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华北水利水电大学毕业设计(论文)华北水利水电大学North China University of Water Resources and Electric Power毕 业 论 文题目西华县农村安全饮水项目水资源论证学 院 水利学院 专 业 水文与水资源工程 姓 名 刘振宇 学 号 201103304 指导教师 梁士奎、王学超 完成时间 2015.5.19 教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文)是本人在指导教师的指导下,独立工作所取得的成果并撰写完成的,郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外,不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计(论文)作者签名: 指导导师签名: 签字日期: 签字日期:毕业设计(论文)版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计(论文)的规定。特授权华北水利水电学院可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)原件或复印件和电子文档(涉密的成果在解密后应遵守此规定)。毕业设计(论文)作者签名: 导师签名:签字日期: 签字日期:目录第一章总论11.1编制目的11.2论证范围及编制依据21.2.1论证范围21.2.2 编制依据21.3项目供水特征31.4拟开发水源取水地点及取水特征41.5工作等级及水平年确定131.5.1工作等级131.5.2水平年的确定131.6项目建设的必要性14第2章基础成果142.1自然地理及行政区划142.1.1 地理位置142.1.2地形地貌152.2社会经济状况152.3水文气象162.4水资源情况172.5水利工程现状及水资源开发利用程度182.5.1 水利工程现状182.5.2 水资源开发利用程度18第3章水源论证203.1地表水源论证203.2地下水源论证213.2.1水文地质特征213.2.2 地下水资源量分析243.2.3地下水可开采量分析263.2.4 取水的可靠性和可行性333.2.5 地下水水质分析34第4章取用水量合理性分析354.1 取水量合理性分析354.1.1 取水合理性分析354.1.2 县域水资源平衡分析354.2用水量及用水定额合理性分析384.2.1 用水量预测的方法384.2.2 用水量和用水定额合理性分析394.2.3供水规模的合理性分析404.3节水措施与节水潜力分析414.3.1 节水措施414.3.2 节水潜力分析41第5章取水影响因素分析425.1 对区域内水资源环境影响425.2 对其他用户的影响425.3 结论(综合评价)42第6章退水影响分析436.1 退水系统组成436.2 退水处理方案和达标情况436.3 退水对水功能区和第三者影响44第7章水资源保护447.1 工程措施447.2 非工程措施45第8章论证结论468.1 建设项目取用水合理性468.2 取水水源的可靠性和可行性468.3 建议47第一章 总论1.1编制目的水是生命的源泉,是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源。实施农村饮水安全工程是贯彻落实科学发展观,推进社会主义新农村建设,实现全面建设小康目标,具有重要的意义。农村饮水安全工程是保障广大农民群众身体健康和生命安全,改善农村人居环境,提高农民生活质量,造福于农民群众的“民心工程”和“德政工程”。近年来,随着西华县经济的快速增长,一方面地表水、浅层地下水污染严重,且地下水位也日趋下降;另一方面供水工程建设发展严重滞后,给居民正常生活造成了一定的影响,水的供需矛盾十分突出。安全饮水问题已成为当前和今后一个时期迫切要求解决的问题。按照我国在 “十二五”期间要基本解决农村饮水安全的目标,为加快解决农村安全饮水问题,保证西华县“十二五”规划的农村安全饮水工程水源可靠、水质良好,让农村居民有水吃、吃好水。由此可见,开展西华县农村安全饮水“十二五”规划项目水资源的论证工作非常重要 本次水资源论证工作的目的主要有:充分收集、利用已有的水文地质勘察资料、成果以及水文观测资料对拟建供水水源地进行水资源论证,确保“十二五”期间西华县农村饮水安全工作有序开展,在实行最严格的水资源管理制度下,科学、合理确定供水水源地,保证供水水质,使农村饮水工程持续发挥效益,结合西华县“十二五”农村饮水安全规划,通过地表水和地下水源论证分析,合理选择和运用县域范围内的优质水源,保障群众饮用水安全。