李偉芳

（臨汾市水文水資源勘測(cè)分局）

霍泉巖溶水資源及合理開發(fā)利用分析

李偉芳

（臨汾市水文水資源勘測(cè)分局）

霍泉是山西省著名的巖溶大泉，泉域面積1 272 km2，其中臨汾市488 km2，占38.36%，主要分布于洪洞、古縣和安澤縣，是重要的供水水源。通過分析霍泉巖溶水流量及泉域內(nèi)的用水現(xiàn)狀，提出了優(yōu)化配置水資源、實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度、廣泛推廣應(yīng)用節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)等對(duì)策措施，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

巖溶水資源 開發(fā)利用 霍泉 臨汾市

1 基本概況

霍泉是山西省著名的巖溶大泉，泉域面積1 272 km2，其中臨汾市488 km2，主要分布于洪洞、古縣和安澤縣。泉域內(nèi)裸露可溶巖面積664 km2。近年來，霍泉已成為泉域內(nèi)各縣市的重要供水水源，主要用途為農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水、城市與農(nóng)村生活用水。由于泉域內(nèi)各縣市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，霍泉巖溶水出現(xiàn)了過量開采的現(xiàn)象，且日趨嚴(yán)重。

根據(jù)監(jiān)測(cè)資料分析，霍泉多年平均自然出流量為3.67 m3/s。上世紀(jì)50年代平均流量為4.23 m3/s，60 年代為 4.38 m3/s，70 年代為 3.74 m3/s，80 年代為3.43 m3/s，90 年代為 3.25 m3/s，2001-2010 年平均流量為2.95 m3/s，總體上自然出流量呈衰減趨勢(shì)（見表1）。

表1 霍泉自然出流量（m3/s）不同年代統(tǒng)計(jì)分析表

2 霍泉巖溶水資源量

2.1 泉水自然出流量變化

1951-2010年間，霍泉泉水年自然出流量變化見圖1。從圖1可以看出，霍泉多年平均自然出流量為3.67 m3/s，最大值出現(xiàn)在1964年為4.94 m3/s，最小值出現(xiàn)在2002年為2.75 m3/s。2001-2010年，較多年平均減少19.6%，較1951-1960年減少30.3%。

圖1 霍泉1951-2010年自然出流量變化圖

2.2 巖溶水資源量評(píng)價(jià)

巖溶水資源量評(píng)價(jià)包括天然補(bǔ)給資源量評(píng)價(jià)、儲(chǔ)存資源量評(píng)價(jià)、可開發(fā)利用量評(píng)價(jià)。

巖溶水的天然補(bǔ)給資源量是指在天然條件或人為開采狀態(tài)下，巖溶泉域從外界獲得的有補(bǔ)給保證的水量。也就是在開采利用巖溶水后，能夠通過現(xiàn)代水文循環(huán)予以補(bǔ)給的水量，它屬于巖溶水資源可再生的部分，其數(shù)量以巖溶泉域各項(xiàng)補(bǔ)給量總和的多年平均值表示。在未開發(fā)狀態(tài)下，巖溶泉域往往處于純自然的穩(wěn)定狀態(tài)，其多年補(bǔ)給量大體等于多年的排泄量。由于霍泉泉域是一個(gè)比較完整的水文地質(zhì)單元，選用排泄量法來計(jì)算泉域巖溶水的天然資源量?；羧驇r溶水的主要排泄項(xiàng)為泉水流量、地下水潛流量、地下水蒸發(fā)量及巖溶水開采量。由于巖溶地下水埋藏很深，其蒸發(fā)量不予考慮。這樣，泉域巖溶水天然資源量的計(jì)算實(shí)際上只需考慮還原流量與巖溶水潛排量兩項(xiàng)。

根據(jù)臨汾市第二次水資源評(píng)價(jià)的計(jì)算方法：巖溶水天然補(bǔ)給量=泉流量+巖溶水開采量+向第四系潛排量。采用數(shù)據(jù)：1956-2000年霍泉流量均值12 008 萬 m3/a（3.81 m3/s），1980-2000 年霍泉流量均值10 704萬m3/a（3.39 m3/s）；向第四系地下水的潛排量為1 125萬m3/a；1956-2000年上游巖溶水開采量23萬m3/a，1980-2000年上游巖溶水開采量48萬m3/a。

