下水為0.180億 m3，占供水總量的3.0%。全市農(nóng)灌用水量3.528億 m3，占用水總量的61%；工業(yè)用水量1.085億 m3，占用水總量的19%；林牧漁畜用水量0.154億 m3；城鎮(zhèn)公共用水量0.414億 m3；居民生活用水量0.608億 m3；生態(tài)環(huán)境用水量0.037億 m3。黃山市水資源豐富，但是供水結(jié)構(gòu)單一，抗風(fēng)險(xiǎn)能力差。

3 地下水賦存條件及補(bǔ)排特征分析

根據(jù)地下水的賦存條件將本市地下水分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水、碎屑巖類孔隙裂隙水、基巖裂隙水四種類型現(xiàn)分述如下。

(1)松散巖類孔隙水主要分布在河流中下游河谷兩側(cè)及山間谷地第四紀(jì)沉積物中，含水層具二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)粘土，下部為粘質(zhì)粉土，厚3～5 m，透水性較好，主要接受大氣降水補(bǔ)給，徑流條件通暢，多以泉的形式排泄，礦化度小于0.5 g/L，水質(zhì)類型為HCO3—Ca型，水質(zhì)良好。

(2)碳酸鹽巖裂隙巖溶水要分布在中低山區(qū)和低山丘陵區(qū)，分布較廣，由于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石破碎，地表水系發(fā)育，大氣降水充沛，地下水補(bǔ)給條件較好，水交替強(qiáng)烈。礦化度0.5～1 g/L，水化學(xué)類型為HCO3—Ca型或HCO3—Na·Ca型，水質(zhì)良好。

(3)碎屑巖類孔隙裂隙水區(qū)內(nèi)分布較廣。礦化度0.5～1 g/L，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型或HCO3-Na·Ca型，水質(zhì)良好。

(4)基巖裂隙水含水巖組主要有變質(zhì)巖和巖漿巖組成，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖石破碎，補(bǔ)給條件良好，水量較小。

地下水補(bǔ)、徑、排條件，松散巖類孔隙水的補(bǔ)給主要來自于大氣降水，其次為地表水體的滲透補(bǔ)給和農(nóng)田灌溉水的回滲補(bǔ)給。碎屑巖類孔隙裂隙水和碳酸鹽巖裂隙巖溶水的補(bǔ)給主要來自大氣降水(基巖裸露區(qū))和側(cè)向補(bǔ)給，排泄方式為側(cè)向徑流和泉?；鶐r裂隙水主要依靠上部含水層的垂向補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，出露區(qū)域直接接受大氣降水補(bǔ)給，排泄方式主要為側(cè)向徑流和泉。

4 應(yīng)急水源地選取原則及影響條件

4.1 與現(xiàn)狀供水水源無直接水力聯(lián)系

應(yīng)急水源選擇應(yīng)與現(xiàn)狀水源無直接水力聯(lián)系，保障應(yīng)急水源的水量水質(zhì)安全。如現(xiàn)狀水源地為地表水，那么與之水力聯(lián)系緊密的地下水水源不適宜作為應(yīng)急水源，因?yàn)槠淦鸩坏綉?yīng)急的作用[2]。

4.2 優(yōu)先考慮已關(guān)停水源地

以往地下水供水水源地，已經(jīng)停止使用的，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮這一類地下水水源地，在滿足水質(zhì)水量的前提條件下，在可靠性、易操作性以及經(jīng)濟(jì)性上優(yōu)于新建水源地。

4.3 水量滿足應(yīng)急需求

根據(jù)市區(qū)人口確定應(yīng)急供水需求量，在地下水應(yīng)急水源地的供水量不能滿足要求時(shí)，可動(dòng)用地下水的靜儲(chǔ)量、換取量、疏干量和改變?cè)┧较虻乃吹氐墓┧康取?/p>

