怀柔应急备用地下水源地减采热备影响分析

怀柔应急备用地下水源地减采热备影响分析
李阳;张景华;董佩;陈鲁
【摘要】On the basis of themeteorological and groundwater monitoring data for many years in Huairou emergency wellhead, this paper analyzes the groundwater level, water quality and dynamic water level before and after the Huairou emergency wellhead reducing exploitation in September 2015. At the same time, the evaluation of emergency wellhead conservation effects on water source and the surrounding groundwater system has also been carried out. The results show that the groundwater level in the central area of Huairou emergency wellhead has declined to 31.34m till August 31, 2015. After the water source is reduced, the water level in the emergency water source area and the surrounding area is obviously recovered. Compared to August 31, 2015, average of region ground water level has increased 1.69m on December 31, 2015.The largest increase occurred in the central area and the southern region’s increase is larger than that of the northern region. The average dynamic water level of shallow wells is increased by 8.07m and the average dynamic water level of deep wells increased by 18.34m. In the early stage of the reduction, the water quality of the deep conifned aquifer is deteriorated, which is close to the shallow conifned water. As the time goes by, the ground water level is increased and the water quality is restored to the level before the reduction. As the capital's largest emergency wellhead , Huairou emergency wellhead for conservation in the case of new water resources
of South-to-North Water Diversion, has important signiifcance to ensure the safety of water supply in the capital.%综合怀柔应急水源地多年气象及地下水动态监测资料，重点分析了2015年9月份水源地减采热备前后地下水水位、水质、水源井动水位等监测资料，评价了应急水源地热备涵养对水源地及周边地下水系统的影响。

结果表明，水源地运行至2015年8月31日，中心区地下水位已累计下降31.34m。

水源地减采热备后，应急水源地及周边地下水位恢复明显，相对于2015年8月31日至2015年12月底，区域地下水位平均上升了1.69m，中
心区升幅最大，南部地区升幅大于北部地区。

水源浅井动水位平均上升了8.07m，水源深井动水位平均上升了18.34m。

减采初期，深层承压含水层水质有所恶化，接近于浅层承压水。

随着时间的延续，地下水位的升高，水质恢复到减采前水平。

怀柔应急水源地作为首都最大的应急备用水源地，在南水北调来水后的新水情下进行热备涵养，对于保障首都供水安全有着重要意义。

【期刊名称】《城市地质》
【年(卷),期】2016(011)004
【总页数】5页(P66-70)
【关键词】怀柔应急水源地;减采;热备;动态监测;地下水涵养
【作者】李阳;张景华;董佩;陈鲁
【作者单位】北京市地质工程勘察院，北京 100048;北京市地质工程勘察院，北
京 100048;北京市水文地质工程地质大队，北京 100195;环境保护部核与辐射安
全中心，北京 100082
【正文语种】中文
【中图分类】P641.8
自20世纪90年代以来，北京市地下水年开采量不断上升（贺国平等，2005），多年的持续开采导致地下水位大幅下降，仅靠北京市城区水厂的集中供水已无法满足社会生产和生活的需要。

为减轻北京城区的供水压力，在北京山前地下水补给性能良好的地区，开辟了北京应急水源地（张寿全，2008）。

北京市怀柔应急备用地下水源地，位于北京市东北部怀柔区庙城－高两河、北房－高两河－南年丰一带，位于潮白河冲洪积扇的中上部。

西接怀柔水库，北靠京密引水渠，东南紧靠水源八厂，优越的地理位置，使其便于实施地表水与地下水联合调蓄，可很大程度解决水资源时空分布不均问题，增加城市供水保证程度（乔玲等，2004；北京市地质矿产勘查开发局等，2008）。

水源地原设计供水两年，由于连续干旱一直续采至今。

2015年以来，伴随着南水北调中线一期工程正式通水，涵养地下水、加强地表水与地下水联合调蓄成了新时期最主要的任务（张景华等，2015；刘予等，2005；张志永等，2014）。

经过
一系列调研论证，怀柔应急水源地于2015年9月7日正式按照10万m3/d的开采规模进入热备涵养期。

减采热备后，怀柔应急水源地能否逐步的进入“应急备用”状态，为北京城市发展稳定及供水安全发挥更大的作用。

本文将根据水源地动态监测数据，分析水源地进入热备涵养期后，水源地地下水资源动态变化，为水源地合理布置开采方案提供依据。

怀柔应急水源地地下水监测网络目前共有观测孔150眼，包括21对42眼深浅结合水源井，专门监测井5组11眼；其中浅井设计深度为120m，取水层为40～110m，深井设计深度为250m，取水层为120～240m；农业观测孔52眼，观
测层位为100m以浅含水层（图1）。

其中，①水源井42眼，主要利用自动液位记录仪，监测各水源井的日动水位变化，并根据各井水位降深，及时采取措施，保证水源井的正常运行。

②专门观测孔11眼，主要利用自动液位记录仪监测120m
水源浅井和250m水源深井的两不同深度的取水层的地下水位变化情况。

观测频
率为一日两次，为准确评价应急开采对怀柔平原区生活和工业用水井的影响提供依据。

③农业观测孔52眼，采取人工观测的方式，观测频率为每五日一次，对水源地地区进行加密观测，观测水源地地区浅层地下水位的变化情况，为准确评价应急开采对怀柔平原区农业用水井的影响提供依据。

