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第一章 水源
知识类型:
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内容出处:
《长春市志 城市供水志》
图书
唯一号:
070120020220001524
颗粒名称:
第一章 水源
分类号:
TU991.11
页数:
24
页码:
24-47
摘要:
本章记述了长春市城市供水,地下水源、地表水源的情况简介。
关键词:
长春市
水源
城市供水
内容
第一章 水源
长春自从出现近代供水设施以来,随着城市的发展,已经从地下水到地表水,开发了多种水源。
1905年,日俄战争以后,日本帝国主义战胜了沙皇俄国,在东北出现了南北分霸的局面。日本帝国主义在长春头道沟侵吞大片土地,作为“满铁附属地”。它们为了满足“满铁附属地”内的用水需要,自1908年开始,开发长春市区地下水源。到1934年,先后建立5处地下水源地。1931年“九·一八”事变后,日本侵略者把长春作为伪满洲国国都,长春地下水源满足不了伪都建设的需要,迫使它们转而寻求地表水源。从1932年到1935年,日本侵略者利用掠夺来的财力、物力、人力,在长春市东南部建起了净月潭水库和南岭净水场。然而,直至1945年日本投降,它们开发的地下水源与地表水源仍然极为有限。
1949年新中国成立以后,长春的城市性质发生了变化,城市供水设施回到人民手中,原有水源无法满足大规模经济建设和广大人民生活的需求。从1958年起,用三年时间,建成了以伊通河为水源的新立城水库,开辟了城市供水的新水源。中国共产党十一届三中全会以来,长春进入社会主义建设新时期,原有的水源不敷需要。1979年,以饮马河为水源的石头口门水库每日向城市提供30万立方米源水。为了从根本上改变城市供水紧张局面,给长春的城市发展提供充足的水源,从1983年开始,实行“引松花江水入长春”的宏伟计划,到1992年5月,此项工程已完成最后的论证评估和其他准备工作。
第一节 地下水源
长春早期的水源建设,是首先开采地下水。大规模开发地下水源,始于“满铁附属地”。1908年,日本侵略者为了解决“满铁附属地”的用水问题,在现铁北四路附近,开掘了第一口水井,并确定在此建立水源地。此后,从1910年至1934年,先后建立了5处地下水源地,并进行10次扩建。
第一水源地 位于现铁北四路、铁路第三供水所(当时叫北春日町),共有浅井7眼。其中,1910年施工中挖3眼,投资1300元(日元),1913年3月开始供水,供水能力1500立方米/日,1921年第三次扩建时又挖1眼,增加供水量400——800立方米/日。1924——1926年第六、第七次扩建时,又挖3眼,增加供水量800立方米/日,使该水源地总供水能力达3100立方米/日。第一水源地总投资110.62万元(日元)。1933年,该水源地三号井因干涸而成为废井;1935年,由于在二号井附近建皮革厂使水井污染而停用。现有4眼井,皆因污染于1970年停用。
第二水源地1913年第一水源地供水后,“满铁附属地”内人口不断增加,到1916年,用水人口已从2135人增至9586人,公用水栓从1913年的122个增到431个,人均供水量只有0.08立方米/日。从1916年冬季开始不得不限时集中供水。1917年春,日本侵略者在制定第一水源地扩建计划同时,在西公园(现胜利公园)铁路第一供水所内修建第二水源地,8月动工,1918年7月一号井供水,日供水量600立方米,投资5000元(日元)。1922年第二次扩建时又挖一眼井,6月竣工,增加水量500立方米/日。1930年第三次扩建时增建2眼井。至此,第二水源地共有4眼井,其中三号井是大口井,采用井筒沉下法构筑,井深6——9米。二号井位于头道沟沟里,“九·一八”事变后,因修中央大街(现斯大林大街),埋没为废井。1924年,第二水源地利用地形修筑堤堰100多米,建成了贮水池,即现在胜利公园的游览湖。
第三水源地 在第一、第二两个水源地仍供不应求的情况下,1919年在二道沟(现杨家崴子铁路第一集中供水所)建起了第三水源地,共挖水井4眼。其中,3眼当年竣工,翌年6月供水,日供水能力800立方米。在3眼井中,把口径最大的一眼井兼做集水井,另2眼为自流井,作为第一水源地三号井的送水装置。第4眼井于1921年建成,日供水量400——600立方米。这些都是浅水井,因为第一次扩建时,决定掘深井取地下水,当挖至110米时无法进行。1922年第五次扩建时,日本侵略者从国内调来一台旋转式兼冲击式两用钻机,用了两年,当挖至401米深时,经测试一昼夜仅出水170立方米,且需要特殊水泵,送水费用高,达不到预期效果,故此后几次扩建仍采用浅水井。
第四水源地 日本侵略者觉得在“满铁附属地”内发展水源受到限制,便计划向附属地以外寻找水源地,后因发动“九·一八”事变而中止。1932年,开始第九次扩建,在下台子建第四水源地(现铁路第二集中站),共掘14眼水井。当年12月先掘成一眼,修建一个水泵站,日供水量1200立方米。1933年10月另13眼井竣工。与此同时,在第三、第四水源地合建一座调节池,由另13眼井向调节池送水,形成了供水系统。
