水利工程论文范文吴忠市金积地下水饮用水源地保护区划分

　　地下水是我国许多城市的重要供水水源，也是维系区域生态环境的关键要素。建立地下水饮用水源保护区目的是保护地下水饮用水源地免受污染，或使轻度受污染的水源水质逐渐恢复清洁；为此需要检测污染物运移的方向，及时采取措施，防止突发事件的发生，并通过对保护区的管理，恢复生态环境，涵养水分，净化水源，减少对补给水源的污染。

　　摘要：对以地下水为主要供水水源的城市进行地下水饮用水源地保护区划分将提高饮用水的安全保障程度。在总结地下水水源地划分的原则和方法基础上，利用FEFLOW软件建立了吴忠市金积傍河型地下水水源地的地下水数值模型，模拟了规划的三种地下水开采情景下地下水的运动，并利用反向粒子跟踪技术和水源地划分原则和标准确定了三级保护区范围。该研究可为吴忠市和其他类似地区地下水资源管理和有效保护提供科学依据和参考。

　　关键词：水利工程论文范文,地下水水源地,保护区划分,数值模拟,反向粒子跟踪,傍河

目前我国地下水质不断恶化、城市地下水水源地遭受不同程度有机污染，对城市主要供水的地下水饮用水源地进行保护区划分显得尤其迫切[1]。地下水源保护和污染防治工作按保护区级别不同而要求不同，因此划定各级保护区的界线十分关键。保护区如果划分过小，则不能起到对水源地的保护作用；如果划得过大，则可能增加不必要的保护和污染防治工作量，经济成本也会相应提高，因此保护区范围应该科学合理地加以确定[2]。

　　地下水源地污染防治规划最先始于18世纪末期的德国，德国自来水85%以上依靠地下水供应[3]。德国经过长期实践，在水源保护区方面探索出一系列保护规范、模型、政策与法规[4]，并且建立了保护区的划定原则与方法以及分区分级保护等思想，被欧美等工业国家吸收采纳[5-6]。国内在这方面尚处于起步阶段。1989年国家环保局等五部委联合颁布的《饮用水水源保护区污染防治管理规定》，对水源保护区的划分做了原则性规定[7]。2007年1月颁布的《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007），明确规定了地下水饮用水水源保护区划分的基本方法和饮用水水源保护区划分技术文件编制的要求[8]。划分地下水水源保护区时需要考虑众多因素，涉及技术和非技术两个方面。技术方面的因素包括保护区的自然地理状况、水文气候、地质及水文地质条件、污染源分布及污染物类型、供水井的分布及规模；而非技术因素包括经济负担能力、制度执行能力等。地下水水源保护区实施分级保护[9]，即从取水点（区）向外依次分为一级保护区、二级保护区和准保护区，保护级别从内向外逐渐降低。各级地下水源保护区的范围应根据当地的水文地质条件确定，并保证开采规划水量时能达到所要求的水质标准。本文在总结地下水饮用水源划分原则和方法的基础上，针对吴忠市典型傍河地下水水源地保护区划分进行探讨。

　　1地下水饮用水源地划分原则与方法

　　地下水水源保护区划分需依据一定原则，主要包括：（1）地下水和地表水统筹考虑；（2）水质和水量兼顾；（3）优先保护原则；（4）协调一致原则。指保护区划分要与地下水管理有关的部门之间协调，要考虑国家、省、地区、县级之间的协调，还要考虑与地下水保护相关的法律、规章和协议之间的协调一致；（5）预警原则。需要通过污染源、水文地质条件等因素的调查和地下水监测，预测地下水系统可能遭受的危害或潜在危害[10]，提前提出警告，选择合适的预防和保护措施，防止地下水污染。具体制定地下水水源地保护区时需要根据研究区的实际情况和以上原则确定。

　　划分地下水水源地保护区的方法很多，包括经验法、公式计算法、水文地质描绘法、解析模型法、地下水数值模拟法[11]。数值模拟法是求解实际地下水水源地问题的主要方法，水力截获技术是目前国外应用最广的划分水源保护区的数值模拟技术之一[12-14]。数值模拟法划分标准有距离标准和时间标准，由于距离标准没有考虑到污染物在含水层中发生的地球化学过程，这样单纯的用距离来划分保护区可能会造成过度保护或保护不足，因此地下水数值模型中普遍采用的是时间标准划分保护区，而且采用紧迫的时间观念，有利于保护部门及早做出保护措施，防止水源地的污染。相对于50日流程等时线，100d更有利于细菌的死亡，因为考虑到吴忠市地下含水层的空间异质性，有些细菌和病毒在超过50d后仍然可以存活，因此采用100d为一级保护区划分标准。

　　2研究区概述

　　吴忠市地处我国西北（如图1），位于银川市南部，黄河纵贯全境，引黄灌溉自秦汉以来有2000多年的历史，而且地下水饮用水源地属傍河地下水水源地类型。研究区属中温带半干旱气候区，多年平均降水量193.4mm，多年平均蒸发量2013.7mm。研究区地势南高北低，南部为牛首山及罗山余脉汇合而成的黄土丘陵地带；北部为黄河冲积平原，平均海拔高度为1125m。

　　吴忠市区内含水层主要有第四系松散岩类孔隙潜水-承压含水层、第三系碎屑裂隙孔隙承压含水层。第四系最厚达1600m，为地下水储存提供了良好条件，是建设水源地的主要含水层。地下水水源地含水层介质类型主要为砂砾石或薄层状砂，含水层水力传导系数为0.5～15m/d，包气带性质为含较多的粉粒和黏粒的砂砾石（如表1）。地下水水源地土壤介质类型是砂质壤土或粉质壤土。总体上的岩性特征是：除表层为薄层黏性土之外，下层结构由松散粗碎屑物质组成，构成了巨大厚度的储水空间。