根据中华人民共和国水法、取水许可制度实施办法、取水许可水质管理规定和建设项目水资源论证管理办法等有关法规及文件规定,进行农村饮水工程的建设项目水资源论证。主要编制任务是:1.对拟建农村饮水工程的取用水合理性进行分析;2.结合已有的水文、水文地质资料,对取水水源及取水可行性与可靠性进行分析、论证;3.进行取水影响分析,分析取水对区域水资源和其他用户的影响;4.进行退水影响分析,确定退水处理方案和达标情况,做出退水对水功能区和第三者的影响;5.提出水资源、水环境保护措施,做出取用水合理性、可靠性、可靠性的结论,并提出建议。1.2论证范围及编制依据1.2.1论证范围分析论证范围的确定以建设项目取用水有直接影响的区域为基准,统筹考虑流域与行政区域。依据西华县农村安全饮水“十二五”规划,全县安全饮水工程分布在逍遥镇、皮营乡等21个乡镇(办、林场、农场),五年共计解决33.60万人和10.02万在校学生的不安全饮水问题,总需水量约5.564万m3/d。依据西华县域地质条件以及水资源开发利用现状,中、深层地下水的埋藏情况、含水层的分布特征,确定西华县域为分析范围,涉及18处集中供水水厂水源地的补给范围即为论证范围。(详见西华县安全饮水工程十二五规划水资源论证范围图1-1)。1.2.2 编制依据1、 法律法规(1)中华人民共和国水法;(2)中华人民共和国水污染防治法;(3)中华人民共和国防洪法;(4)中华人民共和国河道管理条例;(5)国务院取水许可制度实施办法;(6)国家计委水利产业政策;(7)水利部取水许可申请审批程序规定(1994.6);(8)水利部取水许可水质管理规定(1995.12);(9)水利部取水许可监督管理办法(1996.7);(10)水利部、国家发改委建设项目水资源论证管理办法(水利部、国家发改委第15号令);(11)河南省建设项目水资源论证管理办法。2、 标准及规范(1)水资源评价导则(SL/T2381999);(2)地表水环境质量标准(GB38382002);(3)水污染物排放限值(DB44/262001);(4)水资源评价导则(SL/T2381999);(5)生活饮用水卫生标准(GB5749-2006);(6)地下水质量标准(GB/T14848-93); (7)生活饮用水检验方法(GB5750);(8)供水水文地质勘察规范(GB50027-2001);(9)水污染物排放限值(DB44/262001);(10)城市给水工程规划规范(GB5028298);(11)供水水文地质勘察规范(GB500272001);(12)村镇供水工程技术规范(SL310-2004)。3、 其它依据(1)河南省水资源;(2)周口市水资源公报(2008);(3)西华县农村饮水安全工程“十二五”规划;(4)西华县农田水利建设规划(2010-2020年);(5)西华县水利扶贫规划(2010-2020年);(6)西华县水资源利用规划(1995);(7)近年西华县农村饮水安全工程实际经验和数据。1.3项目供水特征西华县位于黄河冲积扇南沿,地质成因上部为黄淮冲击,下部为湖泊沉积。境内地势平坦地下水资源丰富,埋深浅,易开采,受降雨入渗补给,回补快。县域内地下水类型为潜水和承压水。浅层地下水埋深8-10米,含水层为粉细砂,厚度一般3-6米,最大厚度8-10米,平均5米,单位涌水量5-8 m3/hm。水质钠多钙少,偏碱性,局部氟、砷等化合物含量及矿化度较高,不适宜人畜饮用。地面以下200-300m分布承压水,该含水层岩性为细砂、中砂,与粘土间隔、成层状分布,含水层一般累计厚度30-42m,单井出水量在50-80 m3/h之间,该水层水质一般较好,符合生活饮用水标准。考虑农村饮水安全工程对生活饮用水卫生达标标准和水量、方便程度、保障率的要求,针对西华县自然地埋、水文地质、社会经济发展现状,解决农村饮水安全工程的取水水源确定为县域范围内的中深层地下水。根据西华县农村饮水安全工程“十二五”规划,2011-2015年全县计划解决饮水不安全人口33.60万人,新建日集中供水水厂18座,供水水源全部取用中深层地下水,规划新打机井35眼。建设管网延伸工程 8处,受益人口7.34人。至2015年底总需水量为5.564万m3/d。1.4拟开发水源取水地点及取水特征“十二五”期间,西华县规划新建集中供水工程18处、管网延伸工程8处,涉及全县21个乡镇办187个行政村。规划取用水质较好、出水量有保证的中深层地下水为供水水源,设计井深400550m,设计单井出水量5060m3/h,提水使用潜水泵。对水温无要求,水质应满足地下水质量标准GB/T14848-93,经消毒处理后达到生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)后供用水户生活用水。