第五水源地 第四水源地建成后日出水量约3000立方米,加上原有三个水源地日出水能力3000立方米,日供水量已达6000立方米。当时附属地内发电所用水2500立方米/日,铁路用水1000立方米/日,其它用水500立方米/日,共用去4000立方米/日。然而1933年用水人口已增至42526人,按人均日供水量0.096立方米计算,此时生活用水量已达到4572立方米/日,日缺水2572立方米,常常限制用水。为此,1934年4月进行第十次扩建,在赵家窝棚到水泉(现机车厂水泵站)一带建成了第五水源地,共挖水井3眼,8月供水,日出水量3000立方米。至此,“满铁附属地”基本解除限制用水,形成配套供水区。
1934年,城市地下水年供水能力为309.34万立方米。5月9日伪《新京日日新闻》对此评述道:“……可以肯定极其有限的地下水源根本无法解决迅速发展起来的新京特别市消费水量的问题”。显然日本侵略者已认识到地下水源有限。于是它们结束了对地下水源的寻找和开采,把目光转向地表水源。
在国民党统治期间,没有进行地下水源的开发。1948年10月长春解放,经奋力抢修,于12月恢复6眼深井供水。1949年又修复新民公园、南湖等处水井,到1953年,深井全部供水,日供水量近1万立方米。
1954年11月,长春市人民政府召开水源问题会议,责成市建设局、长春地质学院勘察地下水源。地质学院根据长春市地下水源资料判断:市郊黑嘴子伊通河畔的红色地层,是深井开采地下水的来源。为查明红色岩层中含水层构造、岩性、厚度、层数、渗透性能及水质等问题,他们选择了9个点进行钻探,对其中13个孔抽水试验。1955年初,市建设局请东北煤田第二地质局协助钻探。7月,长春地质学院又组织人员在长春市400平方公里区域内进行水文地质测绘工作。9——11月,根据水文地质测绘工作结果,又布置了浅孔钻探与抽水试验工作,掌握了潜水储量、水质和埋藏条件,结论是:
1.从水质条件看,红色岩系中的承压水,200米以上多为重碳酸钠型的淡水,水质呈硷性反应;200米以下多为硫酸氯化钠质的盐水。由于城市长期排放污水及农村施肥养畜等因素,造成浅层地下水普遍污染,不适宜直接饮用。
2.从水量情况看,深层地下水(红色岩层中的含水层)含水性极小,若能遇到裂缝,则水量较大。但红色岩层外露很少,裂隙分布规律难以掌握,冲积层地下水含量比深层地下水丰富,但其含水层太簿,平均厚度仅25米,天然储量不大。例如长春市郊东南部一级阶地范围内的地段地下水含量分别为:河东小河沿区的动储量为每昼夜2810.3立方米;河西黑嘴子及南岭区的动储量为每昼夜960.3立方米;南部地区每昼夜为6000立方米。
3.市建设局提出的1956年城市用水量,已远远超过上述地区地下水储量。因此,必须选择地表水源作为城市供水的基本水源。
1969年,“文化大革命”期间,迫于用水紧张,成立了“战备水源”开发领导小组,在市区南部“八一”水库下游贾家洼子沼泽谷地中,经钻探勘测,由吉林省给排水设计院、东北电力设计院、吉林省地质局和长春市勘测设计处的人员提出了水源设计施工方案,决定在长3500米、宽1000米的范围内,建立一个有15眼井的井群区,建泵房15座,安装15台深井泵,铺设管道约4公里,总投资250万元,该工程于当年冬季竣工。其间,拆除由净月潭至南岭水厂的一条口径600毫米管道,改为井群输水管与干管连接,送入去汽车厂方向的输水管,主要供长春电影制片厂、长春纺织厂和附近居民用水。1971年,对15眼井进行稳定流干扰抽水试验,总开采量达2.6万立方米/日。由于建井前对地下水资源的形成条件缺乏科学认识,因而投产后仅一年,水源地总开采量便减少35.8%,地面沼泽湿地和附近岗地上的潜水和井水均被疏干。这一水量、水位急剧下降的趋势,一直持续下去,因而被迫逐年关闭部分水井,两次改换泵型,不断削减供水对象,在经济上造成重大损失。1988年的开采量仅为开采初期的22.9%。
1976年,干旱导致长春地表水源锐减,动员各单位恢复原有深井、大口井、小井和开掘新井,以缓解水源危机。1977年,由自来水公司负责设计修复的机井有:民权一号,杨家屯2号和15号,南湖一号,西四道街、西四马路、重庆路共7眼深井,投资6.7万元,当年竣工,投入使用。从1976年到1981年,全市新掘深井129眼,其中大口井37眼,小机井92眼。恢复旧井19眼。日最大开采量达到3.5万立方米。1981年,市区共有301眼井运行,日采水量为5万立方米。1988年全市共有500眼井,最大日开采能力达5.6万立方米。
长春市铁路系统所使用的水源,均为30年代以前开发的地下水源。1966年,经恢复、挖潜,一昼夜出水量达8600立方米。1969年在锅炉厂一带又挖7眼浅井,一昼夜产水量5320立方米。1983年以后,铁路系统的20眼井采水量为13920立方米/日。
