【文章內容簡介】 l00m3/d，向平原中部逐漸過渡到 3000～ 5000m3/d。地下水的主要補給來源為大氣降水，同時在局部地區(qū)和個別的時間段內還接受江河等地表水體的補給等。地下徑流十分微弱。黑龍江、烏蘇里江為本區(qū)地下水的最終承泄區(qū)，蒸發(fā)排泄和人工開采都是本區(qū)地下水的重要排泄途徑。 綜上所述，撫遠縣內第四系砂礫石含水 層具有補給源充足，含水層分布穩(wěn)定、厚度大、富水性強、易于開采等特點。而山丘區(qū)基巖裂隙水賦存條件差，第三系碎屑巖裂隙孔隙水分布不均，單井涌水量變化較大，埋藏深度大，開采條件相對較差。 方案一選用地表水作為水源 烏蘇里江發(fā)源于俄羅斯境內，在我國匯流區(qū)內沒有大型城鎮(zhèn)及工業(yè)，俄羅斯境內雖有幾座化工廠，但根據撫遠縣環(huán)保局對烏蘇里江的水質監(jiān)測，各項指標均符合城市水源標準，可以作為飲用水水源。 以地表水作為飲水水源，需要在烏蘇里江建設地表水取水構筑物，取水構筑物建設一次性投入較高，凈水工藝較為復雜，凈水廠建設一 次性投資很大，水廠運行成本高，出廠水質不好控制。 方案二選用地下水作為水源 地下水類型及含水層特征 （ 1）第四系松散巖類孔隙水含水巖組 根據含水層地層時代、地貌部位、巖性以及埋藏條件等，將本區(qū)含水巖組可劃分 2 類。 Ⅰ第四系砂礫石孔隙水含水巖組 撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 21 分布在河漫灘及階地等廣大的平原區(qū)內。含水巖體的特點是厚而穩(wěn)定，地下水蘊藏豐富，具有大規(guī)模供水意義，為本縣農田灌溉開發(fā)利用地下水的主要對象。其含水層以第三系為基底，由全新統(tǒng)沖積砂礫石層、上更新統(tǒng)沖積砂礫石層、中下更新統(tǒng)沖積 — 湖積層組成，各層間無隔水層，可視為一 個綜合含水體。其水文地質特征垂向變化不甚明顯，但各地區(qū)的地層時代、層位，因地貌單元而異，不同地貌單元呈現(xiàn)不同的水文地質特征，可將本縣第四系砂礫石松散堆積層孔隙水劃分： 1）河漫灘孔隙潛水（ I） 該區(qū)主要分布在黑龍江、烏蘇里江高低河漫灘分布地帶，由全新統(tǒng)至中下更新統(tǒng)中細砂礫石組成。低漫灘為現(xiàn)代河流沖積砂礫石層，地表一般無粘性土覆蓋；高漫灘表層有不連續(xù)厚為 0～ 3m 的黃褐色亞粘士覆蓋。 漫灘區(qū)地下水類型普遍為潛水，水位埋深 1～ 7m。地下水礦化度為 92～ 348mg/L，以 100mg/L 居多，硬度為 ～ 德國度，屬軟水。水化學類型為重碳酸 — 鈣型、重碳酸 — 鈣鎂型。 PH 值為 左右，屬中性水，鐵離子普遍較高，一般為 ～ 24mg/L，最高可達28mg/L。 含水層富水性較強，按單井涌水量（ 10 英寸井徑、 5m 降深，下同），可將該含水巖組劃分為 2 個富水區(qū)。 極強富水區(qū)：主要分布在鴨綠河右岸、撫遠三角洲的沿江地帶、海青的漫灘地帶，面積 。單井涌水量一般都大于 5000m3/d，PH 值為 左右，屬中性水，鐵離子普遍較高，一般為 ～ 14mg/L，水化學類型為重碳酸 — 鈣型、重碳酸 — 鈣鎂型。 中等 富水區(qū)：主要分布在海青附近烏蘇里江的上游一帶，面積撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 22 。單井流水量 1000～ 3000m3/d，滲透系數(shù) K=～，地下水礦化度為 100mg/L，水化學類型為重碳酸鈣 — 鈣鎂型。 