1.5工作等级及水平年确定1.5.1工作等级根据建设项目水资源论证导则(试行)(SL/Z322-2005)(以下简称导则),水资源论证等级划分原则及本项目建设的取水规模、用途、当地水资源状况和开发利用程度、取退水影响的程度与范围等因素,综合确定本建设项目水资源论证等级如下:表1-2 水资源论证分类分级表分类分类指标等 级指标要求等级地下取水生活用水(万m3/d)1三级地质条件简单三级开发利用程度(%)50三级取水和退水影响水资源利用对第三者取用水影响轻微三级生 态现状无敏感生态问题;取水和退水对生态无影响三级水域管理要求涉及单个水功能二级区三级退水污染类型含有少量可降解的污染物三级西华县农村饮水安全工程“十二五”规划:新建集中供水厂18处,分布在各乡镇,以大李庄供水厂供水人口最多,且只有4.1万人,根据用水量计算,其用水规模远远不够1万m3/d,为此确定西华县农村饮水安全工程“十二五”项目水资源论证等级为三级。1.5.2水平年的确定 根据建设项目提出的实施计划和开始取水的时间,结合实际资料的拥有程度,确定现状水平年和规划水平年。一般以水资源论证时最近的年份作为现状水平年,并且避免特枯或特丰水年,2010年降雨量772mm,且与多年平均降雨量753.8mm接近。结合西华县农村饮水安全工程实施计划和取水要素,以及全县社会经济发展规划及水资源利用开发现状,确定2010年为现状水平年,2015年为近期规划水平年,2020年为中期规划水平年。1.6项目建设的必要性近年来,党中央、国务院高度重视饮水安全工作,要求把“切实保护好饮用水源,让群众喝上放心水”作为首要任务,把“让人民群众喝上干净的水、呼吸清新的空气,有更好的工作和生活环境”作为各级政府工作的重要目标之一。饮水安全工程是农村重要的基础设施,关系到农村居民的生存、生活和生产等切身利益。目前,我省农村的饮水设施以传统、落后的分散供水为主,水质卫生达不到标准,与城市供水有相当的差别,饮水安全问题很多,是我省农村亟待解决的严重问题之一,不仅影响群众的身心健康和正常生活,也是农村社会的不稳定因素,已成为农村进一步发展的制约因素。早一天解决农村饮水安全问题,农民早享受一天、少受一天罪,这是国家实施的一项非常重要的民心工程,是建设社会主义新农村重要的组成部分,意义重大。第2章 基础成果2.1自然地理及行政区划2.1.1 地理位置西华县位于周口市西北部,地处豫东平原,属淮河流域,位于东经1140511443,北纬33363359之间,东西向长57km,南北向宽21km。东与淮阳、太康二县相连,西与漯河、临颖、鄢陵一市二县接壤,南与川汇区、商水县隔沙河相望,北与扶沟县毗邻。西华隶属周口市,总面积1194平方公里,耕地面积130万亩,辖18个乡镇,3个办事处,3个农林场(县林场、县农场、园艺场),450个行政村,1099个自然村,3092个村民组,常住人口92万。2.1.2地形地貌西华县地势平坦,地面坡降1/5000-1/6000,平原特征明显。地形变化西北高,东南低,由西北向东南倾斜。地面高程在54.048.0m之间。县域内耕地分低洼易涝地、平坡地和高坡地三种,其中低洼易涝地占47%,平坡地占52%,高坡地占1%。地形地貌特点为大平小不平,即整体平坦,微地形起伏不平。2.2社会经济状况2010年,全县总人口92万人,其中农业人口81.53万人,现有农业劳动力51.85万人,全区现有耕地面积105.71万亩。实现国民生产总值104亿元,比上年增长10.8%,首次突破百亿元大关。其中:第一产业增加值41.5亿元,增长4.8%;第二产业增加值43.7亿元,增长17.7%;第三产业增加值18.8亿元,增长7.3%。2010年完成财政一般预算收入2.09亿元,增长22.1%,其中税收收入1.35亿元,增长26%;一般预算支出14.4亿元,增长18.2%。全县规模以上工业完成增加值31.3亿元,增长22.7%;实现利税17.6亿元,增长25.2%;工业用电量2.6亿千瓦时,增长12.9%。2010年城镇居民人均可支配收入12081元,增长11.1%;农民人均纯收入4323元,增长7.5%;城乡居民储蓄存款余额57.7亿元,净增9.1亿元。西华县境内交通便捷,四通八达。距内陆特区漯河市中心30km,距郑州国际机场一个半小时车程。西靠京广铁路和京珠高速公路,东临京九交通大动脉,省道S329线(南石路)横穿东西,县与县、县与乡均有柏油公路相通。随着村村通公路工程的实施,乡村修建了柏油路,村级公路网已基本形成,这为经济可持续发展创造了有利条件。国民经济和社会发展中存在的主要困难和问题是:经济总量还不够大;农村基础设施薄弱,灌排能力不足,沟渠不配套,且杂草丛生,淤塞严重,部分区域水环境条件恶劣;县境内基础设施建设还不够完善,重大工业项目建设进度还十分滞后,工业化、城镇化、经济外向度较低。