长春市地下水源的开发,已有70多年的历史了。对地下水源的认识,有个从局部到全面、从现象到本质的过程。长春市区地下水可开采量为每年0.1亿立方米,而实际上年开采量竟达0.3亿立方米。由于过量开采,永久储存量急剧减少,导致地下水位下降,形成了两个大漏斗。一个是人民广场地下漏斗,另一个是贾家洼子地下漏斗。人民广场地下漏斗长径为5.6公里,短径2.6公里;贾家洼子地下漏斗长径为4.8公里,短径为2公里。随着城市建设的发展,市区地面铺装日多,地面渗水能力差,使城市天然水循环受阻,市区地下水日趋减少。再加上过量开采,已有地面下沉之势。现在,长春地下水可分三类,即深层地下水(基岩中所含地下水),基岩裂隙水和潜水。深层地下水,在第四纪冲积层下,是中生界白垩纪红色页岩砂页岩层,由四平到长春呈带状分布,经水文地质探孔500米,尚未穿透岩层。这个岩层是致密不透水的整体基岩,属于隔水层,在这一基岩内,未发现承压水层;基岩裂隙水,是地下水通过基岩裂隙径流汇集,然而由于基岩裂隙不连续,贮量不集中,每处水量不多,裂隙水是由上层第四纪冲积层的潜水补给,所以长春市区所有深井,不能连续大量采水;潜水,是地表下至基岩隔水层的第四纪冲积层中渗入的雨水和河水下渗补给的水。潜水量大小由降水量大小、径流面积大小、岩性渗透系数大小而定。长春地区雨量较少,蒸发量大,河流稀少,所以潜水量也很少。三类地下水的形成及贮藏状况,说明长春市是一个地下贮水量极少的地区。
长春地下水源的开发,主要是基岩构造裂隙水,是国内基岩裂隙水集中开采量最大的城市。市区基岩裂隙水源地,可分为各自独立的三片:市区南郊的贾家洼子水源地,市中心区(南湖——八里堡〉水源地,市西北郊四间房水源地〔见图“1—1)。
贾家洼子水源地 位于城市南郊“八一”水库下游的沼泽谷地,水源分布范围长3.5公里,宽1公里,地表完全被第四纪沉积物覆盖。谷地中有厚约10余米的淤泥质亚砂土质,其下是1——3米的粉细沙层分布。四周岗地上有厚达5——10米的黄土层覆盖。水源地的取水层位,为白垩纪青山口钙质胶结粉、细砂岩和钙质泥岩构成的层间构造——风化裂隙含水层。地层走向北东,倾角仅7——12度(市区内基岩地层状大致如此)。含水层的蓄水性在平面和剖面上皆不均匀(勘测时单井日出水量在400——4250立方米之间不定)。含水的裂隙段下限深度一般为35——50余米。这个水源地勘探时期的干扰抽水试验和运转初期之所以能获较大的稳定出水量,主要由于上部第四纪弱含水层所提供的垂向渗透补给量所致。当上部弱含水层被疏干,这种垂向渗透补给量也就随之消失(大气降水的渗入补给量尚存在,但数量甚少),于是水源开采量呈非稳定递减过程。水井水位的多年变化趋势表明,多数水井水位随着开采年限增加而下降,但也有部分水井如7号、10号、13号,水位在开采过程中反而出现上升趋势。其原因是:这部分水井在开采初期水位降深已达极限值(即动水位已接近含水层底板),因而在多年开采过程中,只有井间水位的削减,而抽水主孔水位不再下降。1981年的水井水位数据表明,在长期开采情况下,水源区内基岩裂隙含水层和覆盖层弱含水层中地下水位已趋于一致,形成了统一的区域水位降落漏斗。漏斗的中心水面由基岩水位构成,外围则由上层潜水位构成。因此,上层潜水的区域性分水岭以及与潜水、基岩水有联系的地表水位(如南侧的“八一”水库)已组成了区域水位下降漏斗的隔、透水地段,开采漏斗总面积约25平方公里。由于潜水分水岭位置较高,而且位置与基底古隆起地形一致,考虑到开采水位降深已达极限值,因而开采降落漏斗的范围和边界性质在未来亦不会明显变化。今后水源地的开采量,将主要依靠开采漏斗内的降水渗入量和“八一”水库的渗漏补给量来维持。由于开采区地下水位降深已接近极限值,故可供开采的储水量将愈来愈少。1988年以前,这个水源地总开采量一直保持在每日5000立方米左右,仅随含水层水头变化而稍有增减。从1981年年初和年末水位来看,大体上是平衡的,水位波动幅度仅1.5米左右,水深地段已进入最大降深,基本上达到稳定运行状态。
贾家洼子地下水源地,是1971年为解决长春市供水紧张局面而勘察开发的水源地。投产后在长期动态观测中,1985年发现这个水源地处于佳佳活动断裂带上,为矿泉带。水质清澈透明,温度适宜,水量稳定,水味纯正,日流量在720——880立方米之间。1987年5月,由地质矿产部水文司邀请地矿、卫生和轻工等有关部门的专家,对吉林省地矿局环境水文地质总站提交的“长春市贾家洼子矿泉带水源地研究报告”进行了审阅和评议。同年8月,地矿部水文地质司主持召开了技术会,我国水文地质、食品饮料、医疗、环保等单位的著名专家对吉林省环境水文地质研究所经多年监测研究提供的资料和吉林省测试实验中心、核工业部东北勘探局、吉林省防疫部门对矿泉水进行50多个项目的反复化验分析结果进行审查,一致确认:这个矿泉为含有锶和偏硅酸的重碳酸钙型优质矿泉水,水中含偏硅酸29.4——41.6毫克/升,含锶0.49——0.65毫克7升,还含有锌、钼、铜、锂、碘、硒等十多种对人体健康有益的微量元素。尤其是这个水源地的8号井,水质已达到我国饮用天然矿泉水国家标准,经鉴定,有健胃助消化,调节人体酸碱平衡,促进人体新陈代谢的作用,对心脏病、高血压、神经系统疾病有一定疗效。地质矿产部的评审委员会认为,可做为饮用天然矿泉水予以开发。经筹备,已由长春市自来水公司建成开发这一矿泉的饮料厂,于1992年8月投产。(见贾家洼子水源地各时期开采动态表、贾家洼子水源地产水能力表)。