據(jù)計(jì)算：1956-2000年，霍泉巖溶水天然補(bǔ)給量為 13 156 萬 m3/a（4.17 m3/s）；1980-2000 年，霍泉巖溶水天然補(bǔ)給量為11 877萬m3/a（3.77 m3/s）?；羧獛r溶地下水儲(chǔ)存量約為65.75億m3。

由于潛流到盆地的巖溶水量已作為其下游淺層地下水的主要補(bǔ)給水源，得以開發(fā)利用，歷次霍泉巖溶水可利用量計(jì)算不將其包括在內(nèi)。以95%頻率的泉水還原流量作為泉水可利用量。

3 臨汾市各縣霍泉巖溶水開發(fā)利用現(xiàn)狀分析

3.1 洪洞縣

洪洞縣霍泉泉域主要分布在廣勝寺鎮(zhèn)與蘇堡鎮(zhèn)，泉域面積較小，是霍泉泉水的出露點(diǎn)，利用方便，主要以引泉為主。歷史上，霍泉就是洪洞縣的主要供水水源，現(xiàn)狀主要供水對(duì)象為山西焦化集團(tuán)、霍泉灌區(qū)以及洪洞縣城生活用水。通過收集霍泉管理處近十年來的實(shí)際供水資料，洪洞縣霍泉泉水開發(fā)利用程度已非常高，在用水高峰的月份已出現(xiàn)供水緊張的狀況（見表2）。從表2可以看出，農(nóng)業(yè)灌溉用水量所占比例最大，工業(yè)用水量次之。

表2 洪洞縣霍泉泉水開發(fā)利用統(tǒng)計(jì)表 單位：萬m3/a

3.2 古縣

古縣霍泉泉域主要分布在岳陽、古陽、北平等三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是該縣的主要工業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)。古縣霍泉巖溶水的開發(fā)利用方式主要是井采。80年代以前，由于鑿井技術(shù)與開采成本所限，古縣境內(nèi)無巖溶水井。1989年，隨著古縣縣城用水量的增加，在縣城北開鑿巖溶井1眼，井深826.34m，成井時(shí)自流出水量3021m3/d，水質(zhì)良好。古縣境內(nèi)霍泉受區(qū)域水文地質(zhì)條件的制約，地表水枯季流量非常小，淺層地下水出水量也較小，無法滿足人民群眾生活與工業(yè)發(fā)展的需要。尤其是近幾年來，涉煤行業(yè)發(fā)展較快，用水量較大，巖溶水井增長迅速，巖溶水已成為當(dāng)?shù)厣钆c工業(yè)主要的供水水源。

為了對(duì)古縣巖溶水井現(xiàn)狀及其發(fā)展過程有確切的認(rèn)識(shí)，對(duì)境內(nèi)的巖溶井進(jìn)行了逐井調(diào)查。調(diào)查結(jié)果按時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，至2000年底，巖溶井共5眼，主要是解決農(nóng)村生活與城市生活用水；2001-2005年，新增巖溶井4眼，其中城市生活用水井1眼，煤礦生產(chǎn)生活用水井3眼；2006-2007年，巖溶水井發(fā)展最為迅速，新增水井15眼，主要用于焦化、煤礦、洗煤等企業(yè)的工業(yè)用水，用水量較大。2007-2010年，受取水許可的影響鑿井處于停滯狀態(tài)。由于古縣霍泉泉域內(nèi)除巖溶水外無其他可利用的水源，若要緩解供水緊張的狀況，只能依靠開發(fā)巖溶水，但受分配指標(biāo)所限，又不能過多開采巖溶水，水資源已成為古縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要瓶頸。

