新疆托里縣廟爾溝鎮(zhèn)供水工程建設(shè)淺析

王立民

(新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，新疆 石河子832000)

廟爾溝鎮(zhèn)位于新疆托里縣南約66 km，現(xiàn)階段供水主要采用分散式供水，在廟爾溝鎮(zhèn)西側(cè)有一座水塔，其供水井為一眼大口井，井深9.4 m，由于供水管道損壞較為嚴(yán)重，大多數(shù)用戶需人工擔(dān)水。同時鎮(zhèn)內(nèi)個別住戶和單位采用人工自挖大口井進(jìn)行臨時供水，大口井井深多在10 m以內(nèi)，大口井水位受季節(jié)性氣候影響較為嚴(yán)重，在較枯水年份水位較深，甚至部分水井干枯。同時由于廟爾溝鎮(zhèn)地下水的來源主要為周邊泉水的溢出，而廟爾溝鎮(zhèn)以畜牧業(yè)為主，其泉眼周邊多為牛羊飲水點(diǎn)，造成泉水污染較為嚴(yán)重，直接影響廟爾溝鎮(zhèn)人飲安全。為保證居民生活用水，最安全、最經(jīng)濟(jì)、有效的措施則是尋求合適地段，進(jìn)行適合生活飲用的地下水的開采。

由于研究區(qū)處于山間洼地內(nèi)，四周均為中低山丘陵區(qū)，地下水埋藏與賦存條件復(fù)雜，而在以往的研究過程中，多有鑿井失敗的先例，同時該區(qū)未進(jìn)行過系統(tǒng)的水文地質(zhì)勘探資料，對含水層巖性、結(jié)構(gòu)認(rèn)識不足，在該區(qū)是否能提取適合飲用的地下水是該項目建設(shè)的主要問題之一。而本次研究之后所提出的布井方案及單井設(shè)計，在隨后的項目實施中則得到了有效、準(zhǔn)確的驗證，從根本上解決了廟爾溝鎮(zhèn)存在幾十年的生活用水難的問題。

1 水文地質(zhì)條件

1.1 研究區(qū)地下水的賦存條件及分布規(guī)律

研究區(qū)位于瑪依力山與扎伊爾山之間的出山口處，地下水的形成嚴(yán)格受山區(qū)大氣降水的控制。上游山區(qū)分布有古生界基巖，以泥盆、石炭系火山碎屑沉積巖為主，由于屢次構(gòu)造運(yùn)動的破壞，并經(jīng)風(fēng)化作用，裂隙發(fā)育，山區(qū)大氣降水源源滲入其中，形成風(fēng)化裂隙潛水，并以泉的形式溢出地表，進(jìn)入研究區(qū)。研究區(qū)第四系地層較薄，一般為3～6 m，賦存地下水的空間有限。同時在區(qū)內(nèi)可見多處基巖出露，對地下水的徑流有一定的阻礙，使得地下水主要沿現(xiàn)有沖溝徑流，而沖溝兩側(cè)一般不含地下水，即區(qū)內(nèi)地下水基本呈脈狀或帶狀分布。此外研究區(qū)地形比降較大，一定程度上也不利于地下水的賦存，故總體來看研究區(qū)地下水賦存條件較差。研究區(qū)上游泉眼其水質(zhì)礦化度為0.86 g/L，同時鐵和硫酸鹽含量略有超標(biāo)。

1.2 含水巖組富水性

研究區(qū)地下水主要為裂隙潛水，透水性相對較弱，本次工作對廟爾溝鎮(zhèn)現(xiàn)有兩眼大口井進(jìn)行了簡易抽水試驗。試驗過程中用流量3 m3/h的水泵抽水，一般在數(shù)小時內(nèi)即被抽干。主要原因是潛水在水平方向上的水力聯(lián)系又相對較弱，含水層缺乏穩(wěn)定的補(bǔ)給源，而含水層厚度過薄，故一抽即干。根據(jù)位于廟爾溝鎮(zhèn)西北側(cè)現(xiàn)有泉眼最大流量為3.82 L/s，按泉流量劃定本區(qū)基巖裂隙含水層為弱富水區(qū)，富水性較差。

