郝琳茹

（山西省水利建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002）

汾河流域巖溶泉水資源保護(hù)措施淺析

郝琳茹

（山西省水利建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002）

巖溶區(qū)的地下水和巖溶泉水是我國眾多城市和工農(nóng)業(yè)的重要供水水源。面對近年來普遍出現(xiàn)的泉水流量衰減、水質(zhì)污染和無序開采等問題，以汾河流域8處巖溶大泉為研究對象，通過分析巖溶泉域現(xiàn)狀，找出巖溶泉域水資源開發(fā)利用存在的問題和原因，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用新的理論、觀點(diǎn)和方法，提出工程措施和非工程措施相結(jié)合的保護(hù)措施。

巖溶泉；水資源保護(hù)；汾河流域

山西作為我國北方巖溶分布面積最廣的省份，巖溶泉水資源十分豐富，巖溶區(qū)面積達(dá)11萬km2，占全省總面積的75.2%，歷史上曾有“千泉之省”的美譽(yù)。這些巖溶區(qū)豐富的地下水資源，在全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和新型能源工業(yè)基地建設(shè)中發(fā)揮著重要的支撐和保障作用。

1 巖溶泉概況

1.1 巖溶泉現(xiàn)狀

山西省巖溶大泉分布較廣，列入《山西泉域水資源保護(hù)條例》的巖溶大泉有19處，其中汾河流域內(nèi)巖溶泉有雷鳴寺泉、蘭村泉、晉祠泉、洪山泉、郭莊泉、霍泉、龍子祠泉及古堆泉等8個(gè)大泉。

2010年，全流域巖溶大泉實(shí)測流量為8.70m3/s，其中，晉祠泉、蘭村泉和古堆泉已斷流，泉口水位埋深分別為25m，35m，50m；蘭村泉、霍泉、雷鳴寺泉為地下水水質(zhì)Ⅱ類水，其他泉域?yàn)棰蟆纛愃Ｆ渲?，晉祠泉泉口水位從2008年以來止降回升，目前泉口水位埋深7.38m。

1.2 巖溶泉開采量及開發(fā)利用程度

汾河流域8大巖溶泉現(xiàn)狀開采量為4.99億m3，其中，巖溶水井開采2.39億m3，泉口提引水2.60億m3。8個(gè)巖溶大泉天然資源量9.05億m3，可開采量5.89億m3，現(xiàn)狀總計(jì)開采4.99億m3。晉祠泉、蘭村泉和古堆泉巖溶地下水開發(fā)利用程度分別為124.9%，114.8%和110.1%，均已斷流，且處于嚴(yán)重超采狀態(tài)；洪山泉開發(fā)利用程度大于80%，屬于采補(bǔ)平衡泉域，但存在斷流危險(xiǎn)；其余巖溶泉地下水尚有開發(fā)潛力。各巖溶泉開發(fā)利用程度分析見表1。

表1 汾河流域巖溶大泉開發(fā)利用程度分析表

2 巖溶泉開發(fā)利用存在問題

2.1 泉水流量衰減及干涸

大氣降水是巖溶泉的主要補(bǔ)給水源，其變化必然引起泉域巖溶地下水位與泉水流量的變化。近年來，汾河流域巖溶泉域降水量普遍有減少的趨勢，同時(shí)人類活動(dòng)改變了泉域內(nèi)水文下墊面條件、包氣帶及含水層縱橫方向的水量運(yùn)移，導(dǎo)致河川徑流對巖溶水系統(tǒng)滲漏補(bǔ)給量減少，這些因素導(dǎo)致泉水流量衰減。晉祠泉、蘭村泉和古堆泉相繼干枯斷流，洪山泉瀕臨斷流，郭莊泉流量下降達(dá)50%以上，霍泉及龍子祠泉流量萎縮，不僅使汾河流域水資源短缺形勢加劇，也對汾河流域生態(tài)環(huán)境、旅游資源造成難以彌補(bǔ)的損失。

2.2 泉水水質(zhì)污染

汾河流域巖溶泉域規(guī)模巨大，地下水循環(huán)周期較長，水與巖石具有充分的反應(yīng)時(shí)間，特別是由于地球化學(xué)背景的影響，一些泉域巖溶地下水的污染問題比較嚴(yán)重。同時(shí)，人類活動(dòng)對巖溶地下水產(chǎn)生的次生污染十分嚴(yán)重。汾河主要流經(jīng)晉祠、蘭村、郭莊、古堆泉域，對前3個(gè)泉域有滲漏補(bǔ)給。河水水質(zhì)主要污染物為氨氮、COD、揮發(fā)酚等。古交市寨上以下河段氨氮幾乎全部超標(biāo)，其中太原市小店橋斷面氨氮超標(biāo)最大為70.1倍；揮發(fā)酚超標(biāo)河段8處，其中臨汾斷面揮發(fā)酚超標(biāo)最大為43.2倍。