市中心区(南湖至八里堡)水源地 这个水源地是贾家洼子水源地开采含水层在市区内的延续。基岩裂隙水的富水带从南湖大堤起,经市中心的人民广场,延伸到伊通河八里堡一带,长约6.5公里,宽近2公里。这是市区3个水源地开采量最大者。在斯大林大街东侧的水井,除主要取用基岩裂隙水外,同时还取用黄土层下第四纪砂砾石层中的孔隙水,厚约3——5米。1981年8月前,市中心区共有机井105眼。其中取用基岩裂隙水的机井63眼,取用砂砾石孔隙水的机井15眼,同时取用上述两层水的机井27眼。若按水井工作状态分类,则有常年不间断的开采井25眼,季节性开采井9眼,每日定时开采井71眼。据不同年份水位测量资料对该地区地下水位动态进行对比,证明市区内无论是第四纪砂砾石含水层还是基岩裂隙含水层,从1970年以来地下水位都处于持续急剧下降趋势。第四纪砂砾石含水层的水位埋深,1956年为2——3米,1980年为5——10米,局部开采量大的地区已达15——20米。据长春市环境水文地质监测站统计:1958年以来平均降速为0.32米/年,个别地段高达0.93——1.24米/年。深层基岩裂隙水的水位降幅和降速较之浅层砂砾水更为严重。1956年,在未大量开采前,基岩含水层的水位与上覆第四纪砂层与黄土层中的地下水位基本一致或高于前者,甚至自流。随着60年代日开采量逐渐增至1.7万立方米时,含水层水位埋深一般降至10米以下。在常年开采井的周围水位埋深已降至20——25米,从而出现统一的区域水位下降漏斗。随着70年代对基岩裂隙水的大量超采,已导致市区内地下水位急剧下降。据1981年6——8月长春地质学院对市内37个主要水井的水位调查,平均水位埋深已降至27.1米,并有多处超过40米。西四道街水井最大降深已达45.76米。多处动水位已进入基岩裂隙含水段的中部或接近底部,危及水井正常运转。对比一些代表性水井的出水量变化,如从1972年和1981年的出水量记录看,几乎所有水井的出水量都在减少。在多年开采区和水井分布密度大地段,出水量减少约12——20%;在新开采区域,水井密度较大地段的出水量,一般减少约30%左右,最大已达60%。出水量减少的原因,除区域水位下降引起含水层出水厚度减少、上覆砂砾层水渗入量减少等自然因素外,主要是由于盲目增设新井,使井间干扰不断加剧所致。因此,在1976——1980年期间,尽管水井增加很多,但总开采量增长并不大。
四间房水源地 该水源地位于城市西北郊伊通河二级阶地上的一条冲沟中。谷底有4——8米厚的全新世淤泥质亚砂土堆积,两侧岗地被7——15米厚的黄土覆盖。上层与基岩剥蚀面之间,在区内的东部和南部有1——3米厚的更新纪粉细砂层。水源地的主要取水段为白垩纪嫩江组底部泥夹簿层粉细砂岩层中的一条断裂含水带。含水带走向北东,与地层铲状一致,宽约100——200米,长约5公里。经勘测和抽水试验证明,黄土层中的潜水与砂层和基岩层中的承压水有密切的水力联系。1973年6月,长春给排水设计院用稳定流井群干扰抽水试验法,确定水源地的允许开采量为5000立方米/日(包括部分沙层水)。该水源地和前两个水源地一样,由于缺少连续长期的观测资料,仅能根据个别时期水量、水位观测数据对水源地多年开采动态加以分析。1973年该水源地正式投产,在断裂含水带上已有3眼机井,平均日产水量1250立方米。当时的基岩裂隙地下水位埋深只有3——7.5米,低洼处和沟谷下游水位可以接近地表甚至自流。1973年该水源地又增建工业用机井6眼,使日开采量激增至5000立方米。时隔一年后,附近黄土层中的潜水井,底谷沼泽地即被疏干,下游断裂带中使用多年的铁路供水用大口井水位骤降,水量大减。从1972年到1979年的7年中,含水带中的地下水位埋深普遍降至10——15米。地下水位平均降速,在开采区中心达到0.7——1.2米/年,外围地区为0.5米/年。开采中心部位的黄土层和砂砾层中的孔隙水已被疏干,在三个含水层之间形成了统一两区域的水位下降漏斗。1979年,由于该地区工厂用水量下降,地下水开采量减至3700——3800立方米/日。
第二节 地表水源
一、净月潭水库