4.4 地理位置條件

從地理位置條件、經(jīng)濟(jì)條件和可開采性等因素考慮，應(yīng)急分散供水點(diǎn)，應(yīng)選擇在城市市區(qū)；小型地下水應(yīng)急水源地主要選擇在距城市中心10 km范圍內(nèi)；中型地下水應(yīng)急水源地應(yīng)選擇在距城市中心30 km范圍內(nèi)；大型、特大型地下水應(yīng)急水源地須選擇在距城市中心50 km范圍內(nèi)。

4.5 地質(zhì)環(huán)境條件

地下水應(yīng)急水源地應(yīng)該避開污染源和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。

4.6 供水期與定額

供水期一般為3～6個(gè)月。供水量一般為50 L/人·d，最少不低于20 L/人·d標(biāo)準(zhǔn)。

4.7 符合相關(guān)規(guī)劃

地下水應(yīng)急水源地應(yīng)符合相關(guān)規(guī)劃要求，規(guī)劃包括城市總體發(fā)展規(guī)劃，城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃，礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃，礦山地址環(huán)境規(guī)劃，供水規(guī)劃等。

4.8 水質(zhì)要求

地下水水源地水源水質(zhì)必須符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-1993)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過處理后符合《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)。

5 應(yīng)急水源地選取與評(píng)價(jià)

從黃山市地下水賦存特征和開采現(xiàn)狀以及區(qū)域水文地質(zhì)條件等分析，根據(jù)《1:20萬屯溪幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》和《1:20萬旌德幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》，在市區(qū)建立四個(gè)地下水應(yīng)急水源地，分別為甘棠應(yīng)急水源地、沿江應(yīng)急水源地、郭村應(yīng)急水源地和譚家橋應(yīng)急水源地。

5.1 甘棠應(yīng)急水源地

甘棠應(yīng)急水源地位于黃山市黃山區(qū)甘棠鎮(zhèn)一帶(在黃山區(qū)建成區(qū)內(nèi))，面積約23 km2，含水層為基巖裂隙水(風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水)，含水層巖性為花崗閃長巖，巖脈、巖相帶、斷裂破碎帶泉水出露較多，泉均流量0.37 L/s，根據(jù)抽水資料，水位降深16.13～18.04 m，單井涌水量為23.91～121.82 m3/d，地下水為HCO3-Ca·Na型水，礦化度為0.13～0.27 g/L。

采用水文地質(zhì)比擬法中的徑流模數(shù)法計(jì)算，本次計(jì)算面積為23 km2，含水層巖性主要為巖漿巖，地下水徑流模數(shù)為14.68萬 m3/a·km2，計(jì)算結(jié)果為337.64萬 m3/a。

可采資源量利用可采資源模數(shù)和單井涌水量進(jìn)行估算。甘棠應(yīng)急水源地為基巖裂隙水，為裸露型，單井涌水量為100～200 m3/d，可采資源模數(shù)為2萬 m3/a·km2，計(jì)算得出甘棠應(yīng)急水源地可采資源量為0.13萬 m3/d。

通過資料收集，水源地水質(zhì)滿足作為應(yīng)急供水水源的要求。

5.2 沿江應(yīng)急水源地

水源地位于皖南山區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)，新安江河漫灘和Ⅰ級(jí)階地，含水層為第四系全新統(tǒng)沖積砂層，上部為粘土、亞粘土、亞砂土，下部為細(xì)砂、砂礫石層，總厚度4.5～16.0 m，含水層厚度2.0～8.3 m，水位埋深1.02～6.21 m，地下水類型為微承壓松散巖類孔隙水，單井涌水量為1 000～5 000 m3/d，地下水為HCO3-Ca型水，礦化度小于0.056～0.36 g/L。

