摘要：本文所述宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式飲用水水源是隧道施工后的泄水隧洞涌水，該集中式飲用水水源保護區(qū)劃分不屬于《規(guī)范》中的常規(guī)劃分類型，是一種特殊水源保護區(qū)的劃分。通過對水源地供水基本信息、水文地質(zhì)條件和環(huán)境狀況的充分了解，采用聯(lián)合劃分方法對宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式飲用水水源保護區(qū)進行劃分，對復(fù)雜地區(qū)水源地保護區(qū)劃分工作具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：特殊水源保護區(qū)；飲用水水源保護區(qū)；正盤臺隧道

我國集中式飲用水水源地取水多以河流、湖泊、水庫、地下水等為主，劃分方法有經(jīng)驗值法、經(jīng)驗公式法及數(shù)值法等［13］。水源保護區(qū)劃分依據(jù)不同取水形式又有不同的劃分要求，《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）中詳細闡述了河流型、湖泊型、水庫型、地下水型以及部分特殊情形水源地的劃分要求。

1水源地概況

集中式飲用水水源地是指進入輸水管網(wǎng)送到用戶和具有一定取水規(guī)模（供水人口一般大于1000人）的在用、備用和規(guī)劃水源地。為保障城鎮(zhèn)居民生活用水安全，對集中式飲用水水源地劃定水源保護區(qū)是十分必要的［45］。

1.1水源地地理位置

張家口市宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)趙川村位于張家口市東南部，鎮(zhèn)政府住所地位于趙川村，距離宣化區(qū)主城區(qū)約30km。2022年7月，趙川鎮(zhèn)現(xiàn)狀未實現(xiàn)市政自來水覆蓋，為全力以赴保障宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)飲水安全，讓更多百姓吃上方便又安全的飲用水。趙川鎮(zhèn)人民政府規(guī)劃建設(shè)取水工程，管線起點為后壩口村口收水口，終點為趙川鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府，長度為9km，穿越張?zhí)凌F路和京張高鐵下花園至太子城段，另需建設(shè)收水站1座、提升泵站1座為趙川鎮(zhèn)趙川村人民生活提供用水。飲用水水源地位置偏僻，屬于龍洋河支流，無重要生態(tài)功能區(qū)。

取水工程采用PE管，管徑為DN500，管道采用150°土弧基礎(chǔ)，當槽底處在地下水位之上時，土弧與管道之間鋪設(shè)10cm中粗砂；當槽底處在地下水位之下時，管底鋪設(shè)20cm厚中粗砂基礎(chǔ)，在管道基礎(chǔ)范圍內(nèi)的腋角部位，采用中粗砂回填密實，最小埋深自管頂起2.3m。

1.2水源地水文地質(zhì)條件

1.2.1水源地區(qū)域地層

宣化盆地出露太古界、中元古界、中生界地層，第三系有零星分布，第四系廣泛分布，堆積形成洋河帶狀平原，山前沖洪積扇、錐、黃土斜地等。

1.2.2水源地區(qū)域構(gòu)造

宣化盆地處于中朝總地臺燕山沉降帶西北端，在宣龍復(fù)向斜宣后向斜之中，宣后向斜為東西開闊向斜，斷裂以東西向為主，主要構(gòu)造包括洋河大斷裂和武家溝榆林斷裂。

1.2.3水源地區(qū)域水文地質(zhì)

宣化盆地與西部柴、張盆地地處在同一個水文地質(zhì)單元中，是在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制之下形成的既相互連接又各具特征的完整盆地，統(tǒng)稱柴、張、宣盆地。其地下水主要賦存于一個相互聯(lián)系的統(tǒng)一含水體（即洋河沖積形成的帶狀平原）中。主要特征概述如下：

（1）補給條件：盆地內(nèi)地下水主要補給來源有大氣降水、盆緣山地的側(cè)向徑流補給、地表徑流補給、渠灌入滲補給等四種形式，盆地中地下水總的運移方向與地表水體基本一致。

（2）徑流條件：地下水從高處經(jīng)山前坡洪積裙、洪積扇、沖積平原，流向盆地的最低洼地帶——清水河、洋河等進行排泄。除盆緣裂隙介質(zhì)中徑流外，在盆地內(nèi)全部在孔隙介質(zhì)中徑流，雖然在徑流過程中通過不同時代、不同成因類型的含水層，但這些含水層互相穿插、拼接，分布位置相當，具統(tǒng)一水位，滲透性能差別不大，是一個統(tǒng)一的徑流系統(tǒng)。

（3）排泄條件：自然排泄：包括溢出排泄和蒸發(fā)排泄，地下水完成其徑流后，來到盆地最低洼地帶，在低于地下水面處找出口，排出含水層外，形成溢出排泄，溢出口包括泉流、河道等。