日本侵略者盘踞于“满铁附属地”时,已经感到供水不足。1932年伪满洲国成立后,谋求利用地表水解决水源问题。它们在调查后判明,伊通河地表水因含氨水质不好。于是对饮马河、伊通河支流进行实地调查和比较,最后确定在长春东南12公里小河台河腰站峡谷处筑堤建水库,确认水质、供水能力、工程费、运输费、设备、管理、保健价值等方面都最为有利。水库命名为“净月潭”。净月潭水源地于1932年底动工,1935年11月建成,1936年1月通水。总投资350万元(伪币)。整个工程主要由堰提大坝、输水管道和取水塔3部分组成。1934年设计了溢洪道。堤堰施工分二期进行,第一期从1932年底施工,移土筑提;第二期从1934年5月开始,主要是水源地设施构筑和坝面装贴。水库四周环山,大气降水沿山谷流入。大坝为亚粘土均质坝体,坝长555米,坝高19米,坝顶高程237.5米,坝顶宽8米,筑坝土方446878立方米,粘土心壁54278立方米。这个水源地,汇水面积78平方公里,贮水面积4.3平方公里,贮水深15.5米,满水时高程234米,贮水量2580万立方米。水库溢洪道为钢筋混凝土滚水坝,坝长200米,海拔高234米,溢洪道坝趾、护坦为300毫米厚钢筋混凝土结构,溢洪道底板为400毫米厚的无钢筋的混凝土结构,两翼为钢筋混凝土护坡。溢洪道平均宽20米,全长276米,在176米处设一跌水坡,沿溢洪道纵向中间铺设口径300毫米铸铁管,四周铺块石盲沟排水,最后溢泄至逯家湾小河沟流向伊通河。这个水源地的输水方式为:从水库输水塔经暗渠内两条口径900毫米管道,分别与通往南岭水厂的口径为900毫米、700毫米、600毫米的3条铸铁管道连接,利用高差动能重力流将源水送入南岭水厂。同时,亦可由南岭水厂的河东取水机泵,把伊通河源水逆送到净月潭水库贮存。1970年9月,修建贾家洼子地下水源地时,将600毫米口径的输水管拆除,现存口径900毫米和口径700毫米两条管道(见图1—2)。
净月潭水库是与南岭水厂配套的供水设施,具有汇水、调节、沉淀、净化等功能。在1960年新立城水库建成以前,一直是长春市主要地表水源。长春解放后,市人民政府多次拨款进行维修和增设溢洪道。1956年7月27日一场暴雨,水位超过坝顶600毫米,曾将溢洪道与护坡冲毁,当年修复。1957年末净月潭水库水位高程达到234米。净月潭水库蓄水,主要靠大气降水和南岭水厂河东取水北泵房2台700马力机组将伊通河水逆送到水库。该机组为沦陷时期所建,新中国成立后分别于1967年、1983年改装成20SH—9型水泵。由于源水不足,已多年停止逆送,只靠大气降水蓄水。1972年2月,净月潭水库一度交由长春市水产研究所管理。1980年,又归属长春市自来水公司。但是,水产研究所继续在坝下修建鱼苗养殖场,在水库养鱼。至1983年末,这个水库仅储水100万立方米。
二、南湖
长春沦陷期间,在修建净月潭水源地同时,于1935年又建成南湖水源地,这是一个辅助水源。南湖,拦水坝长600米,高程216米。最大库容300万立方米,汇水面积640万平方米,贮水面积91万平方米。南湖水源主要来自库区内的泉水、汇水区内通过地面径流进入湖内的雨、雪和市区部分雨水导流管道汇流的水。南湖建成后,辟为“黄龙公园”。由于长期污染,水中化学耗氧量、酚、油、悬浮物增多,经常处于富营养化状态。长春解放后,特别是党的十一届三中全会以来,市人民政府关心水体污染的治理工作,1983年兴建了污水截流工程,使湖水达到国家规定标准。经过植树绿化,修筑亭、桥和添置游船,成为长春市以水上活动为特色的大公园。
1935年,建湖时铺设一条口径400毫米铸铁管,经盘石路至南岭水厂河西泵房,取送水兼用,既可取湖水送至南岭净水场,又可取伊通河水注入湖内。1972年,将南湖坝下至工农大路段改为送水管道,同时延伸到新民广场与南岭水厂第二送水系统连接。1976年,为缓解长春源水不足,又在东堤坝下修建一处145平方米的取水泵房,装有3台机泵抽取南湖水,供汽车厂、印染厂等单位循环用水。3台机泵为8SH—6型,配套电机100KW。1982年改设6SH—6型水泵一台,配套电机55KW,供调峰使用。南湖水源,总是在水源紧张时运转,对于缓和城市供水紧张局面发挥了一定的作用。
三、新立城水库
长春市在第一个五年计划之后,经济结构和城市面貌都发生了较大的变化,成为一个新兴的工业城市。1958年进入第二个五年计划以后,国家先后在长春市建立了客车厂、机车厂、国营长春机械厂、七九三厂、光学仪器厂等一批大中型企业,地方也同时建起了自行车、缝纫机、钟表、灯泡等工厂,还发展了一批街道工业。迅速发展起来的工业和不断增加的城市人口,使城市水源感到严重不足,供需矛盾十分突出。为了解决经济建设和人民生活用水,早在1954年市人民政府就开始组织勘察。1956年,提出在新立城建水库及水库工程综合地质勘察报告。1958年4月,国务院批准修建新立城水库,为长春的发展开辟新的水源。1958年7月,新立城水库破土动工,全市企业、机关、学校、部队,全力以赴,义务劳动大军昼夜川流不息,经过3年艰苦奋战,完成主体工程,开始蓄水使用。1962年,全部工程竣工,总投资额2861万元人民币。水库总库容5.92亿立方米,贮水面积97.5平方公里,正常水位时贮水量2.88亿立方米,日供水能力正常时为22万立方米。
