55地下水饮用水源地保护区划分方法

地下水饮用水源地保护区划分方法陈鸿汉刘明柱中国地质大学（北京）[e-mail]@cugb.edu.cn010-82320921饮用水水源地保护区划分技术规范研讨会我国地下水饮用水源概况地下水是重要的饮用水水源。全国有近70%的人口饮用地下水，有400多个城市开采地下水，在华北和西北地区，城市供水量中地下水比例高达到72%和66%，部分城市地下水几乎是唯一的饮用水水源。内容一、地下水环境基本概念二、国内外地下水饮用水源地保护区划分现状三、地下水饮用水源保护区划分方法一、地下水环境基本概念基本概念地下水的广义概念：赋存于地面以下岩石空隙中的水地下水的狭义概念：赋存于饱水带岩石空隙中的水地质、水文地质条件的不同，其地下水污染途径和程度也不一样。1包气带特性:厚度岩性物理化学特性生物降解特性2含水层特性：厚度岩性渗透性物理化学特性生物降解特性3地下水特性：径流强度流向地下水物理化学性质地质、水文地质在保护区划分工作中的重要性按埋藏条件分潜水：饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的水承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水隔水层隔水底板承压水测压水位潜水水位潜水含水层包气带承压含水层饱水带上层滞水局部透镜体状隔水层地下水分类潜水特征潜水面为一自由水面靠重力作用由高水位向低水位流动潜水的分布区与补给区是一致的潜水的水位、流量和化学成分均随时空而变承压水特征承压水位是虚拟水位分布区与补给区不一致动态受季节变化、人为因素影响较小按含水介质分类孔隙水：储存于松散层中的地下水。裂隙水：储存于基岩裂隙中的地下水岩溶水：储存于可溶性岩石溶穴中的地下水埋藏条件不同，保护区划分的要求不一样。介质类型不同，划分的方法也不同。1、污染物迁移受水动力条件的控制3、1和2受含水层介质控制2、污染物迁移转化受水化学演化路径的控制4、污染物迁移与比重和可溶性等物化性相关。污染物从包气带进入含水层的过程中，其迁移、转化受地质、水文地质条件的控制。ContaminantPlumes(mapview)上层滞水地下潜水可溶性污染物生活污水和工业废水的排放垃圾填埋石化产品的储存和运输过程中的泄漏化肥、杀虫剂、除草剂等的施用等漂浮污染物局部隔水粘土地下水污染的来源水源地分类1、按埋藏条件划分2、按介质类型分3、按开采规模分中小型：5万m3/d大型：≥5万m3/d美国在80年代开展了这项工作。1986年通过了对1974年的清洁水法修正案以后，美国开展了全国性的井源保护计划(WHP)。该计划要求各州绘制或“圈定”现有井和新井的补给区，以保证区内或附近的土地利用活动不致污染水井。二、国内外地下水饮用水源地保护区划分现状部分国家地下水水源保护区划分表国家一级区二级区三级区德国10―50m50d(≥50m)2000m芬兰取水区60d流域区界瑞典井区≥100m，≥60d流域区界英国50d，≥50m4000d，面积不小于流域的25%流域区界，半径不小于5Km澳大利亚直接防护区10-20m50d(≥50m)局部保护区瑞士10-20m≥100m流域区界荷兰井区集水区50-60d滞留20年保护区我国地下水水源保护研究现状水源保护区不足1000个，远远低于西方发达国家的水平。由于没有建立明确的地下水源保护区划分标准，划分工作长期处于混乱状况。有的城市把水源地取水井周围30m作为一级保护区，有的则取15m,50m等；有的取抽水井以漏斗边界作为保护区。三、地下水饮用水源保护区划分方法本次保护区分级划定原则三分法1、一级保护区100天的流程线2、二级保护区1000天的流程线3、准保护区潜水：补给区+径流区承压水：补给区开采井包气带包气带含水层地下水流向100天的迁移距离水源开采影响区地下水水位不同开采规模水源地划分要求1、中小型水源地经验值法、公式法2、大型水源地数值法水源地水文地质资料主开采层埋藏条件、介质类型、包气带岩性、补径排特征长期动态观测资料地下水位、水质污染源资料可能对地下水有影响的污染源水源地开采现状资料开采规模、开采深度划分所需的资料潜水中小型水源地介质类型一级保护区半径R（米）二级保护区半径R（米）细砂30～50300～500中砂50～100500～1000粗砂100～2001000～2000砾石200～5002000～5000卵石500～10005000～100001、经验值法潜水中小型水源地2、公式法式中，R—保护区半径（米）；α—安全系数，一般取150%K—含水层渗透系数（米/天）；I—水力坡度（为漏斗范围内的水力平均坡度）；T—污染物水平运移时间（天）；n—为有效孔隙度。开采井包气带包气带含水层地下水流向100天的迁移距离水源开采影响区地下水水位参数的获取本次保护区划定所需水文地质参数如渗透系数、有效孔隙度和给水度等主要通过利用前人成果，从已有资料中获取。对于个别需要通过室内或野外试验获取水文地质参数的地段，可参阅水文地质手册有关章节测定水文地质参数。潜水大型水源地建议采用数值法（稍后演示）孔隙承压水保护区中小型大型一级保护区划定上部潜水的一级保护区作为承压水的一级保护区，方法同孔隙潜水中小型。划定上部潜水的一级保护区作为承压水的一级保护区，划定方法同潜水大型水源地。二级保护区不设(矿区、油田开采区除外)不设准保护区必要时将水源的补给区划为准保护区必要时将水源的补给区划为准保护区按成因类型不同分为风化裂隙水成岩裂隙水构造裂隙水。裂隙水饮用水源地保护区划分方法风化裂隙型与成岩裂隙型介质特征与孔隙介质类似，保护区划分方法同孔隙介质。构造裂隙型保护区划分方法同孔隙介质。※※裂隙水必须考虑裂隙介质的各向异性※※由于构造裂隙形成时所产生的不同方向上渗透性的不同，因此在应用经验公式时，必须在不同渗透方向上，分别计算影响半径。根据岩溶水的成因特点，岩溶水分为五种类型岩溶裂隙网络型、峰林平原强径流带型、溶丘山地网络型、峰丛洼地管道型断陷盆地构造型。岩溶水保护区划分必须考虑溶蚀裂隙中的管道流与落水洞的集水作用。岩溶水饮用水源地保护区划分方法岩溶裂隙网络型水源地保护区划分同孔隙型水源地峰林平原强径流带型水源地保护区划分同构造型水源地。峰丛洼地管道型、溶丘山地网络型、断陷盆地构造型水源地保护区划分一级保护区：参照地表河水的一级保护区的划分。即以岩溶管道为轴线，水源地上游不得小于1000米，下游不得小于100米（若有支流，则支流也要参加计算），两侧宽度按经验公式计算。同时，在此类型岩溶水的一级保护区范围内的落水洞处也必须划分一级保护区，划分方法是以落水洞为圆心，按经验公式计算的距离为半径（T值为100天）的圆形区域，通过落水洞的地表河流按地表水一级区划分方法划定。二级保护区：一般不设二级保护区准保护区：必要时将水源的补给区划为准保护区需要注意的问题同时要加强地对水源地的水质情况进行监测，发现划分半径不合理时，及时进行范围校正。具体到某个具体水源地时，必须根据水源地的实际情况进行调整