人工排泄：隨著農(nóng)田水利化的提高，井灌、渠灌成了重要的灌溉方式，人工開采已成地下水排泄中最重要的項目。

1.3取水工程概況

2017年9月17日，京張高鐵崇禮支線在正盤臺隧道施工時因排水需求，修建泄水橫洞進行排水，泄水橫洞在近地表出露點連接直徑為2.8m的混凝土管涵，混凝土管涵長度約240m，上部覆土，出口位于河道左岸自然流入河流。2023年2月，該取水工程開始施工，取水口位于2017年修建的混凝土管涵出口向內(nèi)約45m處，利用DN200的PE管道引流9km至趙川鎮(zhèn)人民政府所在地趙川村。

根據(jù)王磊等人撰寫的《京張高鐵正盤臺隧道立體式多徑路排水方案研究》報告，正盤臺隧道位于河北省張家口市境內(nèi)，起訖里程為DK30+425～DK43+399，全長12974m，最大埋深635m。該隧道為單洞雙線隧道，設(shè)計速度250km/h，線間距為4.6m，隧道進口至出口的線路為上坡，坡度為3%。隧道進口底高程1064m，出口洞底高程1453m，單向坡度3%［67］。

根據(jù)隧道施工期間開展的補充地質(zhì)勘探工作，正盤臺隧道位于侏羅系上統(tǒng)形成的龍關(guān)火山噴發(fā)盆地西部，為典型多期噴發(fā)、多期侵入的火山構(gòu)造，盆地周邊為太古界花崗質(zhì)混合巖，后期花崗巖侵入形成相對隔水的基底，導(dǎo)致火山噴發(fā)盆地內(nèi)基巖裂隙水封閉，空間上構(gòu)成一內(nèi)部富水的盆狀構(gòu)造。由于太古界花崗質(zhì)混合巖時代早，受構(gòu)造影響，基巖巖體破碎，其后期侵入的細?；◢弾r在與侏羅系火山巖不整合接觸帶形成碎塊狀構(gòu)造，強富水，其中隧道1號斜井至3號斜井區(qū)段為強富水段落。

隧道巖性以侏羅系上統(tǒng)張家口組粗面巖為主，盆地外側(cè)邊緣局部發(fā)育有凝灰質(zhì)角礫巖。受火山多期噴發(fā)、侵入影響，發(fā)育有潛粗面巖墻，受火山構(gòu)造影響，陡傾節(jié)理發(fā)育，水平、緩傾節(jié)理不發(fā)育，火山盆地內(nèi)部垂直向水力聯(lián)系較強。受巖墻、緩傾節(jié)理不發(fā)育的影響，與接觸帶外圍巖體水平向水力聯(lián)系相對較弱。

2飲用水水源地保護區(qū)劃分過程分析

2.1飲用水水源地類型判定分析

通過對取水工程概況分析，宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式飲用水水源工程包括兩部分。第一部分為取水段，水源來自高鐵隧道施工時的泄水隧洞涌水，該涌水來自地下水，具有地下水特征；第二部分為輸水段，地下水經(jīng)過泄水橫洞將水引出至地表，取水口位于泄水橫洞（即混凝土管）末端，該輸水段屬于非完全封閉式飲用水輸水渠道。取水段該地下水類型屬于構(gòu)造型基巖裂隙水，補給來源主要接受大氣降水；輸水段屬于非完全封閉式飲用水輸水渠道。

綜上所述，宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式飲用水水源地保護區(qū)劃分應(yīng)以構(gòu)造裂隙水水源地劃分方法為主，同時考慮泄水橫洞以及非完全封閉式輸水渠道結(jié)合水源特殊的補給、徑流等條件，進行保護區(qū)類型判定。

2.2保護區(qū)劃分方法及參數(shù)選取

2.2.1一級保護區(qū)劃分方法

根據(jù)該特殊飲用水水源取水工程，飲用水水源一級保護區(qū)需綜合考慮水源地取水口位置、取水口至涌水點的水源工程的結(jié)構(gòu)特征以及周邊污染源和污水排放口的情況進行劃分。

宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式水源取水口位于密閉的混凝土圓形管道內(nèi)，取水口至泄水橫洞的基巖洞室和混凝土管銜接處長約200m，上覆壓實黃土?；鶐r裂隙實際出水點（涌水主要集中在1號斜井、2號斜井段，3號斜井段有涌水，3號斜井以上地段涌水量?。┲寥∷谥列顾畽M洞的基巖洞室和混凝土管銜接處均為防滲混凝土結(jié)構(gòu)支護。洞口設(shè)置嚴格的防護措施，洞口上沿設(shè)有排水渠將洪水引至下游，洞口地面設(shè)置成反斜面，洪水不進洞。據(jù)此，水源地設(shè)置一級保護區(qū)主要以保護取水口以及取水口至3號斜井及以上沿主洞線至縣級行政邊界出水點連線兩側(cè)一定區(qū)域為目標。