2.3 采煤開礦對泉域水資源影響嚴(yán)重

山西省煤炭資源豐富，從地質(zhì)條件上形成了水煤共存的基本環(huán)境特征。大規(guī)模采煤對巖溶水環(huán)境的影響尤為明顯，已成為能源基地建設(shè)與運(yùn)營的制約因素。煤礦開采后形成裂隙導(dǎo)水帶、地面沉降帶均能波及地表，造成裂縫、崩塌、沉降等各種地面變形，破壞了上覆含水層原有的補(bǔ)給、徑流與排泄條件。例如，郭莊泉域霍州白龍礦，由于煤炭開采破壞了儲(chǔ)水構(gòu)造，改變了地下水徑流路線，在巷道開拓時(shí)遇陷落柱發(fā)生井下突水；水量由揭露初期的100m3/h增至400m3/h，造成工作面淹沒被迫停產(chǎn)。

3 保護(hù)措施

3.1 工程措施

3.1.1 泉源區(qū)保護(hù)工程

環(huán)境整治工程：實(shí)施污染源清除、生活污水處理、垃圾填埋、居民旱廁改造、移民搬遷等措施，以及河道疏浚、清淤，進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)。

生態(tài)景觀建設(shè)工程：在泉源區(qū)內(nèi)實(shí)行退耕還林還草、植樹造林、封育保護(hù)等綠化措施；根據(jù)歷史記載恢復(fù)古代建筑，還原歷史原貌；結(jié)合泉源古建風(fēng)格，融入現(xiàn)代園林設(shè)計(jì)思路，建設(shè)泉源區(qū)以巖溶泉為主題的景觀工程。

3.1.2 水資源保護(hù)工程

地下水關(guān)井壓采工程：在水利工程或自來水水源供水覆蓋區(qū)，通過替代水源置換措施，關(guān)閉巖溶水井，壓縮泉域內(nèi)巖溶地下水開采量，遏制地下水超采，使泉域水位或泉水流量止降返升，實(shí)現(xiàn)巖溶泉水出流或增流目標(biāo)。

帶壓區(qū)煤炭限采工程：在巖溶大泉重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、構(gòu)造連通區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁開采煤礦。對于已開采的煤礦，建議有關(guān)部門實(shí)施關(guān)閉。在帶壓突水危險(xiǎn)區(qū)，限制開采煤礦。

人工補(bǔ)水工程：在山區(qū)石灰?guī)r地區(qū)的河道、溝谷，利用灰?guī)r或灰?guī)r破碎帶的強(qiáng)滲透性，結(jié)合河道整治、水土保持治理工程，修建攔洪水壩、淤地壩、漏庫等工程措施，攔截雨洪水，增加巖溶地下水補(bǔ)給量。

水源涵養(yǎng)工程：在泉域內(nèi)實(shí)施植樹造林、水土保持、小流域治理等工程，增加地下水補(bǔ)給量，涵養(yǎng)水源，改善水生態(tài)環(huán)境。

3.1.3 水質(zhì)保護(hù)工程

污水處理工程：在泉域內(nèi)應(yīng)建設(shè)城鎮(zhèn)生活污水處理廠，集中處理，達(dá)標(biāo)排放；工業(yè)企業(yè)建設(shè)污水回用工程，特別是煤礦要建設(shè)礦坑水處理廠，要求全部回用，一般不得向河道排放。如若排放，須達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

人工濕地建設(shè)工程：在河道修建人工濕地，通過人工濕地物理、化學(xué)及生物等綜合作用，處理河道污水，改善河流水質(zhì)，提高河道的自凈能力，減輕污水下滲對巖溶地下水的污染。

廢井封堵工程：對于止水失效的巖溶地下水井，能使上部石炭系含水層不良水體進(jìn)入奧陶系巖溶含水層，造成串層水質(zhì)污染，須進(jìn)行永久回填治理。

3.2 非工程措施

3.2.1 巖溶泉監(jiān)測

應(yīng)建立和完善泉域巖溶地下水水量、水位、水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測動(dòng)態(tài)自動(dòng)化，實(shí)時(shí)監(jiān)測泉口流量、地下水位與水質(zhì)，及時(shí)掌握泉域地下水位與水質(zhì)變化情況。

3.2.2 巖溶泉標(biāo)識

應(yīng)設(shè)立巖溶大泉紀(jì)念碑、重點(diǎn)保護(hù)區(qū)邊界標(biāo)識牌，明確重點(diǎn)保護(hù)區(qū)范圍，提示人們?nèi)蛑攸c(diǎn)保護(hù)區(qū)內(nèi)禁止的行為，提高巖溶大泉的社會(huì)知名度，樹立全民保護(hù)巖溶大泉意識。

3.2.3 管理措施

省級水行政主管部門負(fù)責(zé)泉域水資源的統(tǒng)一配置，取水實(shí)行總量控制，建立巖溶泉水開發(fā)利用總量控制制度；在超采區(qū)和禁采區(qū)禁止新打水井取用地下水。在引水工程或當(dāng)?shù)氐乇硭茨軡M足生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水的區(qū)域，縣級以上人民政府應(yīng)禁止或限制巖溶水的開采。建議成立泉域保護(hù)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、管理、監(jiān)督泉域保護(hù)工程的實(shí)施，同時(shí)，針對泉域范圍內(nèi)突發(fā)水污染事件，開展應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)，把突發(fā)性污染事件給泉域水環(huán)境帶來的影響降到最小。

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郝琳茹（1987-），女，2010年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)林經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)，助理工程師。

2016-08-14；

2016-09-22