凌河扇地地下水资源评价

凌河扇地地下水资源评价

大凌河扇区位于锦州凌海市南部，东有大凌河，西有小凌河。南与渤海东湾接壤，总面积909公里。大、小凌河扇地内的地下水资源直接关系到锦州市工业生产、居民生活和当地农村生产、生活的用水状况。随着当地经济的迅速发展,该区取水量不断加大,而天然地下水的补给量却因降水量减少、大凌河上游白石水库蓄水等诸多因素的影响而减少。自1979以来,在大、小凌河扇地共布设86眼观测井并连续进行观测,据24年的连续观测资料,大、小凌河扇地内地下水连续出现补给量小于开采量即“入不抵出”现象,扇地内出现地下水“采补”严重失衡。目前,大、小凌河扇地内地下水超采量每年达到7210万m3,随着地下水位下降,取水漏斗不断加深和扩大,地下水位0m以下的面积达到145km2,在淡水与海水交界面处,由于淡水水位下降,压力减小,呈楔形体的海水向内地入侵,每年平均入侵30～40m。目前,大、小凌河扇地受海水入侵威胁较重的面积达560km2(其中已经被海水入侵面积210km2),占扇地面积的62%,且呈加剧之势。海水入侵不仅直接危害着当地农民的生产、生活安全,威胁着锦州、凌海市城区居民生活用水安全,威胁着扇地内各水源工程的供水安全,同时也使那些靠近沿海和小凌河左岸的居民人心慌慌,影响社会环境的稳定。因此,有效治理与保护大、小凌河扇地地下水源,事关锦州、盘锦、葫芦岛三市工业生产和锦州城区居民生活和凌海城乡人民生活、生产用水的安全,意义十分重大,任务十分迫切。1排水横渠,消减人工地下水位为保护大、小凌河扇地珍贵的地下水水源,锦州市已决定修建锦州市防止海水入侵工程进行治理,工程主要由大小凌河渠首工程、渗水横渠工程、“引大入小”工程、利用既有渠道工程、大凌河灌区二干渠改建工程、排污工程六部分组成,全部工程位于锦州市与凌海市的南部,大小凌河之间的扇地上,南临渤海辽东湾。六部分工程主要内容如下:(1)利用大、小凌河渠首工程。大凌河渠首工程位于凌海市大凌河桥下,拦河闸10孔,引水闸4孔,该工程1972年建成。小凌河渠首工程位于小凌河紫荆山拦河坝,坝长275m,坝高4.0m,该工程建于1934年,此渠首工程可以直接作为渗水横渠用水渠首,修建“引大入小”工程之后,在向小凌河灌区给水的同时,也通过小凌河灌区二干渠向渗水横渠供水。(2)新建排污工程。本次新修排污管道长2.6km,为净宽2.0m,高1.7m的浆砌石暗渠,上盖0.20m的混凝土盖板,设计流量3.7m3/s。为保证本工程运行安全性,防止锦州城区污水排入小凌河后污染渗水横渠内的水质,特修建排污管道,将锦州市污水处理厂的污水通过管道沿小凌河右岸大堤外侧送到拦河坝的下游。(3)新建渗水横渠工程。渗水横渠长7km,结构形式为明渠,深3m,底宽2.5m,上口宽14.5m,其功能是将小凌河干渠送来的地表水补给地下水,抬高地下水位。(4)改建大凌河灌区二干渠工程。本次对大凌河灌区二干渠进行改建,二干渠由于年久失修,导致渠道老化,外加渠堤不规整,导致渠堤高度降低,大大减少渠道过水能力,本次将渠堤加高培厚,修复和新建农桥32座,节制闸38座,渡槽6个。(5)新建“引大入小”干渠工程。通过新修引水干渠将大凌河水引入小凌河灌区的唐家闸门,替换小凌河的污水灌溉,并且将小凌河灌区所提取的地下水改用地表水进行灌溉,减少地下水开采量952万m3/a。全长10.89km,底宽2～2.7m,高2.0m,采用明渠浆砌石衬砌矩形渠道,修建节制闸18座,倒虹吸3个,农桥27座,涵洞1座。(6)利用既有渠道工程。