第三节 地下水水源地选定
一、地下水水源地类型
(一)按开采方式分类
地下水水源地按开采方式可分为集中式水源地和分散式水源地两种。
(1)集中式水源地 多为城市公用事业给水水源地,一般在一定范围内集中布置取水构筑物,连续开采。
(2)分散式水源地 多为工业自备井给水水源地,特点是开采井靠近用水地点分散布置,根据生产工艺要求连续或分时段进行开采。
(二)按开采动态特征分类
按水源地的开采动态特征可分为稳定型水源地、调节型水源地和疏干型水源地三种类型。
(1)稳定型水源地 地下水资源能够直接地、长期稳定地获得地表水或地下水的渗入补给。当水源地开采之后,随着水源地内水位的下降和降落漏斗的扩大,可使开采补给量大幅度地增加,排泄量随之减少,从而达到开采条件下的开采量与补给量的平衡。在合理开采的过程中,地下水的动态趋于稳定状态。
(2)调节型水源地 依靠储存量的调节作用来弥补非补给时期的消耗量,所消耗的储存量能在补给期内很快得到补偿。
(3)疏干型水源地 一般距补给区较远或位于埋藏较大的承压含水层地区,由于增加的开采补给量和减少的天然消耗量不能满足开采量的要求,使得储存量逐年消耗,如不采取人工补给措施,这种水源地终将开采枯竭。设计时要合理计算在一定的开采期间内,不超过设计降深时的允许开采量。
除上述两种分类外,生产中还常根据水源地开采量的大小,分为大型地下水水源地、中型地下水水源地和小型地下水水源地。
二、水源地的选定方法
水源地选定是否合理,对于保证城市用水量和水质、整个给水工程方案和投资、保证水源地长期经济和安全地运转,以及避免产生各种不良的环境地质作用等具有重要的意义。对于大中型集中给水水源地,水源地的选定主要是解决取水地段的具体位置。对小型分散供水的水源地,水源地选定主要是解决取水构筑物布置的具体位置。在选择水源地的位置时,一般应考虑以下技术和经济方面的条件。
(1)为满足需水量要求和节省给水工程投资,给水水源地应尽可能选择在含水层层数多、厚度大、渗透性强、分布广的强富水性地段,如冲洪积扇的中上部砾石带和轴部,冲积平原的古河床,厚度较大的层状或似层状裂隙岩溶含水层,延续深远的断裂及其他脉状基岩含水带。水源地内地下水水质优良,符合生活饮用水卫生标准和一般工业用水水质标准,以减少水处理投资成本。
(2)为保证水源地的长期持续开采,水源地尽量采用稳定型或调节型开采动态。因此,水源地应尽可能选择在可以最大限度拦截区域地下径流的地段;接近补给水源和能充分夺取各种补给量的地段,以增加开采补给量,维持稳定或调节型动态。例如可选在基岩地区的区域性阻水界面的上游一侧、松散地层分布区河流岸边、岩溶地区的区域地下径流的排泄区附近。
(3)为保证水源地投产后能按预计开采动态正常运转,避免过量开采产生的种种不良后果,在选择水源地时,要从区域水资源综合平衡观点出发,充分考虑地下水资源的系统性,尽量避免出现新旧水源之间,工业和农业用水之间,供水与矿山排水之间的矛盾。
(4)为长期保证开采水的质量,水源地应选择在不易引起水质污染或便于实施水源保护的地段。如把水源地选择在远离城市或工矿排污区的上游,远离已污染(或天然水质不良)的地表水体或含水层地段,避开易于使水井淤塞、涌沙或水质长期混浊的流沙层或岩溶充填带。为减少垂向污水渗入的可能性,最好把水源地选择在含水层上部有厚度较大的稳定隔水层分布的地方。
(5)水源地应选在良好的工程地质条件地段,避免引起地面沉陷、塌陷、地裂等不良的工程地质问题。并考虑便于施工、运行和维护。
(6)在水文地质条件允许的情况下,为节省建设投资,水源地应尽可能靠近供水区;为降低取水成本,水源地应选择在地下水位浅埋或自流地段;河谷水源地要考虑水源地的防洪问题。
(7)水源地应选择在防洪条件良好的地段,要根据防洪标准建立防洪体系。傍河取水的水源地应校核防洪堤的防洪标准能否满足水源地防洪的标准要求,如果不能满足,则要从技术经济角度考虑建立水源地的合理性。
(8)水源地选择应特别注意对已建设施安全稳定性的影响,预测未来开采条件下由于地下水位下降可能对建(构)筑物的影响程度。对于傍河取水的水源地,要特别注意地下水开采对防洪堤坝稳定性的影响,应根据保证堤坝稳定性的前提下确定地下水位的最大下降值,预测与之对应的最大开采量,如果不能满足设计取水量的要求,则该水源地选择方案不能成立。
(9)水源地选择时要充分考虑与城市规划的协调一致,充分考虑最大限度地利用现有给水设施的可能性。当未来需水量增加时,要有扩建的可能。