沿江應(yīng)急水源地位于黃山市屯溪區(qū)新安江兩側(cè)(在屯溪區(qū)建成區(qū)內(nèi))，面積約29 km2，地下水類型為松散巖類孔隙水，具有弱承壓性質(zhì)，與現(xiàn)狀供水無水力聯(lián)系，地下水現(xiàn)狀主要為生活用水，現(xiàn)狀開采量約1萬 m3/a，本區(qū)城市規(guī)劃為綠化用地，未曾作為供水水源地，附近無污染源和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。調(diào)查期間最大水位埋深為1.5 m(2011年6月)，較屯溪幅1:20萬水文地質(zhì)普查期間無明顯變化，通過新譚鎮(zhèn)梅林村民井采樣分析，地下水為HCO3·SO4-Ca型水，礦化度為0.36 g/L，和以往相比沒有發(fā)生太大變化。

利用補(bǔ)給量法計(jì)算本水源地的天然補(bǔ)給資源量，本次計(jì)算面積為29 km2，近十年平均降水量為1 505.65 mm/a，其地表巖性為第四系全新統(tǒng)粘性土，降雨入滲系數(shù)取0.21，計(jì)算結(jié)果為916.94萬 m3/a，天然補(bǔ)給資源模數(shù)為31.62萬 m3/a·km2。

可采資源量利用可采資源模數(shù)和單井涌水量進(jìn)行估算。沿江應(yīng)急水源地為松散巖類孔隙水，頂板埋深小于5 m，單井涌水量為1 000～5 000 m3/d，可采資源模數(shù)為24萬 m3/a·km2，計(jì)算得出沿江應(yīng)急水源地可采資源量為1.91萬 m3/d。

通過對(duì)新譚鎮(zhèn)梅林村民井的地下水水樣測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，所測(cè)指標(biāo)全部滿足地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-93)三類水標(biāo)準(zhǔn)，滿足作為應(yīng)急供水水源的要求。

5.3 郭村應(yīng)急水源地

水源地位于皖南山區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)，含水層巖性為寒武系泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r夾頁巖，地下水主要賦存在巖溶發(fā)育帶中，為裸露型，溶蝕裂隙多沿碎屑巖與碳酸鹽巖的界面發(fā)育，泉水出露較多，流量為0.5～5 L/s，地下水為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型水，礦化度為0.11～0.46 g/L。

郭村應(yīng)急水源地位于黃山區(qū)郭村、賢村一帶(距黃山區(qū)建成區(qū)約20 km)，面積約36 km2，地下水類型為裸露型碳酸鹽巖夾碎屑巖裂隙巖溶水，地下水現(xiàn)狀用途主要為生活用水，現(xiàn)狀開采量為0.5萬 m3/a，水源地與市區(qū)現(xiàn)狀供水無水力聯(lián)系，城市規(guī)劃為生態(tài)農(nóng)業(yè)用地，未曾作為地下水供水水源地，附近無嚴(yán)重污染源和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，調(diào)查期間最大水位埋深為7.6m(2011年6月)，相比1:20萬安慶幅調(diào)查期間(1.98 m)，水位下降幅度較大，主要是2011年是枯水年所致。調(diào)查期間對(duì)黃山區(qū)焦村鎮(zhèn)三民村泉及民井進(jìn)行采樣分析，地下水為HCO3-Ca型水，礦化度為0.05～0.102 g/L，較1:20萬水文地質(zhì)調(diào)查期間水質(zhì)未發(fā)生明顯變化。

利用補(bǔ)給量法計(jì)算本水源地的天然補(bǔ)給資源量，本次計(jì)算面積為36 km2，近十年平均降水量為1 376.99 mm/a，其地表巖性為寒武系碳酸鹽巖，降雨入滲系數(shù)取0.35，計(jì)算結(jié)果為1 735.0萬 m3/a，天然補(bǔ)給資源模數(shù)為48.20萬 m3/a·km2。

可采資源量利用可采資源模數(shù)和單井涌水量進(jìn)行估算。郭村應(yīng)急水源地為裂隙巖溶水，主要為裸露型，單井涌水量為100～1 000 m3/d，可采資源模數(shù)為8萬 m3/a·km2，計(jì)算得出郭村應(yīng)急水源地可采資源量為0.79萬 m3/d。