2.3水文气象1、气象西华县属暖温带半湿润季风气候区,春夏秋冬四季分明,温差变化较大,多年平均降雨753.8mm左右,南部多于北部。降雨特点为年内分配不均,年际变化大。年内降雨主要集中在汛期69月份,占年降雨量的60%以上。降雨的时空分布不均导致旱涝灾害时常发生。多年平均气温14C左右,南部略高。全年一月份气温最低,平均气温0.5C,七月份气温最高,平均气温27.5C。极端最低气温-21C,极端最高气温41C。日平均气温0C以上的稳定期平均日数为315天,日平均气温10C以上的稳定期220天。全年日照时数为2318小时,日照百分率约50%。无霜期216天,平均相对湿度71.5%,干旱指数在1.3左右。2、水文西华县是多河流地区,属于淮河流域,沙颍河水系。县境内控制流域面积在100km2以上的骨干河道有14条,即:沙河、颍河、贾鲁河、柳塔河、清流河、新运河、鸡爪沟、鲤鱼沟、重建沟、双狼沟、洼冲沟、清水沟、黄水沟统称七沟七河,总河长351公里;10100 km2的骨干沟渠37条,总长度285.8km。(1)沙河:发源于鲁山县西莫达岭,东流经鲁山、宝丰、叶县、襄县、舞阳、郾城、漯河市,在西华县址坊乡大陈村入境,沿县南部边界东南方向流经逍遥镇、西夏镇、叶埠口乡至李大庄乡、张柿园村东与颍河交汇后出境。沙河周口以上流域面积25800 km2,在我县境内全长69km,流域面积12540 km2,沿河五个乡、镇,人口20万,耕地30万亩,是我县一条主要防洪河道。沙河防洪标准(逍遥站)警戒水位52.86m,保证水位57.26m,最大泄洪流量3000 m3/s。(2)颍河: 颍河发源于登封县西南阳乾山西侧之颍谷,源头在三孙庄珍珠泉,在东金店左与少林河交汇。流经禹县、襄县、许昌、林颖、郾城县在我县址坊乡瓦屋赵村入境,流经逍遥镇、西夏镇黄桥乡、迟营乡、叶埠口乡到李大庄乡张柿园注入沙河出境。颍河流域面积7348km2,在我县境内河长65km,横穿我县西南部,流域面积601km2,是我县西南部的一条主要防洪、除涝河道。沿河两岸建有24座防洪涵闸和逍遥、黄桥两座节制闸。它的主要支流有刘塔河、清异河、清流河、鲤鱼沟、重建沟。 (3)贾鲁河: 贾鲁河发源于密县以北山区,流经郑州、中牟、开封、尉氏、鄢陵、扶沟等县至我县聂堆镇鲤鱼滩入境,流经红花镇、田口乡、城关镇、皮营乡、迟营乡、大王庄乡至东王营乡的李方口出境,到周口市注入沙河,总流域面积5922km2。贾鲁河在我县境内河长32km,横穿我县中部,流域面积199km2,两岸修建涵闸12座,阎岗节制闸一座,是我县中部一条主要防洪、除涝河道。它的主要支流有双狼沟、七里河。2.4水资源情况1、水资源总量根据西华县水资源调查与水利化区划报告和西华县水资源开发利用现状调查分析报告,全县多年平均地表水资源量为16600万m,地下水21200万m,重复计算量5100万m,总量为32700万m。2、水资源可利用量全县水资源可利用量的计算分为四个部分:一是地表水可利用量。参考有关成果,经分析测算多年平均为4980万m;二是地下水资源可利用量。经测算,为15900万m;三是客水可利用量。参考已有成果数据,我县沙河、颍河、贾鲁河、新运河等7条主要过入境河道多年平均径流量366550万m,目前过入境水的利用率一般在5%左右,则每年可利用量为18300万m。四是引黄。随着赵口灌区渠系工程的不断完善,引黄河水作为补充已经成为可能。预计每年引黄两次,每次按 350万m,共可引700万m水。经计算全县水资源可利用总量为:多年平均34780万m,平水年50%保证率31470万m,偏枯年75%保证率23970万m,枯水年90%保证率18650万m。全县水资源总量及可利用量见表3-1表3-1 全县水资源总量及可利用量汇总表水平年来 水保证率()当地水资源量水资源可利用量地表水地下水重复计算量水资源总量地表水地下水重复计算量客水其它水资源可利用总量多年平均166002120051003270049801590051001900034780平水年50%149002210048003220044701590048001590031470偏枯年75%8900164003800215002670159003800920023970枯水年90%4500970028001140013501590028004200186502.5水利工程现状及水资源开发利用程度2.5.1 水利工程现状截止2010年底统计,西华县拥有机电井18326眼,其中配套机电井17326眼,装机容量309.35千千瓦。现有机井分布在全县各个乡镇,但乡镇、村之间发展不平衡,有的乡镇平均40亩地一眼井,有的乡镇平均80亩地一眼井,有的村平均150亩地一眼井。