新立城水库位于伊通河中上游、长春市南郊新立城镇附近,距长春市区20公里。水库建成后,成为长春市生产与生活的主要地表水源之一。伊通河全长283公里,流域面积7515平方公里。新立城水库坝址以上河长90.2公里,汇水面积1977平方公里。水库运行以来,兴利除弊效益显著。从1960年水库建成至1986年,为城市供水17.56亿立方米,基本上保证了长春市居民用水和工业用水。伊通河是天然河流,流域内降雨多集中在汛期,解放前洪水为害,频繁发生,从1918年到1949年31年间,受灾较重的年份达10次之多,平均三年一次。1.958年建库以后,共拦截大小洪水58次,在1985年和1986年两次特大洪水泛滥时,由于水库发挥了蓄水防洪作用,减轻了长春、德惠、农安等地的洪涝灾害,而且保证了中长、吉安、长白3条铁路的畅通。新立城水库是一座以向城市供水为主,以养鱼为辅的综合性水库,养殖水面达4万余亩。为了保持水土,涵养水源,延长水库寿命,1959年以来,在水库周围营造防护林,1986年以前造林面积达4026公顷,而且间以观赏树木,如杜松、云杉、美人松、龙须柳和花灌木等。现在,水库已成为长春市一处风景旅游区。
新立城水库的大坝,为亚粘土均质坝,坝长2630米,坝顶宽5.5米,坝底宽100米,坝高16.5米,坝顶高程222.30米,坝顶设置的浆砌石块防浪墙高1.20米,石块防浪墙顶高程223.50米,坝顶平面铺设150毫米厚碎石护面。水库大坝迎水面坡度为1:3,护坡厚1.00米。在220米高程以上是混凝土块护面,以下为块石护面。背水面坡度在215米——220.8米高程之间为1:2.5,在220.8米高程以上为1:2,碎石护坡,在高程215米处设1.5米戗道一条。输水构筑物由水塔与输水管道组成,水塔与岸边联接处设工作桥。输水塔身平面面积4.30米×4.50米。壁厚0.4米,为钢筋混凝土矩型框架。水塔基础的高程为203.4米。迎水面的塔墙上有两个2.50米×4.20米的上下排列孔口,孔口底高程为207米,孔顶高程为216米,孔口设有飘浮树、格栅和叠梁闸板,上部为工作间。水塔顶板高程为223.2米,工作桥为钢筋混凝土质结构,长30米。输水涵洞为1.20×1.50米、厚0.4米的钢筋混凝土双孔承压涵洞,由坝底穿过,全长105米。涵洞基础高程204.2米。进口设有平板检修钢闸门,出口设工作平板钢闸门,采用电动启闭设备,最大泄水量276秒立方米。其下部为浅水明渠,渠水沿伊通河老河床流到南岭水厂拦河闸,由河东、河西的一级泵站送到水厂内。
新立城水库流域,平均年降水量为601毫米。每年6——9月为汛期,7月下旬至8月中旬为主汛期。汛期平均降水量为457毫米,占全年降水量75%。主汛期平均降水量为147毫米,占汛期降水量的32.6%。该流域年平均径流量为2.34亿立方米,径流系数0.2。水库蓄水主要由夏汛期降水形成,其主要来源为伊通河与伊丹河。产生洪水的主要降雨类型为台风型和气旋型。
新立城水库大坝,坝址基岩为白垩纪红色砂岩、砾岩、页岩互层,上覆第四纪覆盖层,厚5——10米,其表层壤土厚1——3米,从西至东逐渐变厚,以下为粗、细砂砾及淤泥质壤土等互层。坝西侧的老河床被切割,砂层外露,形成渗透途径,坝基基岩有6条断层穿过。水库溢洪道位于大坝西侧。溢洪道位置的岩层走向为北西36度,倾角为西南34度,岩层构造与坝址相同。岩性较松散,遇水易崩解。砂、砾岩裂隙属于中透水性岩层。溢洪道进口闸室设有3孔弧型钢闸门,宽10米,高5.2米。闸室后分为渠道段、陡坡段、消力池、尾水渠,之后接入伊通河道。全长1094米,最大宣泄能力为631立方米/秒。
新立城水库的防洪标准,建库时按百年一遇洪水设计、千年一遇洪水校核。设计洪峰流量为1130立方米/秒,15天内洪水总量3.96亿立方米;校核洪峰流量为2020立方米/秒,15天洪水总量5.98亿立方米。为了增强水库调洪能力,1965年11月至1967年6月,将原溢洪道自由式溢流堰改为3孔泄洪闸。1975年11月,在水力电力部郑州“全国防汛和水库安全会议”上,把新立城水库列为全国重点险库之一,要求在1976年必须达到防御3日400毫米暴雨的能力,并按防御800毫米暴雨的能力进行以后的工作。根据水利电力部郑州会议精神,1975年11月,对新立城水库进行了全面检查,做出如下结论:
(1)水库抗洪能力低。现有工程只能抗御3日暴雨272毫米左右的洪水,而历史上已出现过3日降雨391.2毫米的情况。经计算,若遇3日暴雨降水400毫米,洪水将漫过坝高1.3米。
(2)工程构筑物质量不高。大坝原设计考虑地震裂度为6度,未计入地震对大坝安全的影响。经辽宁地震局鉴定,坝址区地震裂度为7度,需要重新考虑地震作用力可能引起的坝坡滑动与坝基液化问题。大坝建成后,1964年和1973年,在水位仅高出正常水位30厘米时,大坝下游50至200米范围内就发生多处管涌现象,虽经补设减压井和压重,情况有所好转,但未能彻底解决坝基渗漏问题。
(3)水库上游防洪能力差。上游有大小水库塘坝102处。其中有3座中型水库,总容积为6270万立方米,其防洪标准只有百年至五百年,工程质量也较差,一旦遭遇特大洪水毁坝,必然增加新立城水库的防洪负担。新立城水库下游城市的堤防与桥梁原设防能力为400——600立方米/秒,由于河道日益淤积,并有在堤上修建工程、挖砂取土、挖防空洞等情况,降低了桥梁与堤防的防洪能力,严重影响了新立城水库按设计宣泄洪水。