2.2.2二級保護區(qū)劃分方法

鐵路主洞采用二次襯砌結(jié)構(gòu)，初級支護采用混凝土噴錨結(jié)構(gòu)，主線涌水采用隔滲混凝土墻內(nèi)插管引出，引水管為PE管，引水匯至主線隧洞下花園方向出口。引水管外為防滲鋼筋混凝土二襯，為完全封閉結(jié)構(gòu)，連接泄水橫洞的水倉頂面至主洞結(jié)構(gòu)洞底最小距離為2.8m，高鐵動車組為洞內(nèi)的唯一潛在污染源，洞內(nèi)不設(shè)停靠站點，沒有靜態(tài)污染源，基本不會對洞內(nèi)造成污染，也不會進入水源補給區(qū)。

二級保護區(qū)是對水源直接補給范圍，受到污染時，對水源會產(chǎn)生污染威脅的防護范圍。該水源涌水點的補給主要來自構(gòu)造裂隙水，構(gòu)造裂隙帶以外的側(cè)向補給較弱。構(gòu)造裂隙帶地表覆蓋層厚度小，且為滲透性強的碎石層，截至分水嶺的上游匯水范圍形成的地表徑流和壤中流可以較快地到達強入滲構(gòu)造破碎帶區(qū)域。故二級保護區(qū)的劃分主要根據(jù)隧道內(nèi)的實際出水點位置、基巖裂隙水的水力學特征和流場特性，并考慮到地表的實際利用現(xiàn)狀以及土地規(guī)劃利用情況，同時考慮縣級行政邊界，進行二級保護區(qū)劃分。

2.2.3參數(shù)選取

宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式水源保護區(qū)劃分主要考慮了該水源的特殊性以及該水源非常規(guī)的取水方式，該水源直接補給來源為地下水，出水點至取水口之間為防滲混凝土支護結(jié)構(gòu)以及混凝土管道，上覆壓實黃土，管道為封閉狀態(tài)，不直接透水。而且水源地位于山坡至分水嶺地帶，植被茂盛，現(xiàn)狀上游及周邊沒有工業(yè)污染源，生活污染源主要位于坡下溝谷西側(cè)，即使有少量生活源污染物下滲，也不會對水源產(chǎn)生污染風險。

綜合考慮上述取水措施以及當?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，保護區(qū)劃分參數(shù)選取中小型潛水型水源保護區(qū)范圍的經(jīng)驗值為宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式水源保護區(qū)劃分參數(shù)，即一級保護區(qū)半徑為30m，二級保護區(qū)為300m。

3劃分結(jié)果

結(jié)合保護區(qū)保護措施的可操作性，實際劃分將取水口至3號斜井以上沿主洞線至縣級行政邊界（即地表分水嶺）連線兩側(cè)各外擴30m作為一級保護區(qū)邊界。根據(jù)《規(guī)范》二級保護區(qū)范圍按照污染物水平遷移1000天運移距離（10倍一級保護區(qū)）確定，結(jié)合本水源補徑排水文地質(zhì)條件，確定取分水嶺至一級保護區(qū)邊界以及造裂隙水的補給邊界至一級保護區(qū)邊界圍成的區(qū)域為二級保護區(qū)范圍。

由于宣化區(qū)趙川鎮(zhèn)后壩口集中式水源上游地下水補給區(qū)、徑流區(qū)為山坡林地，林被茂密，沒有污染源，涌水點位置上游區(qū)域地勢高，不易受到污染，因此本次水源地保護區(qū)劃分不設(shè)準保護區(qū)。

結(jié)語

本特殊飲用水水源地保護區(qū)的劃分方法研究，是以《飲用水水源保護區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》規(guī)定為基礎(chǔ)，結(jié)合水源地取水工程與所在區(qū)域水文地質(zhì)條件做出的。劃分結(jié)果即滿足規(guī)范相關(guān)要求，又便于相關(guān)部門的具體實施操作。

由此可見，對取水工程以及當?shù)厮牡刭|(zhì)條件分析在復(fù)雜水源地保護區(qū)劃分工作中的重要性。因此，本劃分方法研究對復(fù)雜地區(qū)水源地保護區(qū)劃分工作具有借鑒意義。

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作者簡介：劉月鵬（1980—），男，漢族，河北石家莊人，本科，高級工程師，研究方向：飲用水水源保護、水污染防治、環(huán)境評價。