3.3 安澤縣

安澤縣霍泉泉域主要分布在唐城鎮(zhèn)，為藺河的源頭區(qū)。面積雖然較小，但煤炭資源豐富，分布有多座煤礦，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。安澤縣位于霍泉泉域的東部邊界區(qū)域，近年來，隨著鑿井技術(shù)的發(fā)展與區(qū)域用水的緊張，在東部邊界已出現(xiàn)多眼巖溶水井，水量較大，水質(zhì)良好。

安澤縣霍泉泉域多年來由于煤礦的開采，地表水與淺層地下水衰減，已無法滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。部分企業(yè)需開鑿巖溶井以滿足用水需求。據(jù)調(diào)查，位于安澤縣的山西安鑫煤業(yè)有限公司1 200 kt整合礦井及1 200 kt坑口洗煤項(xiàng)目已通過水資源論證，需開鑿巖溶井以滿足職工生活用水需求，生活取水量為3.81萬m3/a。安澤縣唐城鎮(zhèn)三交村生活取水量需3萬m3/a，還有部分企業(yè)正在積極申請(qǐng)之中。

4 霍泉巖溶水資源合理開發(fā)利用對(duì)策

從前述分析可知：洪洞縣的霍泉泉水開發(fā)利用程度已非常高；古縣的霍泉受區(qū)域水文地質(zhì)條件制約，地表水枯季流量非常小，淺層地下水出水量也較??；安澤縣霍泉多年來地表水與淺層地下水衰減，已無法滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，部分企業(yè)需開鑿巖溶井以滿足用水需求。為了保持霍泉巖溶水系統(tǒng)的平衡，合理開發(fā)利用，特提出以下建議：

4.1 優(yōu)化配置水資源，開發(fā)利用其他水源

從霍泉泉域全局的角度，進(jìn)行水資源優(yōu)化配置，以滿足泉域內(nèi)各縣市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。既要滿足泉域內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水資源的需求，又要盡可能減少巖溶水的開采量。可行的途徑是開發(fā)其他可利用的水資源，如地表水、中水的利用、工程調(diào)水等。通過開發(fā)利用其他水資源，實(shí)現(xiàn)泉域采補(bǔ)平衡，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度

安澤縣巖溶水開采由無到有，雖其面積較小，但其位于霍泉泉域的東部邊界，對(duì)泉域系統(tǒng)影響較大，所以也要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格管理，供水對(duì)象僅限于生活用水，不得用于工業(yè)生產(chǎn)，以維護(hù)霍泉巖溶水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。洪洞縣由于其位于霍泉泉域重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，按照《山西省泉域水資源保護(hù)條例》第十條，不允許其以打井方式取用巖溶水，其用水量受泉水自然出流量所控制，由于供水對(duì)象的優(yōu)先保證程度不同，一般優(yōu)先保證生活與工業(yè)用水，其次為農(nóng)業(yè)用水。

4.3 減少泉域內(nèi)煤礦開采，廣泛應(yīng)用節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)

霍泉泉域內(nèi)煤炭資源豐富，煤礦眾多。根據(jù)相關(guān)資料，古縣煤炭資源整合后產(chǎn)量將達(dá)到10 050 kt，安澤縣泉域內(nèi)的煤礦也較多。煤炭的開采，不僅疏干了上層水，減少了巖溶水的補(bǔ)給量，還由于其開采后上伏地層的坍塌與裂縫，對(duì)地下水的補(bǔ)徑排自然環(huán)境造成了破壞，影響到巖溶水系統(tǒng)的平衡。在煤礦帶壓開采區(qū)還存在突水現(xiàn)象，直接破壞巖溶水，使優(yōu)質(zhì)的巖溶水資源以污染后的礦坑水形式排放。洪洞縣的農(nóng)業(yè)灌溉是霍泉的用水大戶，占到總用水量的40%以上，節(jié)水潛力很大。要大力推廣滴灌、滲灌、管灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，盡可能減少輸水損失，以提高水資源的利用率。

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1008-0120（2017）03-0026-03

2017-01-22

2017-05-29

李偉芳（1982-）：女，碩士，工程師；通訊地址：山西省臨汾市堯都區(qū)一市場(chǎng)44號(hào)，041000