全县100 km2以上的骨干河道14条,长351km,控制流域面积651 km2,达到35年一遇除涝标准的有4条;30100km2的骨干排水沟河11条,长111 km;支斗沟527条,长743 km。共建大中型节制闸8座,初步形成3个引水补源区,补源面积达65万亩,为灌溉补源奠定了水源基础。其中较大的有赵口引黄大型灌区1处,设计灌溉补源面积40.0万亩。全县现有小型灌溉泵站20多处,主要分布在清流河、颍河两岸的黄桥乡和艾岗乡境内,其中艾岗乡12处,装机420Kw;黄桥乡8处,装机300Kw。这些工程均为80年代末修建,后来均遭不同程度的毁坏,均需整修。至2010年底,全县已兴建农村饮水安全集中式供水工程20处,其中跨乡镇或联村19处,村级1处,设计供水总规模19000 m3/d,工程建设主要是打300500米深水井作为水源,通过供水厂管网延伸供水到户,受益群众已达33.7万人。2.5.2 水资源开发利用程度西华县地处豫东平原,是典型的农业大县,近年来乡镇企业发展迅猛,成为新的争水大户。全县水资源主要供给农业、林业、生活用水、畜牧业、水产养殖和新兴的企业用水。西华县为雨原型水源,水资源的多少受制于降水量的大小。降水量大,水资源丰富,用水量少;反之,降水量小,水资源少,用水量大。形成丰水年地面径流大量排走,枯水年地下水大量损耗,使本来就不丰富的水资源更趋紧缺。为适应西华县社会经济和农业快速健康发展,充分利用现有区域水资源,西华县委、县政府从九十年代初就不断探索水资源利用开发的新路子,结合县域地形地貌在过境河流上建设节制闸,拦蓄汛末及非汛期地面径流和渗入河道中的地下水,同时加大引黄补源力度,充分发挥了开源节流的作用:一是拦蓄了地面径流、入境客水和境外的引水,扩大了地面水的可利用量;二是增加了河道侧渗,补充了地下水;三是由于河道蓄水位的顶托及拦蓄作用,减少了地下水的流失同时,由政府主导、群众参与的节水农业也在全县逐步推广。农业灌溉的主要节水环节就是输送灌溉水到田间,西华县大力推广渠道防渗和地面软管灌溉措施,通过农业灌溉节水,不仅使农民尝到了甜头,也使农业灌溉水资源浪费现状得到有效改善,将有限的水资源更多的用在经济建设和提高人民群众生活水平上,有力的促进了西华县社会主义新农村建设和社会经济健康发展。西华县的现状供水分为两部分,一是地表水供水,二是地下水供水。地表水供水靠分布于全县主要河道上的引水渠道引水供水,地下水为分布于全县域内农田上的机电井提取地下水供水。据周口市水资源公报2008数据, 2008年地表水资源量11880万m,地下水资源量21761万m,扣除地表水与地下水资源重复量3181万m,水资源总量330460万m。2008年总供水量为18839万m,其中地下水源供水量18292万m,地表水供水量547万m。当年实际总用水量17353万m,其中农业灌溉12679万m,工业生产1468万m,居民生活2387万m,其它用水819万m。第3章水源论证3.1地表水源论证根据周口市水利局勘测设计院1995年编制的西华县水资源利用规划,把西华分成沙颍区、颍贾区和贾东区进行水资源的分析计算。本次论证参考西华县水资源利用规划中的部分成果,并沿用三个分区进行水资源论证。1、地表水分布西华县地表水资源主要是河流,三个分区地表水资源分布情况如下:(1)沙颍区:有沙河、颍河、清异河、柳塔河、鸡爪沟、鲤鱼沟、清流河、重建沟。县域自产水资源量0.607亿m3。(2)颍贾区:有贾鲁河、双狼沟,自产水资源量0.318亿m3。(3)贾东区:有新运河、清水沟、黄水沟、洼冲沟,自产水资源量0.635亿m3。2、地表水资源量西华县控制在流域面积在100km2以上的骨干河道有14条,其中过入境河道12条,始源县域的有2条,主要过入境河道多年平均径流量36.65亿m3,目前过入境水的利用率一般在5%左右,则每年可利用量为18300万m;随着赵口灌区渠系工程的不断完善,引黄河水作为补充已经成为可能。预计每年引黄两次,每次按 350万m,共可引700万m水。县域多年平均表水资源量1.66亿m3,参考有关成果,经分析测算地表水资源多年平均可利用量为4980万m。3、地表水化学特征随着工农业的迅速发展,人口增长和城镇化的发展,工业废水和生活污水日益增加,流经西华县的颍河、贾鲁河分别接纳了上游地区的企业废水和生活污水,河水水质已经受到严重污染。据2002年颍河黄桥站和贾鲁河茅岗站监测资料:颍河说高锰酸钾指数为75.8mg/L、化学需氧量为139.6mg/L、五日生化需氧量76.5mg/L、氨氮含量为15.8mg/L,分别为超V类水标准的4.05倍、2.49倍、3.47倍、6.9倍,贾鲁河水化学需氧量和氨氮含量分别为V类水标准的1.8倍、12.2倍,五日生化需氧量、高锰酸钾也达到了V类水标准。另外颍河、贾鲁河两条河流中总汞含量也达到了IV类。