2）一級階地孔隙弱承壓水（Ⅱ） 分布在廣闊的一級階地內，上更新統(tǒng)沖積 — 湖積亞粘土及砂礫石層，表面由亞粘土構成厚為 3～ 15m 承壓水含水層的不透水頂板。中部由中更新統(tǒng)沖積 — 冰水沉積的砂、含礫砂、砂礫石組成。顆粒較粗，分選較好，厚達 30～ 130m。分布穩(wěn)定的下更新統(tǒng)沖積 — 冰水沉積的灰白色粉細砂、含礫中砂、砂 礫石含水層。厚度一般 40～ 60m。上述各層間，均無粘性土隔水層，組成連續(xù)的大厚度含水組。 該區(qū)按富水性分 2 類： 極強富水區(qū)：主要分布在鴨南鄉(xiāng)、朝陽、海青鎮(zhèn)一帶，面積。單井涌水量一般都大于 5000m3/d， PH 值 ～ ，屬中性水，鐵離子普遍較高，一般為 4～ 14mg/L，水化學類型為重碳酸 —鈣型、重碳酸 — 鈣鎂型水、重碳酸 — 鈉鈣型。 弱富水區(qū)：主要分布在抓吉以西，面積 。單井涌水量 100～500m3/d，滲透系數(shù) K=～ ，地下水礦化度為 100mg/L 左右 ，水化學類型為重碳酸 — 鈣鎂型。鐵離子一般為 ～ 12mg/L。 3）二級階地砂礫石弱承壓水（Ⅲ） 上部為中更新統(tǒng)沖積 — 冰水砂礫含水層，其表層為透水性極弱的亞粘土構成，亞粘土之下為黃褐 — 灰白色砂 — 砂礫石，顆粒較粗，分選較好，為二級階地含水層中主要富水段。下部為下更新統(tǒng)沖積 — 冰水沉積含水層。組成巖性為灰白色粉細砂、含礫中粗砂、砂礫石。中更新統(tǒng)與下更新統(tǒng)含水層間無隔水層，為一連續(xù)含水層，構成一大厚度含水巖組。 撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 23 地下水埋深一般為 ～ 。富水性極強，單井涌水量一般都大于 3000m3/d，地下礦化度 94～ 128g/L， PH 值 ，水化學類型為重碳酸 — 鈣鈉型、重碳酸 — 鈉鈣型、重碳酸 — 鈣型。鐵離子一般為 ～ 。 Ⅱ第四系亞粘土微孔隙裂隙潛水含水巖組 該區(qū)呈裙狀零星分布于撫遠山的山前地帶，為低山丘陵區(qū)與平原區(qū)的過渡帶巖性組合為：上部為亞粘土，下部為基巖，這種地層組合說明，現(xiàn)今崗川相間的地貌形態(tài)，是由于近代剝蝕作用改造了原有的堆積地形，其成因為剝蝕堆積作用。亞粘土層中的孔隙和柱狀微裂隙為地下水的儲存空間，由于亞粘土接受補給的能力差，水量極為貧乏，為極弱富水區(qū)，單井涌水量一般小于 10m3/d， 僅可做為小型人畜飲用水水源。 地下水埋深為 24～ 40m。鐵離子一般為 。水化學類型為重碳酸 — 鈣鈉型。 （ 2）第三系碎屑巖孔隙層間水含水巖組 該含水巖組在撫遠縣埋藏在第四系松散沉積物之下，地表未有出露，埋深為 80～ 220m，局部近 300m，地下水類型為承壓水，水位埋深 20～ 50m，承壓水頭一般在 80～ 100m。主要巖性為弱膠結的泥巖、砂巖、砂礫巖等，局部含炭化不好的褐煤層，富水性不均一，一般在500～ 1000m3/d 左右，滲透系數(shù) K=2～ 5m/d，礦化度 ，水化學類型為重碳酸 — 鈉 鈣型， PH 值 ～ 。 （ 3）基巖裂隙水含水巖組 零星分布于外小山、石頭山、馬小山等地，呈孤立的殘丘分布或以臺地的形式覆蓋在丘陵頂部。主要巖性為硅質巖、砂頁巖、泥巖等，富水性極不穩(wěn)定。礦化度低，為重碳酸鈣型水，鐵離子含量低，顯著撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 24 區(qū)別于平原區(qū)地下水。 