1.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

研究區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄主要受氣象、地貌條件等因素的影響。研究區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給主要來自西北側(cè)上游地區(qū)泉水溢出流入補(bǔ)給。由于研究區(qū)基巖埋深較淺，且時有出露，阻礙了地下水向下游徑流，地下水只能沿現(xiàn)有沖溝呈帶狀徑流，而沖溝兩側(cè)一般不含水。區(qū)內(nèi)地下水總體流向與地形坡向基本一致，由西北向東南徑流。地下水水力坡度約為4.49%左右，含水層主要以花崗巖風(fēng)化層為主，在強(qiáng)風(fēng)化層中，裂隙相對較為發(fā)育，地下水徑流速度較快。研究區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)蒸騰作用相對較強(qiáng);其次研究區(qū)部分水量通過區(qū)內(nèi)沖溝排出研究區(qū)，同時部分地下水以側(cè)向徑流形式排出區(qū)外。

綜上所述，研究區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄呈以下特點(diǎn):區(qū)內(nèi)地下水主要賦存于花崗巖風(fēng)化層中，呈帶狀分布，主要補(bǔ)給源為上游泉水補(bǔ)給。地下水總體流向與地形走向一致，由西北到東南。地下水的排泄以潛水蒸發(fā)、沖溝排泄、側(cè)向流出為主。

2 地下水資源量概算

如前所述，研究區(qū)地下水的補(bǔ)給源主要為泉水溢出，其溢出量計算公式如下:

計算公式:Q泉水=νAT

式中:Q泉水:泉水溢出量(104m3/a);ν:泉水溢出流速(m/s);A:泉水溢出過水?dāng)嗝婷娣e(m2);T:泉水溢出計算周期(d);

研究區(qū)各泉眼無長觀資料，根據(jù)本次調(diào)查走訪，研究區(qū)內(nèi)泉水溢出量年內(nèi)變化較小，基本上常年流水，2012年8月10日-2012年8月15日，對研究區(qū)內(nèi)泉流量進(jìn)行測量，則研究區(qū)補(bǔ)給泉眼流量為12.05 ×104m3/a。

3 宜井區(qū)的選擇及機(jī)井布置

本項目水源地位置的確定遵循以下原則:

(1)水源地應(yīng)布置在地下水補(bǔ)給條件及開采條件最優(yōu)的地區(qū)，即地下水水量較豐富、水質(zhì)較優(yōu)、易于開采地段。

(2)水源地位置應(yīng)設(shè)置花崗巖破碎層較厚的地段，以便于有良好的賦存空間。

(3)工程建成運(yùn)行后，對環(huán)境的不利影響較小的原則。

如前所述，作業(yè)區(qū)地下水主要補(bǔ)給源為泉水補(bǔ)給，賦存于花崗巖裂隙中，沿泉水徑流方向呈帶狀分布，而泉水兩側(cè)其它地區(qū)基本不含水。根據(jù)本次物探解譯成果，研究區(qū)內(nèi)可以滿足供水要求的取水點(diǎn)位于廟爾溝鎮(zhèn)西北側(cè)4.0 km補(bǔ)給泉眼附近，該處花崗巖風(fēng)化層厚度約40 m。根據(jù)本次調(diào)查研究區(qū)地下水可開采量量為12.05 ×104m3/a，廟爾溝鎮(zhèn)生活需水量4.38 ×104m3/a，遠(yuǎn)小于地下水可采量，因此地下水水量可滿足研究區(qū)人飲需求。

由于研究區(qū)地下水賦存于花崗巖風(fēng)化層中，相對而言弱風(fēng)化層構(gòu)造致密，質(zhì)地堅硬，不易于機(jī)械施工，而強(qiáng)風(fēng)化層質(zhì)地松散，便于施工操作，根據(jù)含水層特性，本次工程的取水方式建議采用管井取水。井深設(shè)計為40 m，貫穿風(fēng)化層時終孔;管徑426 mm;設(shè)計出水量為5～10 m3/h。

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)含水介質(zhì)以花崗巖風(fēng)化層為主，富水性較差。地下水主要受上游泉水補(bǔ)給，沿區(qū)內(nèi)天然沖溝徑流，并流出區(qū)外。

(2)通過水文地質(zhì)研究工作，確定補(bǔ)給泉眼上游區(qū)域為人飲工程初選井位。布設(shè)機(jī)井1眼，井深設(shè)計為40m，井徑426 mm，單井出水量為5 m3/h。

(3)設(shè)計機(jī)井施工完成后，通過對該井進(jìn)行抽水試驗，出水量可達(dá)15 m3/h，出水量滿足了廟爾溝鎮(zhèn)生活需水量。

［1］王立民，農(nóng)九師一七〇團(tuán)二連水文地質(zhì)勘察報告，新疆:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，2012。