4、地表水资源论证结论西华县多年平均地表水资源总量1.66亿m3,多年平均可利用量为4980万m3,但由于农村经济快速发展、乡镇企业数量不断增加,多种原因造成水质污染情况日益严重,县域内的可利用地表水资源已不能满足解决农村饮水安全的要求,可补给浅层地下水或满足农业灌溉、水产养殖、绿化和改善生态环境等用水需要。3.2地下水源论证3.2.1水文地质特征1、含水岩层的划分及其特征 西华县处于黄河冲击平原上,沉积了巨厚的第四纪松散岩类,富含孔隙水和粘土裂隙水。根据地质分层为基础,水文地质要素为依据的原则,将其分为三个含水层组:第一含水层组(相当于Q4+Q3)、第二含水层组(相当于Q2)、第三含水层组(相当于Q1)。区域内为多层结构的含水层,归并为浅水层(潜水)即第一含水层组和深层水(承压水)即第二、三含水层组。2、地下水赋存条件与分布规律(1)浅水层(潜水)地下水赋存条件与分布规律浅层水是指赋存于地表以下40m左右内松散堆积沉积物中的地下水。它直接接受大气降水和地表水的渗入补给,消耗与蒸发开采和河流排泄;具有自由水面和微承压的性质,消耗于蒸发、开采和河流排泄;具有自由水面和微承压的性质。根据地貌和沉积物的不同,大至自西夏、周口、项城一线以北为近期黄泛沉积物,以南为近期沙、颍河堆积物。二者上部为亚砂土夹薄层亚粘土,下部为中细砂、粉细砂、粉砂,构成上细下粗典型的“二元结构”和粗细相间的“多元结构”。由于受河流摆动时间长短的控制,使主流带和泛流带相间分布,且反映在含水层厚度、粒度上亦有差异,富水程度也随之作相应的变化。按富水程度来划分,西华县成为富水程度中等的潜水,主要分布在汴岗西华淮阳的搬口西北东南向的黄河古河道主流带。含水层岩性:西北部较粗,为细砂、中细砂,东南部稍细,为细砂、粉细砂。厚度1015m,顶板埋深1015m,水位埋深大部分地区24m。单井出水量4060m3/h 西华县西华营东夏、艾岗李大庄一带为富水程度弱的潜水,是几条黄河泛流带组成。含水层岩性为粉细砂、粉砂。局部小于5m,顶板深度多为1015m,部分小于10m,水位埋深度多为24m。单井出水量2040m3/h见图3-2.(2)深层水(承压水)地下水赋存条件与分布规律深层水是指第一含水层组以下至400m深度的第二、三含水层组中的地下水。两个含水层组的上部均有厚度不等的粘土、亚粘土隔水层,使地下水具有明显的承压性质。第二含水层组广布县域,是由第四系中更新统冲、洪积物组成,其地层厚度与基底构造密切相关,隆起区80100m,凹陷区120150m。西华县城为河间地带,主要由细颗粒的沉积物组成,含水层薄而细,一般仅有小于8m的粉砂、粉细砂。逍遥、红花、聂堆、东夏等镇是由来自西部的冲洪积物组成,含水层顶板埋深60100m,底板埋深90150m,岩性以粉细砂为主,厚度8.0613.66m。 第三含水层组分布县域,地层厚度200250m,是由西部和西北部的冰水湖堆积物组成。在谭庄、白寺、老城一带北侧,周口、西华、淮阳、西华一带,含水层颗粒变细,厚度变薄,由中细砂、粉细砂组成,厚度一般为3050m。 根据含水层组的埋藏条件和富水程度分区,西华县为富水程度的承压水,呈条带状分布在西夏、商水、固强和西华、淮阳、西华、鹿邑一带,含水层由细砂、中细砂、粗细纱组成。厚度35.843.5,顶板埋深210270m,底板埋深300380m,单井出水量60100m3/h.3、地下水补给、径流和排泄条件 (1)浅层水的补给、径流和排泄浅层水的补给 浅层水的补给主要是大气降水通过包气带的亚砂土、亚粘土的孔隙和裂隙直接渗入地下补给地下水。县域内包气带岩性大部分为结构松散的亚砂土、亚粘土,且地形平坦,地表径流滞缓,水位埋藏较浅,为大气降水入渗创造了良好的条件。河道建闸蓄水对浅层地下水的补给,为发展灌溉和增加对地下水的补给来源。西华有14条骨干河道,并已建成黄桥大闸、逍遥闸、闫岗闸等。沙河大闸和贾鲁河闸的蓄水,由排泄地下水转为补给地下水,使沿河两岸地下水位上升。沙河补给长度25km,颍河补给长度20km,贾鲁河补给长度12km,影响宽度为12.5km2,总影响范围314.31km2。此外熟睡渠渗漏及灌溉回渗也是地下水的重要补给来源。灌溉回渗补给,在进行大面积农田灌溉时,根据回渗试验资料,将有812%的灌溉水量回渗补给地下水。地下水的径流补给,浅层水径流的流向是由西北向东南,因水力坡度小,含水层颗粒较细,径流条件较差,补给量很小。浅层水的径流浅层水的径流条件主要是受地形、岩性控制,区域内地形平坦,地下水随地形坡降自西北向东南方向缓缓流动,水利坡度一般为1/30001/5000,总的来说径流条件是滞缓的。浅层水的排泄 浅层水蒸发,县境内包气带岩性多为亚砂土、亚粘土或亚砂土、亚粘土互层,大面积地下水位埋深较浅,加之半干旱的大陆性气候特征,致使地下水蒸发比较强烈,为浅层水的主要排泄途径。 