地下水貯存條件及分布規(guī)律 低山丘陵隆起區(qū)分布于北部，由古老的變質巖，古生代和中生代火山角礫巖，流紋巖及不同時代的花崗巖組成，巖石風化裂隙、構造裂隙發(fā)育，地表植被茂密，大氣降水后沿著裂隙滲入地下，形成了基巖裂隙水?；鶐r裂隙水的富水性受裂隙的性質、發(fā)育 程度及構造性質等多種因素控制，因而極不均一。由于該區(qū)地形起伏較大，坡度陡，不利于地下水的賦存，一般經短暫的地下徑流后，很快便在山麓地帶以泉的形式排出地表，或以地下徑流的形式排泄給平原區(qū)第四系含水層。 廣大的平原區(qū)，在第四紀地質時期沉積了大厚度以砂、砂礫石為主的松散沉積物，賦存了豐富的第四系松散巖類孔隙水。地下水類型以潛水為主，但由于局部表層粘性土厚度變大，使地下水微具承壓性。第四系砂礫石孔隙潛水和孔隙弱承壓水之間，除大氣降水的補給強度有所差異而外，其它水文地質特征基本相同，具有含水層厚度大，結構單一，分布穩(wěn) 定，單井涌水量大等特點。由于第四紀基底起伏變化較大，使含水層厚度亦有較大變化。 從山前地帶到平原腹部，含水層厚度由十幾米變至二百余米。含水層富水性亦有同樣的變化規(guī)律，山前地帶單井涌水量一般小于l00m3/d，向平原中部逐漸過渡到 3000～ 5000m3/d。地下水的主要補給來源為大氣降水，同時在局部地區(qū)和個別的時間段內還接受江河等地表水體的補給等。地下徑流十分微弱。黑龍江、烏蘇里江為本區(qū)地下水的最終承泄區(qū)，蒸發(fā)排泄和人工開采都是本區(qū)地下水的重要排泄途徑。 綜上所述，撫遠縣內第四系砂礫石含水層具有補給源充足，含 水撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 25 層分布穩(wěn)定、厚度大、富水性強、易于開采等特點。而山丘區(qū)基巖裂隙水賦存條件差，第三系碎屑巖裂隙孔隙水分布不均，單井涌水量變化較大，埋藏深度大，開采條件相對較差。 以地下水作為飲水水源，需要建設地下水取水構筑物，取水構筑物建設一次性投入較低，凈水工藝較為簡單，凈水廠建設一次性投資很小，水廠運行成本低，出廠水質容易控制。 方案選擇 通過對方案的可行性技術、施工難易程度、運行管理及投資經濟比較，以及原水源運行經驗，本可行性研究認為方案二是較為切實可行、且是投資較省的方案。故推薦為本可行性研究的實施方案。 根據撫遠縣海青鄉(xiāng)的總體發(fā)展規(guī)劃及社會經濟發(fā)展情況，經過水量計算撫遠縣海青鄉(xiāng)凈水廠的供水能力 185 m179。/d，取水能力 194m179。/d。 地下水除鐵除錳過濾原理 根據以上水源方案的選擇，鄉(xiāng)給水工程選擇地下水作為水源。因此，凈水工藝選擇為地下水處理工藝技術。 地下水除鐵除錳過濾設備工作原理： 含 Fe2+、 Mn2+地下水曝氣后進入濾層中，能使高價鐵、錳的氫氧化物逐漸被附著在濾料表面形成鐵質、錳質濾膜 ,這種自然形成的活性濾膜具有接觸催化作用，鐵質活性濾膜首先吸附水中的亞鐵離子，被 吸的亞鐵離子在活性濾膜的催化作用下迅速氧化為三價鐵，并且使催化劑再生，反應生成物為催化劑，又參與新的催化反應，鐵質活性濾膜接觸氧化鐵的過程是一個自催化反應過程。在 pH值中性范圍內 Fe2+、Mn2+就能被濾膜吸附 ,然后再被溶解氧化 ,又生成新的活性濾膜物質參與反應 ,所以錳質活性濾膜的除錳過程是一個自催化反應 ,接觸催撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 26 化劑為 Fe (OH) MnO2。