2.1 区域地下水位动态
由图1可知，2003年怀柔应急水源地启动之初，区域地下水整体向东南方向流动，中心区地下水位24m左右。

由表1、表2、图2可知。

应急水源地启动初期，年度降幅较大，至2005年8月底，完成设计开采后，地下水平均埋深26.16m，累计降深9.05m。

之后随着降雨的增多，供水量的减少，地下水位降幅变小。

但2014年由于降雨严重减少，地下水位年内降幅达到了2m。

至减采前的2015年8月底，地下水平均埋深48.45m，累计降深31.34m。

2015年全年区域地下水水位平均下降0.28m，降幅明显小于2014年。

其中减采前1—8月份，地下水位平均下降1.96m，减采后，2015年9月至12月期间，地下水
位平均回升1.69m。

由图3可知，中心区升幅最大，南部地区升幅大于北部地区。

由图4可知，至2015年年底，已经围绕怀柔应急水源地逐步形成了新的地下水降落漏斗，中心区地下水位接近-6m。

2.2 专门观测孔水位动态
专门观测孔在2015年9月减采前后的主要变化：①浅层承压水（45～120m浅
井开采层），至减采前，地下水位平均埋深47.73m，累计降深31.88m，减采后9—12月，累计上升2.27m。

②深层承压水（250m深井开采层），至减采前，
地下水位平均埋深53.87m，累计降深37.14m，减采后9—12月，累计上升
4.75m（表3）。

2.3 水源井水位动态
根据实际运行的水源井水位监测资料，减采前，水源井动水位埋深是逐年增大，至2015年8月31日，水源浅井动水位埋深最大达68.95m，最小48.83m，总平均56.85m；水源深井动水位埋深最大达到85.94m，最小57.81m，总平均72.7m。

较2014年呈现持续下降态势；2015年9月7日水源地减采热备以后，水资源有所恢复，开采井数减少，井间干扰减少，水源井动水位也呈现上升趋势，2015年12月31日水源浅井动水位埋深最大达60.27m，最小44.41m，平均48.78m；
水源深井动水位埋深最大为77.91m，最小55.68m，总平均54.36m。

浅井平均
动水位较2015年8月上升了8.07m，深井平均动水位较2015年8月上升
18.34m（表4、图4）。

2.4 地下水水质动态
自怀柔应急水源地建成以来，每季度均分别对水源浅井和深井分别取样，进行地下水全分析，监测水源地地下水水质变化情况，本次根据应急水源地启动前（2003
年8月）、减采前（2015年6月）、减采初期（2015年9月）及2015年11月水源井分析结果，从硬度、矿化度、硝酸盐平均水平可见（表5），根据《地下水质量标准》（GBT 14848-93），从以上指标来分析，水源浅井水质属于Ⅲ类水，水源深井水质均属于Ⅱ类水。

减采初期，水源井水质各项指标均有不同程度上升，尤其是水源深井的硬度、矿化度上升显著，基本与浅井接近。

随着减采持续，水源深井的硬度、矿化度均有所下降，与减采前接近。

水源深井水质变化，主要是由于浅层水的越流补给量增大所致；但随着减采的持续，深层水位升高，越流补给量减少，水质恢复到较优水平。

（1）北京市怀柔应急备用地下水源地自运行以来，地下水位持续下降，水源井出水能力持续衰减，地下水水质也随之恶化，对周边工农业生产及城市供水产生了巨大影响。

至2015年，已经围绕水源地逐步形成了新的地下水降落漏斗。

（2）2015年9月，水源地进入热备涵养期之后，区域地下水水位恢复明显，至2015年12月底，怀柔平原区浅层地下水位平均恢复1.69m，中心区升幅最大，
南部地区升幅大于北部地区；怀柔应急水源地浅层承压地下水位平均恢复2.27m，深层承压地下水位平均恢复4.75m。

（3）2015年9月，水源地进入热备涵养期之后，水源井动水位恢复明显，至2015年12月底，水源浅井动水位上升了8.07m，深井平均动水位上升18.34m。

（4）2015年9月，水源地进入热备涵养期之后，水源井水质指标有所波动，尤
其水源深井波动明显。

随之减采的持续进行，至2015年12月底，水质指标均有
所恢复。

【相关文献】
[1]贺国平，周东，杨忠山，等. 北京市平原区地下水资源开采现状及评价[J]. 水文地质工程地质，2005，32（2）：45～48.
[2]张寿全. 应急备用地下水源地—首都供水安全的重要保障[J]. 北京水务，2008，15(S1)：1～3.
[3]乔玲，李宇. 北京市建设应急备用水源工程的初步研究[J]. 北京水利，2004，11(6)：12～14.
[4]北京市地质矿产勘查开发局，北京市水文地质工程地质大队. 北京地下水[M]. 北京：中国大地出版社，2008.
[5]张景华，范达久，李世君. 南水北调进京后怀柔应急水源地地下水资源涵养研究[J]. 城市地质，2015，10(2)：17～20.
[6]刘予，孙颖，殷琨. 南水北调引水进京后北京市地下水环境预测[J]. 水文地质工程地质，2005，32(5)：93～96.
[7]张志永，焦剑妮，李凤翀. 地下水库回灌对地下水开采能力影响[J]. 南水北调与水利科技，2014，12(6)：127～131.。