人工开采利用地下水,对地下水的上升起着抑制的作用,对地下水的下降起着加剧的作用。水位下降,使蒸发大大减少,从而人工开采将成为地下水排泄的主要出路。 河流排泄地下水,尤其是近河流两侧表现突出。 径流排泄,地下水径流滞缓,排泄不畅,排泄量不大。(2)深层水的补给、径流和排泄深层水的补给论证区深层水的补给,受地质构造影响,从地下水的埋藏情况看,第二含水层组和第一含水层组大体一致,它们之间虽有亚砂土、亚粘土相隔,但因厚度较薄或为透镜体,故可通过第一含水层组间接受大气降水补给,其次来自西部和西北部上游地段地下水径流补给。在开采条件下,与上部第一含水层组产生水头差时,将产生越流补给。深层水的径流深层水的流向大体与浅层水一致,自西北和向东南流动,水力坡度约1/30001/5000,地下径流滞缓。深层水的排泄 深层水的排泄主要是以径流方式排出区外,县城工业和生活用水的集中开采也是排泄的主要出路之一;其次为越流方式补给浅层水和少量自流井直接进行排泄。4、浅层地下水埋深及动态特征 根据城关镇宋岗10号观测井1976年2002年年平均地下水埋深过程线看出:地下水的年际变化与降水量的多年周期性变化规律基本一致,即丰水年地下水位上升,平水年稳定,枯水年下降。由于西华是农业区,农业灌溉以开采地下水为主。多年来,地下水位有升有降,虽以丰补歉,但总的趋势呈下降状态。2002年与1976年相比,下降1.19m,年均下降0.044m,现状浅层地下水动态类型属入渗开采型。从各月平均值看,年内变化特征呈一升一降规律。下降阶段一般在10月份到翌年6月,这个阶段降水量小,补给量少,工农业及人畜用水量多,地下水平均深度埋深以6月最大,月平均4.29m,是一年中的谷值。进入主汛期后,地下水接受降水补给而回升,9月份为一年中的峰值,地下水埋深最小,月平均3.81m,年内升降变幅为0.48m。5、地下水化学特征 由于地表水的污染和使用污染水灌溉,浅层地下水也遭到不同程度的污染。根据近期水资源调查结果,县域大部分地区浅层地下水水质已不适宜人畜饮用,局部地区,特别是沿污染河道的两岸地区,浅层地下水污染更为严重,浑浊度、肉眼可见物、总硬度、锌、锰、铁、氟化物、溶解性总固体、硫酸盐、耗氧量、硝酸盐等均不合格。根据已有的中深井供水水质调查结果,县域内深层地下水无色、无味、清澈、透明。PH值8.08.1,为中性水,总硬度120275mg/L,水质类型主要为CINa(重碳酸盐类,钠组,第I型)。矿化度为650700mg/L。3.2.2 地下水资源量分析平原区浅层地下水资源量主要包括:降水、地表水体渗漏补给、侧向补给含水层的动态水量三部分。由于西华县域地下水的补排条件简单、水均衡要素较易确定,开采后变化不大,为此本论证地下水资源量采用水均衡法计算,即:式中:Q井归灌溉回归补给量; Pr降水入渗补给量; Q地表水体补包括河道渗漏补给量、库塘渗漏补给、渠系渗漏补给、渠灌渗漏补给及以地表水为回灌水源的人工回灌补给量。根据周口市水资源公报成果,并结合西华县近年来的水资源开发利用现状和观测数据,计算Q平原结果如下:1、降水入渗补给量:降水入渗补给量是地下水补给的主要来源。根据降水量和不同岩土给水度的大小,降雨入渗补给系数选为0.94,计算出沙颍入渗量沙颍区为4262万m3,颍贾区为4805万m3,贾东区6433万m3,全县15500万m3。2、河道入渗补给量:西华县自七十年代以来,为贯彻“以排为主,排、蓄、灌”相结合的治水方针,相继修建了一批中小型水闸,为综合治理旱、涝、碱灾害起到了很大的作用,由于修建了拦河闸,形成了河道水库,不但拦蓄了地表水径流,而且对两岸地下水起到了很好的补给作用。河道库区侧渗强度大小取决于河道蓄水位、蓄水时间、两岸附近地下水位、含水层厚度、渗透系数和河道蓄水补给地下水的河道长度等。根据以上因素计算出河道侧渗量,沙颍区为1710万m3,颍贾区为1485万m3,贾东区1305万m3,全县4500万m3。3、灌溉回归水入渗补给量:西华县是典型的平原井灌区,井灌面积较大,所以井灌田面入渗补给量也应考虑计算范围内。井灌田入渗补给量等于田面入渗系数乘以所提取的地下水量。入渗补给系数与灌水量、地下水埋深、灌前土壤含水量、岩性等因素有关。根据周口地区试验资料并结合省水文水资源总站的综合分析资料,采用田面入渗补给系数为0.18。其计算结果是:沙颍区为330万m3,颍贾区为372万m3,贾东区498万m3,全县1200万m3。综上,西华县多年平均浅层地下水资源量为21200万m3,计算结果如下表:表3-3 西华县多年平均地下水补给量表 万m3补给型区域降雨入渗河道侧渗灌溉回归补给合计沙颍426217103306302颍贾480514853726662贾东643313054988236全县合计155004500120021200西华县浅层地下水资源的特点主要表现为:人均水资源量较少、过境水资源丰富具有较大开发潜力、年际变化大,年内分布不均。