通過對(duì)黃山區(qū)焦村鎮(zhèn)三民村泉及民井的水樣測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，所測(cè)指標(biāo)全部滿足地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-93)三類水標(biāo)準(zhǔn)，滿足作為應(yīng)急供水水源的要求。

5.4 譚家橋應(yīng)急水源地

水源地位于皖南山區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)，績(jī)溪復(fù)背斜中的譚家橋向斜核部，水量中等，為麻川河源頭，含水層巖性為寒武系泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r夾頁巖，地下水主要賦存在巖溶發(fā)育帶中，為裸露型，溶蝕裂隙多沿碎屑巖與碳酸鹽巖的界面發(fā)育，部分被第四系全新統(tǒng)砂質(zhì)粘土、砂礫石層覆蓋，松散層厚度一般小于3.0 m，與下伏基巖水力聯(lián)系密切。泉水出露較多，流量0.5～5 L/s，地下水為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型水，礦化度0.11～0.46 g/L。

譚家橋應(yīng)急水源地位于黃山區(qū)譚家橋一帶(距黃山區(qū)建成區(qū)約20 km)，面積約39 km2，地下水類型為覆蓋-裸露型碳酸鹽巖夾碎屑巖裂隙巖溶水，地下水現(xiàn)狀用途主要為生活用水，現(xiàn)狀開采量為1萬 m3/a，水源地與市區(qū)現(xiàn)狀供水無水力聯(lián)系，城市規(guī)劃為生態(tài)農(nóng)業(yè)用地，未曾作為地下水供水水源地，附近無嚴(yán)重污染源和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，調(diào)查期間最大水位埋深為5.3 m(2011年6月)，相比1:20萬旌德幅調(diào)查期間(1.26 m)，水位下降幅度較大，主要是2011年是枯水年所致。調(diào)查期間對(duì)黃山區(qū)譚家橋鎮(zhèn)西文村山泉及民井進(jìn)行采樣分析，地下水為HCO3-Ca型水，礦化度為0.29 g/L，較1:20萬水文地質(zhì)調(diào)查期間水質(zhì)未發(fā)生明顯變化。

利用補(bǔ)給量法計(jì)算本水源地的天然補(bǔ)給資源量，本次計(jì)算面積為39 km2，近十年平均降水量為1 381.26 mm/a，其地表巖性為寒武系碳酸鹽巖，降雨入滲系數(shù)取0.35，計(jì)算結(jié)果為1 885.41萬 m3/a，天然補(bǔ)給資源模數(shù)為48.34萬 m3/a·km2。

可采資源量利用可采資源模數(shù)和單井涌水量進(jìn)行估算。譚家橋應(yīng)急水源地為裂隙巖溶水，主要為裸露型，部分為覆蓋型，單井涌水量為100～1 000 m3/d，可采資源模數(shù)為8萬 m3/a·km2，計(jì)算得出譚家橋應(yīng)急水源地可采資源量為0.85萬 m3/d。

通過對(duì)黃山區(qū)譚家橋鎮(zhèn)西文村山泉及民井的水樣測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，所測(cè)指標(biāo)全部滿足地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-93)三類水標(biāo)準(zhǔn)，滿足作為應(yīng)急供水水源的要求。

6 結(jié)語

綜上所述，黃山市四個(gè)地下水應(yīng)急水源地，甘棠應(yīng)急水源地、大沿江應(yīng)急水源地、郭村應(yīng)急水源地和譚家橋應(yīng)急水源地天然補(bǔ)給資源量合計(jì)為4 874.99萬 m3/a，可采資源量為3.68萬 m3/d，通過對(duì)地下水水樣的測(cè)試分析，水質(zhì)上滿足作為應(yīng)急供水水源的要求。

[1]戴長雷，遲寶明，等.北方城市應(yīng)急供水水源地研究.水文地質(zhì)工程地質(zhì)雜志.2008(4).

[2]卜華，孫英波.山東省重點(diǎn)城市應(yīng)急供水水源地研究.水文地質(zhì)工程地質(zhì)雜志.2008(6).