针对上述存在的问题,1976年1月5日,长春市人民政府提出了《关于提高新立城水库安全标准确保水库安全的意见》。4月,成立新立城水库加固设计小组,由吉林省给排水设计院负责勘察设计。1976年6月至11月,为达到3日降水400毫米不溃坝,首先在原溢洪道西侧开挖宽50米的临时溢洪道,作为渡汛保坝应急措施。此后,根据加固设计小组的勘察与设计,从1983年3月开始水库的加固工程。水库加固后的标准为:设计洪峰流量1880立方米/秒,7日洪水总量2.90亿立方米,库容4.05亿立方米;校核洪峰流量6850立方米/秒,7日洪水总量7.80亿立方米,库容5.92亿立方米。水库加固后新建的第二溢洪道与原溢洪道轴线距离为52米。设3孔闸室,每孔净宽12米,闸底高程212米,选用12×9米弧型钢闸门,启闭力32吨,采用45吨卷扬机(配置JZ2—41—8电机)起吊闸门。闸墩顶部高程223米,闸墩宽2米,均为缝墩。闸室分3段,以防地基渗水沉降。为了截断渗流,减少闸底板渗透压力,在闸前做灌浆帷幕,长56米,深30米。工作闸前设置浮动式检修闸门一道。新溢洪道全线分渠道段、陡坡段、消力池护坦、海漫,弯道扩散段连接尾水渠进入伊通河,全长1000米左右。闸室宽40米,经收缩后,由渠道段进口至消力池末端,均为底宽33米,侧坡为1:0.5的梯形断面,此后逐渐放缓边坡,至1:2。通过弯道扩散段与原溢洪道尾水渠相连,成为150米宽的大泄水渠,最大宣泄能力1940立方米/秒。大坝加高1.35米,坝顶展宽至6米,坝后覆盖重复被45.8万立方米。新设减压井101眼,坝基灌浆270延长米。原溢洪道改造标准,仍按百年一遇洪水设计、千年一遇洪水校核。但为保证坝的安全,一号进口闸室应满足宣泄最大洪水的要求。为此,闸墩顶部高程由原221.18米提高到223米;交通桥、工作桥亦随之提高。启闭机吊点位置相应后移0.5米,并在闸墩增高部分设置闸门锁定装置,以防闸门通过百年以上洪水处于大孔大泄量状态时产生强裂震动;遇千年以上洪水时,现闸门支座有可能触接水面,需加强防护。改造后闸室经稳定验算,满足了安全要求。闸后渠道段为解决其底板偏薄(0.40米)与冻胀断裂、表面侵蚀等问题,从桩号0+86.4起至末端桩号0+222止,增设0.2米厚钢丝网混凝土护面层一道。至此,原溢洪道最大宣泄能力增至1100秒立方米。加固后的新立城水库,提高了供水与防洪的综合效益。1986年以前,供给城市用水17.56亿立方米,基本保证了全市生产与生活用水。同时,在防洪方面,共拦截100立方米/秒(相当于下游河槽泄量)以上洪水48次,400立方米/秒(相当于下游堤防安全泄量)以上洪水7次;460立方米/秒(相当于长春市及铁路安全泄量)以上洪水4次,保证了下游的安全(只有1985年、1986年,由于泄洪250立方米/秒,对下游造成一定危害)。到1988年,水库已实行一系列现代化管理,如水库保坝工程所设计的测压管集中遥测系统、闸门启闭遥控装置,都已投入使用;水库坝体浸润线、坝基承压水、闸基压力及水库上下游水位等观测项目,已实现自动化集中控制;闸门启闭也可以自动遥控。
新立城水库上游,有伊通县所在地伊通镇,镇内有化工一厂、二厂、造纸厂、酒厂、制革厂等一些工厂,每日排放的工业废水和生活污水都进入水库流域之内。加之流域内的农田每年施用大量农药、化肥,成为新立城水库的主要污染源。新立城水库上游大小水库、塘坝共102处,其中石门水库、寿山水库、三联水库等3座中型水库,总容积6270万立方米,约占新立城水库流域水量1/6以上,此外,还有容积为100万立方米的小水库7座。这些因素加上1976年以来连年少雨,使新立城水库蓄水量大减,年平均向长春市供水5000万立方米,日平均仅14万立方米。新立城水库坝下至南岭水厂取水拦河闸区之间,相距20公里。其间,有14处农业灌溉抽水泵站,最大抽水能力541104立方米/日,正常运转按60%计算,每日截留水量达324660立方米(农业生产临时设泵抽水未计算在内)。在长春供水日益紧张的情况下,城乡争水的矛盾也突出出来。
新立城水库建成之初,由长春市自来水公司管理。1964年2月设水库管理处,归属于市建设局。1983年成立水库管理局,隶属于吉林省水利厅。1988年以前,市自来水公司南岭水厂使用新立城水库源水,每千立方米付源水费7.44元,自1989年11月起,改为每立方米工业用水付源水费0.04元,每立方米民用水付源水费0.023元;1991年吉林省人民政府规定,每立方米源水收综合性水费0.072元。
四、石头口门水库
