黎城县李庄集中式饮用水源地保护区划分研究

刘彦伶 马宗瑶 郭隆鑫 吴鹏飞 张驰

摘 要：本文在文献查找和实地调查相结合的基础上，对黎城县李庄进行实地调研。全面收集李庄集中供水工程水资源利用及保护情况、水源地环境及水质状况的基本资料，详细调查水源地污染源分布及排放情况，对水源地水质状况进行评价，划分水源地保护区，拟定水源地保护目标，按地下水承压完整井流公式计算一级保护区半径R值为22m，保护区面积S值为0.0015km2，保护区周长L值为138km，不设二级保护区。建立并完善了黎城县李庄集中式饮用水源地保护区。

关键词：水源地；生态环境；现场调查；保护区划分

一、研究背景

我国现阶段由于水源污染而引起的社会问题相当突出，饮用水源地保护问题已成为国计民生的首要问题。

国务院明确要求环保工作要以饮用水安全为重点，加强水污染防治工作，指出“以饮用水安全和重点流域治理为重点，加强水源污染防治，要科学划定和调整饮用水水源保护区，加强饮用水水源保护，建设好城市备用水源，解决好饮用水安全问题。

二、研究意义

水是人类生命之源，水资源是眼下地球最重要的自然资源之一，与人类生产生活密不可分，安全的水环境是维持生态可持续发展的重要条件。伴随着工业经济飞速发展的趋势，世界人口增速加快，资源供需矛盾日趋严重。全球范围内的环境污染、生态系统破坏等环境问题已经成为当今社会不得不关注的世界性主题。

三、研究目的

本次研究旨在对集中式饮用水水源保护区划分方法进行应用研究，并以黎城县李庄为实例，通过构建水质模型，分析水源地现状。从而为类似地形条件下的保护区划分提供借鉴，也为当地水源地保护与研究提供依据。

黎城县李庄的现用水源井投入使用时间较为久远，水源地水源井现状与现行标准《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）的要求不统一，且由于城市化进程的加快和城市框架的大幅扩展，城市建设活动对该地区的影响不断加深，使该区域面临越来越大的生态压力，水源地的环境污染问题也日益突出。

因此，依据国家现行标准，在考虑区域范围和整体生态环境的情况下，有必要对水源地进行水源地保护区规划，对饮用水水源地加以保护，以确保生活饮用水水源的环境安全，实现城市的可持续和谐发展。

四、研究内容

基于水源保护区划分相关技术规范，结合地域实际情况，对水源井周围水质的污染情况进行分析，对水源地保护区划定进行研究，主要研究过程如下：

（1）通过资料收集整理，对水域保护规划的方法进行分析探索，通过研究国内外水源保护区技术发展现状及水质数学模型研究现状，对水源保护区划分的技术方法进行总结与分析归纳。

（2）对水源地水文情势、地质地理、生态环境、人口经济发展、污染现状等资料进行详细调查收集，应用收集的数据资料进行研究。

（3）综合分析研究河段水文条件后，以技术规范为原则，对水源地保护区进行划分。

（4）通过计算，将所得划分范围进行对比分析研究，得到最优的水源保护区范围。

（5）通过水源保护区划分研究为黎城县李庄饮用水水源保护区的划定、更新、管理、保护与利用提供科学依据。

五、水源地保护区计算

李庄集中供水水源井一级保护区半径R?计算

孔深627.22m

静止水位埋藏深度：242.0m

動水位埋藏深度：287.0m

降深：45.0m

涌水量：1200m3/d

含水层厚度：100.0m

钻孔半径：0.09m

李庄水源井降深45.0m，不需要扣除无效降深△S值（也称为水跃值），理由奥陶系岩溶水头压高于隔水顶板281m，隔水顶板以上石炭、二迭系地层井壁实管外周围全部采用水泥浆止水，管中水流通畅，没有井损耗水头及影响水量减少现象，不需要扣除无效降深△S值。

1.求渗透系数K及影响半径R值

K=0.366Q（LgR-Lgr）/ms

=0.366×1200（lg262-lg0.09）/100×45

=439.2×3.46/4500

=0.34m/d

R=10S

=10×45

=262m

2.水源井一级保护区半径R?计算：

经验公式为：R?=α×K×I×T/n

求水力坡度：I=S/R

=45/262

=0.172

给水度（也可用裂隙率替代）：根据辛安泉径流区奥陶系石灰岩岩溶裂隙、溶洞发育特征，经验值n范围0.1-0.8，李庄水源井开采奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙水，n=0.39。

R?=α×K×I×T/n

=1.5×0.34×0.172×（100/0.39）

=22m

李庄水源井一级保护区半径R?=22m

六、水源地保护区划分方案

李庄集中供水水源井一级保护区划分方案

1.一级保护区边界范围

李庄水源井一级保护区水文地质条件分折：根据抽水资料及所开采埋藏深度523m以下奥陶系岩溶水，结合水源井采水段顶板为巨厚的石炭系、二迭系、第三系、笫四系地层所覆盖，碎屑岩类及松散岩类地层分布泥岩、泥质砂岩及粘性士为隔水层。故计算的李庄水源井一级保护区半径R?=22m是符合实际的。

李庄水源井是黎城县2010年饮用水安全重点工程，水源井位于管理站院内大门右侧距离院墙3米，泵房左侧为300立方米圆形蓄水池一座，由于承压水不易受到外界环境影响，一级保护区边界范围，以供水井为中心，水源井半径22m围成的圆形区域为边界，边界点坐标为：

2.一级保护区面积及周长（用于保护的围栏围网建设）

3.14×2×22m=138 km

七、水源地保护区划分结果

李庄集中供水水源地供水井含水层组为裂隙承压水，按地下水埋藏条件划分为“承压水”，按地下水承压完整井流公式计算一级保护区半径R值为22m，保护区面积S值为0.0015km2，保护区周长L值为138km，不设二级保护区。

八、结论

合理划分水源地保护区对该水源地开展污染防治，保障水源安全的重要措施之一，本文综合考虑李庄水源地水文特征，结合具体地形特点，使用类比经验法进行计算，通过计算结果获得该水源地保护区范围划分依据，对黎城县李庄进行水源地保护区划分，研究结论如下：

1、通过计算得到保护区范围，划定时以《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）及《饮用水水源保护区标志技术要求》（HJ/T 433-2008）中规定的保护区面积大小作为划定保护区的最小范围，最后划定的保护区范围内水质良好，全部指标达到《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）Ⅱ类标准。

2、李庄集中供水水源地供水井含水层组为裂隙承压水，按地下水埋藏条件划分为“承压水”，按地下水承压完整井流公式计算一级保护区半径R值为22m，保护区面积S值为0.0015km2，保护区周长L值为138km，不设二级保护区。

本文对黎城县李庄水源地保护区划分进行了针对性研究，能够很好的满足当地对水源地规划的要求，为黎城县李庄集中式饮用水水源保护区的划分提供依据，也为相似地形的水源地保护区的规划提供了参考。

作者简介

第一作者：刘彦伶，中北大学朔州校区。第二作者：马宗瑶，中北大学信息商务学院。郭隆鑫，中北大学朔州校区。吴鹏飞，中北大学朔州校区。张 驰，中北大学朔州校区。

（作者单位：中北大学朔州校区；中北大学信息商务学院）