接觸氧化法中鐵質活性濾膜對容易氧化的鐵錳的祛除非常有效。 方案一工藝流程： 地下水→跌水曝氣池→除鐵除錳濾池→清水池→消毒→送水泵→配水管網→用戶。 該處理 工藝技術成熟，受外界環(huán)境影響小，操作簡潔復雜，處理效果好，被大多數(shù)大型凈水廠采用。適合供水量較大的城鎮(zhèn)凈水廠使用，施工難度大，一次性建設投資高，運行維護成本高，運行穩(wěn)定可靠。 方案二工藝流程 : 地下水→噴淋曝氣→除鐵除錳過濾罐→清水箱→消毒→送水泵→配水管網→用戶。 該處理工藝技術成熟，受外界環(huán)境影響小，操作簡潔方便，處理效果好，被大多數(shù)小型凈水廠采用。適合供水量較小的村鎮(zhèn)凈水廠使用，一次性建設投資低，運行維護成本低，運行穩(wěn)定可靠。 方案選擇 通過對方案的可行性技術、施工難易程度、運行管 理及投資經濟比較，以及原水源運行經驗，本可行性研究認為方案二是較為切實可行、且是投資和運行較省的方案。故推薦為本可行性研究的實施方案。 撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 27 第四章 工程設計 水源井設計 根據工程水文地質情況和農村經濟條件，結合以往的經驗，地下水作為供水水源在水量和水質兩方面都能夠滿足要求，同時具有管理方便，成本低，不易受污染等特點。水源井選址遵循以下原則： ①位于水質良好，不易受污染的富水地段，并便于劃定保護區(qū)； ②位于水文地質和工程地質條件良好的地段； ③按地下水流向，設在 鄉(xiāng)鎮(zhèn)的上游，并靠近主要用水區(qū)； ④靠近電源，施工和運行管理方便。 本工程共設計水源井 1 眼，井深為 60m。 根據撫遠縣海青鄉(xiāng)水文地質資料和撫遠縣海青鄉(xiāng)總體規(guī)劃以及多年的運行經驗，確定水源井選址在撫遠縣海青鄉(xiāng)人民政府西北處（海四路東側）。 （ 1）管井尺寸 水源井采用管井，井深及管井結構按典型井柱狀圖確定，管井開孔井徑 550mm，終孔井徑 550mm。 （ 2）管井結構 井管包括井壁管、濾水管（過濾器）和沉淀管三部分。井壁管厚6mm，采用鋼板卷管焊接制成。過濾器采用鋼制橋式過濾器，直徑300mm。沉淀管長度 5m，鋼 板卷管焊接制成。 （ 3）粘土料、濾料選擇及充填 上部采用粘土或粘土球止水，其中，濾水管外側采用濾料回填，撫遠縣海青鄉(xiāng)給水工程 28 濾料回填位置為 40～ 70m，濾料規(guī)格 5～ 7 mm，濾料厚度 13cm；濾料高度超過過濾器的上端 2m；濾料規(guī)格可按下列要求確定： 砂土類含水層： D50=(6～ 8)d50 碎石土類含水層：當 d20＜ 2mm 時， D50=(6～ 8)d20；當 d20≥ 2mm時，可不填礫或充填 10～ 20mm 的填料；濾料的不均勻系數(shù)應小于 2。 井口周圍應用粘土球封閉，上部采用粘土或粘土球止水，封閉深度為 45m。對不良含水層和其它非開采含 水層應用粘土球封閉；選用的隔水層，單層厚度不宜小于 5m；封閉位置宜超過擬封閉含水層上、下各不小于 5m。 水泵選型 由于原水不能滿足飲用要求，需要進行除鐵、除錳處理，采用井用潛水電泵向凈水設備供水。 設計揚程計算公式： H2=h1+h2+h3 式中： H2—— 設計揚程， m； h1—— 水源井動水位與廠房地面的高差， m； h2—— 水處理設備工作水頭， m； h3—— 安全水頭， m。 經水力計算選用水泵，水泵流量按照最高日工作時用水量選用。