是利用原有的排水沟(长湖沟、胜利沟、邢家沟、干沟子等)及大、小凌河灌区即有的灌溉渠道(大凌河灌区的一干渠、二干渠、横渠及小凌河灌区的二干渠等)工程,引大凌河区间径流及小凌河径流,在非灌溉期和非封冻期进行人工引水回渗补给地下水。利用既有灌排渠道长91.15km,共修建节制闸22个。2工程实施效果分析锦州市防止海水入侵工程运营后,经预测,可达到如下保护效果:2.1增设反渗透膜工程实施后,利用大、小凌河灌区渠首适时引大凌河区间水和小凌河引入渗水横渠后的剩余水量,进入大凌河灌区的一干、二干、邢家沟、胜利沟、长湖沟、横渠、干沟子和小凌河干渠等现有渠道进行人工回渗,多年平均可增加扇区地下回渗水量6117万m3。各渠道回渗量见表1。2.2减少取水量、限采水量锦州市决定每天限制开采地下水量6万m3,每年减少地下水开采量2190万m3,将取水量由原来的21599万m3/a减少到19409万m3/a,限采的水量由以下地表水源工程和节水措施替代解决。2.2.1水资源利用和改造(1)西水东调工程。该工程位于锦州市区西部女儿河水源,由于需要市政供水的铁合金厂需水量减少和造纸厂自备水源井的闲置,市政将富余水量调到市区,可以向市区增加供水量1万m3/d。(2)南山水源改造工程。由于南山水源建井时间长,大口井淤塞严重,出水量降低,本次将原有大口井更新改造,可以增加供水量1.5万m3/d。(3)废除日伪和建国初期的老管线。废除老管线10km,新建管线可减少跑冒滴漏1万m3/d。(4)合理调压。锦州市市政水压东高西低,通过调压,使市区压力均衡,减少水量损失0.5万m3/d。以上4项措施合计减少开采量4万m3/d。2.2.2以回水为主循环水、工业水泵为辅工程建成后,对锦州东港电力水源采取以下4项节水措施:(1)二期灰浆泵房清水池现使用灰场回水,一旦灰场回水中断,就得引用深井水进行补充,为节约用水,可以将二期循环塔循环水引入清水池,节省水量0.4万m3/d。(2)二期冲洗水使用的是灰场回水和循环水。一旦灰场回水中断,而气机循环水排污来水管又没水,只能用深井水,因此必须查明排污没有回水的原因。此项节约地下水0.2万m3/d。(3)锅炉工业回水很大,一二期共1100m3/h,将回水引入气机射水池代替循环水,节约深井水量1.2万m3/d。(4)一二期工业水泵均超负荷运行,这样可以根据机泵的运行状态,适当的调节机泵的运行方式,合理的控制深井的开采量,节约用水0.2万m3/d。以上4项措施合计可以节约地下水开采2万m3/d。综上,通过采取水源替代及节水措施,可关闭扇地地下水源井12眼,每天减少地下水开采量6万m3,每年减少开采量2190万m3。2.2.3小凌河灌溉灌溉通过修建“引大入小”干渠工程和大凌河灌区二干渠改造工程,从大凌河灌区的礼中闸门经三干渠,跨越长湖沟,将大凌河水(白石水库的水)引入小凌河灌区的唐家分水闸,灌溉小凌河灌区;同时关闭建业乡188眼水田井,闫家75眼水田井,将原用地下水灌溉的2460hm2水田,改用地表水灌溉,每年可减少地下水开采量2952万m3/a。同时增加水田回渗量609万m3。2.2.4地下水渗出量分析工程运营后,通过采取以上沟渠回渗、开源节流等措施,可逐步实现区域地下水采补平衡。工程运营后扇地地下水量变化分析见表2。由表2可知,通过上述限采、替代和回渗等措施,每年可结余地下水量3556万m3。据扇地地下水资料统计,从1995年至2004年,大、小凌河扇地累计平均亏空地下水量45942万m3,水位下降深度1.98～7.62m,大约需要13年的时间,本工程即可补足扇地亏空的地下水量,并逐步实现大、小凌河扇地地下水的