第一节 地下水源

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《长春市志 城市供水志》 图书
唯一号: 070120020220001525
颗粒名称: 第一节 地下水源
分类号: TU991.112
页数: 11
页码: 25-35
摘要: 本节记述了长春市早期的水源建设,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。
关键词: 长春市 城市供水 地下水源

内容

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。

知识出处

长春市志 城市供水志

《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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