石头口门水库,源自吉林省磐石县的饮马河。饮马河是松花江左岸的一级支流,由南向北流经双阳、九台、德惠、农安四县,在农安县境内汇入松花江。饮马河集水面积为5700平方公里,占长春地区面积的30.2%,年平均流量为15.9亿立方米,水量丰富,是长春地区的主要地表水源之一。为了开发利用饮马河水利资源,在50年代,吉林省人民政府责成水利勘测设计院进行勘察、论证并负责设计,确定在饮马河中游、九台县西营城乡境内修建石头口门水库,总投资2100万元人民币。1958年,由吉林省水利工程局负责施工,水库建成后,移交给长春市水利局管理。石头口门水库,汇水面积4975.6平方公里,贮水面积65.5平方公里,库容2.1亿立方米。这是一座综合利用的大型水库,建成后运行二十年,主要用于防洪、灌溉、发电、养鱼。1977年,做为长春城市供水的辅助水源。1982年以后,成为长春城市供水的一个主要水源。“文化大革命”期间,长春的城市供水处于“头痛医头、脚痛医脚”的状态。虽然1975年国务院批准长春市开辟新水源、建设新水厂,但在动乱之中无力付诸实施。十年滞误,终于导致全市出现断水危机。1976年,天旱少雨,地表水源严重不足,新立城水库水位急剧下降,仅库存2400万立方米。这一年,净月潭水库贮水量更少,仅可供郊区化肥厂生产使用。南湖水源污染严重,不能供居民饮用,仅仅维持汽车厂热电站短期生产用水。为了度过危机,解决城市生产与生活用水,当时的长春市革命委员会一面发动市内各单位挖掘自备井,一面组织全市人民开掘一条明渠,从石头口门水库引水接济长春。明渠长32.5公里,命名为“工农干渠”。这条“干渠”以九台县卡伦乡南部的“五一”水库为中继水库,从石头口门水库引水,经九台县饮西高线灌渠,挖掘5.5公里明渠到“五一”水库,在水库西岸建826平方米的“五一”泵站,内设20SH—13型水泵6台,水泵流量每小时1548——2412立方米,通过2条长72米、52米,口径为800毫米和900毫米的吸水管,吸水进入后池,再挖渠27.5公里,引水经6公里长的自然河道流入市区东南净月乡的鸭子湾水库,再经自然河道流入幸福乡一、二、三号电灌站渠道,最后汇入南岭水厂河东取水处。
“工农干渠”于1976年10月动工。长春市的驻军、机关、企业、学校及全市人民每天出动7——8万人,有时高达10万人,投入义务劳动。经过一个冬春的艰苦努力,于1977年6月通水。这项工程投资500余万元(不包括社会人力、物力),共建有渡槽3座,渠下涵17座,渠中涵13座,渠涵桥8座,渠上涵1座,木桥11座,填充土方地段2.9公里。设计渠底宽1米,水深1.25米,内坡度1:2。由于冬季施工,挖填的土石工程在通水后频繁漏水、决口,当年受益不大。从1978年开始,“工农干渠”每年解冻期间向长春市输水,对缓和当时城市供水危机起到一定作用。1982年二水厂一期工程竣工投产后,“工农干渠”暂时停止使用。1983年,源水再度紧张,又对干渠加以修整,于9月运行输水近70天,此后,停用至今。
1977年10月,吉林省有关部门在长春城市用水增加的情况下,根据当时石头口门水库的库容,重新分配用水量,规定每日向长春城市提供源水22万立方米,每年8000万立方米。从此,石头口门水库成为长春城市供水的主要水源之一。
中国共产党十一届三中全会以后,为适应经济建设和人民生活的需要,开辟新的水源,成为长春市进一步发展的一个重要问题。为此,于1979年10月兴建以石头口门水库为水源的第二水厂。二水厂的一期工程,在石头口门水库建立了日取水能力11万立方米的取水泵站。1986年到1988年,又以石头口门水库为水源,建设二水厂二期工程。1990年到1992年初,又在此水源基础上,扩建并完善二水厂一期工程。至此,石头口门水库已成为向长春城市提供五分之三源水的水源地。不仅如此,在“引松入长”的宏大供水工程建设中,石头口门水库将作为中继水库。石头口门水库筑有亚粘土均质坝,坝长440米,坝高19.30米,坝顶高程192.30米,坝顶宽5米,设计水位190.65米,校核水位191.00米,正常水位186.5米,汛期限制水位184.5米,死水位184.3米,总库容7.02亿立方米,防洪库容5.97亿立方米,兴利库容1.13亿立方米,死库容0.97亿立方米。石头口门水库的防洪标准,设计洪峰流量为3384立方米/秒,设计水位190.65米;校核洪峰流量为4122立方米/秒,校核水位191米。水库迎水面护坡为块石护面。溢洪道为陡槽式,堰顶高程182米,净宽36米,3孔,每孔12米,电动启闭,最大泄量1440立方米/秒。输水洞为竖井式,进口底板高程179.7米;输水孔4孔,均为1.6×1.6米;电动启闭最大引水量92立方米/秒。石头口门水库向长春市供水的取水构筑物建于水库西岸、饮西电灌站南部,距放牛沟加压泵站8.214公里,放牛沟至二水厂20.135公里。构筑物进水处底板高程180.5米,吸水管底高程181.5米,进水窗底高程182米,水泵轴中心高程183.755米。取水泵站的取水头部设置6个进水孔,源水由此输至放牛沟中途加压后,输送到二水厂净化。
知识出处
《长春市志 城市供水志》
出版者:吉林文史出版社出版
本志下限止于1988年。记述了长春市城市供水事业的发展历史和现状,包含水源、水厂、管网、水质、营业、管理、人物等内容。
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