3.2.3地下水可开采量分析1.地下水可开采量浅层地下水可开采量是指在经济合理、技术可能,不造成水质恶化和水位持续下降及其它不良后果等条件下的可以开采利用的那部分地下水量。它是开发利用地下水资源的一项重要依据。而浅层地下水总补给量,正说明西华县接受降水入渗补给量等各项补给量的能力,由于储水性给水度大于释水性给水度、地下水垂直与水平消耗以及开采条件的限制等原因,地下水总补给量不能全部被开发利用。地下水可采量可视为地下水总补给量减去天然排泄量。天然排泄量在平原地区主要是潜水蒸发量。根据周口市水资源公报、西华县水资源利用规划资料,综合考虑地下水埋深、气候条件、包气岩性、植被等因素计算出多年平均潜水蒸发量为:沙颍区为1271万m3,颍贾区为1433万m3,贾东区1919万m3,合计全县为4623万m3。地下水多年平均可开采量为:沙颍区为2956万m3,颍贾区为3332万m3,贾东区4462万m3,则全县地下水资源多年平均可开采量为10750万m3。西华县浅层地下水多用于农田灌溉、目前还有一部分浅层地下水用于农村饮水,但由于苦咸水、含氟量超标或受到轻度污染,卫生指标严重超标,且浅层地下水含氯、含盐也严重超标,不易再作为生活饮用水源。“十二五”期间,西华规划解决含氟量超标、苦咸水和污染水的饮水不安全人口达33.60万人。2.深层地下水允许开采量西华县浅层地下水已不能满足饮水安全工程水质的要求,所以不再对浅层地下水可开采量进行计算。本次水资源论证,通过整理近年来本地区类似饮水安全工程对深层地下水的抽水基础数据,分析近似开采条件下的补给量与允许开采量之间的关系,对本项目水源地深层地下水进行论证。由于西华县缺乏相关水文地质、钻井物探、勘察资料和实验报告,考虑农村饮水工程“十二五”规划正在实施,且受经济条件有限,无法实地进行水文地质勘察,为此,基础数据均为历年西华县农村饮水安全工程的相关资料。(1)历年安全饮水工程资料依据西华县2005-2010年已建成的农村饮水安全工程水源地的中深机井为数据基础,进行分析如下: 表34 西华县2005-2010年农村饮水安全水源井抽水试验情况统计表序号水源井位置成井时间井径(mm)井深(m)抽水历时(h)出水量(m3/d)静水位埋深(m)动水位埋深(m)水位最大降深(m)结论1址坊水厂址坊镇2008.11550368721200144329水位稳定2东夏镇1#井东夏镇2010.1055055872144031376水位稳定3东夏镇2#井东夏镇2010.1255051972144031387水位稳定4东夏镇3#井东夏镇2010.1255051972144032375水位稳定5东夏镇饮水井东夏镇北街村2006.155049072144031.241.19.9水位稳定6西华营镇1#井西华营后楼村2008.1055054272144014.825.210.4水位稳定7西华营镇2#井西华营镇东北20公里供水厂2008.1155054872144027.538.511水位稳定8西华营镇3#井西华营镇供水厂南300m2010.855054072144031409水位稳定9聂堆镇水厂2#井聂堆镇2009.155056872144030388水位稳定10奉母镇供水厂奉母镇七里仓村2009.1155043072144020.834.513.7水位稳定11西夏镇水源井西夏镇张百楼村2005.55503157214409.0516.77.65水位稳定12皮营郭楼水厂皮营乡郭楼村2006.355035372144027.134.457.35水位稳定13皮营乡皮营饮水厂皮营乡皮营村2006.255035272144033.642.28.6水位稳定14皮营西冯营饮水厂皮营乡西冯营村2005.65503107214409.215.46.2水位稳定15逍遥镇供水井逍遥镇周庄村2005.6550298.5721440224624水位稳定16逍遥固东村供水井逍遥镇固东村2006.155030972144011198水位稳定(2)数据分析由上述农村饮水安全工程水源井抽水试验和运行情况可以看出,按设计需水量进行长时间开采抽水试验后,各水源地群井动水位均在允许降深范围内,并能保持稳定;停抽后,水位又能较快地恢复到原始水位。这表明,在开采过程中含水层内建立了新的动平衡,抽水量小于或等于抽水时的补给量,这时,实际抽水量就是允许开采量。按这样的抽水量开采是满足地下水平衡要求、水量完全有保证的。由表3-4可知,西华县深层地下水的主要特征是:埋深约300-500m,单井出水量50-60m3/h,井径一般为550mm,静水位10-30m,动

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