霍泉巖溶地下水開發(fā)及保護對策探討

柴俊芳

（洪洞縣霍泉水利管理處，山西 洪洞 031600）

霍泉巖溶地下水開發(fā)及保護對策探討

柴俊芳

（洪洞縣霍泉水利管理處，山西 洪洞 031600）

霍泉巖溶地下水是洪洞縣等地工農業(yè)生產和生活的重要水源，隨著經濟社會的不斷發(fā)展和城市人口的增加，巖溶水開發(fā)利用規(guī)模不斷擴大，分析了霍泉巖溶地下水現(xiàn)狀，針對如何合理開發(fā)利用和保護霍泉巖溶地下水并使之發(fā)揮最大效益，提出切實可行的解決措施。

巖溶地下水；水資源；開發(fā)；保護

1 概況

霍泉是山西省著名的巖溶大泉之一，位于洪洞縣城東15km的霍山腳下，泉域范圍為霍山大背斜。西側以汾河與沁河為分水嶺，東側以石巖、二迭系砂巖為隔水邊界，南段則包括一小部分砂頁巖區(qū)，北部與洪山泉的分界在河底泉斷層，形成隔水邊界。泉域面積1352km2，其中巖溶含水系統(tǒng)分布面積1272km2，灰?guī)r裸露區(qū)面積664km2。泉水出露為第四系堆積物阻水形成，屬斷層溢流泉。

霍泉巖溶水系統(tǒng)的補給資源為1.24億m3/a，主要由大氣降水直接通過巖溶裸露區(qū)滲漏補給及地表匯流進入灰?guī)r區(qū)的入滲補給組成。補給高度平均在1190m左右，巖溶水系統(tǒng)的儲存資源量約為64.5億m3?；羧跇烁?81.6m，出水點108個，月均方差在0.002～0.021m3/s之間，多年（1951—2006年）平均流量3.795m3/s，存在以8年為周期的波動性特點。

霍泉泉水為重碳酸硫酸鈣鎂型水，水質總硬度19.7德國度，水質良好，除飲用外還兼供工農業(yè)用水。水溫常年保持在13.5℃～14℃，pH值7.8，該泉水礦化度多在536mg/L左右，為低礦化型。

2 巖溶地下水開發(fā)利用狀況

霍泉巖溶水系統(tǒng)可分為四個子系統(tǒng)，其中第四子系統(tǒng)除接受來自其他三個子系統(tǒng)的地表水補給外，還接受來自大氣降水的直接下滲補給，并向外潛排和形成泉水（即霍泉）。

霍泉巖溶水系統(tǒng)的分布范圍跨晉中、長治、臨汾3個市的6個縣（市），即洪洞縣、古縣、靈石縣、沁源縣、霍州市、安澤縣。其中沁源縣、古縣占有面積最大。洪洞縣管轄范圍雖然不大，但擁有排泄區(qū)和霍泉這一得天獨厚的巖溶水資源優(yōu)勢，正因如此，霍泉每年排泄的1億多m3的巖溶水為洪洞縣經濟的發(fā)展提供了可靠保證。

霍泉灌區(qū)灌溉著廣勝寺、明姜、大槐樹、城蘇堡等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)119個自然村的0.673萬hm2土地，擔負著山西焦化集團總公司、洪洞縣霍泉化工有限公司的生產生活用水和洪洞縣城生活用水，還在每年非灌溉期向南垣灌區(qū)調水2500萬m3。

據霍泉流量動態(tài)資料表明，20世紀50年代，泉源年均流量4.24m3/s，年均來水量13352萬m3；60年代平均流量4.6m3/s，年均來水量14500萬m3；70年代平均流量4.31m3/s，年均來水量13400萬m3；80年代平均流量3.9m3/s，年均來水量12150萬m3；90年代平均流量3.2m3/s，年均來水量10258萬m3；進入21世紀，平均流量為2.93m3/s，年均來水量9240.2萬m3。由此可知，霍泉泉水流量呈逐年減少趨勢。

2010年，泉源年來水量8772萬m3，流量2.78m3/s，泉水供工業(yè)生產用水1439萬m3，供農業(yè)灌溉用水4549萬m3，南干人畜吃水315萬m3，城鎮(zhèn)生活供水920萬m3，霍泉水資源利用率已達98%以上。

3 泉源流量減少原因分析

據1951年以來60年的泉源流量實測資料分析，泉源年平均流量從20世紀50年代的4.24m3/s減少到2010年的2.78m3/s，隨著時間的推移，泉源流量呈下降趨勢。究其原因主要有以下幾方面：

3.1 天然降雨量的影響

從實測資料看，泉源出水量與天然降水有著密切關系，降雨量大的年代泉源出水量就大，反之就小。例如，1964年降雨量754.8mm，泉源出水量15600萬m3，1972年降雨量341.1mm，泉源出水量11420萬m3。泉源出水量的補充資源主要是天然降水。但從進入80年代后，降水量與泉源出水量的規(guī)律發(fā)生了變化，1991年降水量為441.2mm，泉源流量為3.45m3/s，年出水量1.09億m3，2005年降雨量為527.0mm，比1991年多75.8mm，而泉源流量只有3.13m3/s，年出水量相應減少。

3.2 泉域范圍內打井、開礦的影響

盡管泉域范圍內大部分地形山高林密，交通不便，但隨著經濟的快速發(fā)展，區(qū)域內打井、采煤活動逐漸加劇，截留、破壞了巖溶水的正常補給，資源補給量受到了限制和減少。

3.3 地表水的影響

區(qū)域內地表水的開發(fā)利用使其水源被阻隔，影響了出水量，泉域范圍內的地表水難以得到補充。

4 巖溶地下水合理開發(fā)及保護對策

從系統(tǒng)的角度考慮，巖溶水資源的合理開發(fā)利用及保護實質上是協(xié)調巖溶水自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)耦合的關系，當人工系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的耦合關系協(xié)調好，霍泉巖溶水系統(tǒng)的供水功能將會得到充分發(fā)揮。反之，系統(tǒng)將會失穩(wěn)，其功能將不斷減弱以致破壞。因此，霍泉巖溶水系統(tǒng)資源的合理開發(fā)利用應注意以下幾個方面的問題：

4.1 統(tǒng)籌分配巖溶水資源

霍泉巖溶水系統(tǒng)所處的地理位置涉及3市6縣。各縣根據轄區(qū)的水資源條件及供水需水已修建了不同形式的取、引水工程。隨著工農業(yè)生產的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，新建、擴建的取、引水工程勢必增多。這種缺乏系統(tǒng)全局性考慮的各種取水方案組成的人工系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的耦合，將會引起復雜系統(tǒng)的混亂和失控，打破了原有的水量分布格局，使擁有排泄區(qū)這一有利條件的洪洞縣因上游地區(qū)大量取水而面臨缺水的嚴重形勢。所以應全面協(xié)調各用水縣或單位的用水現(xiàn)狀和用水規(guī)劃，在不超過霍泉巖溶水系統(tǒng)補給資源量的前提下分配用水，做到重點保證，統(tǒng)籌安排。

4.2 合理保護霍泉景觀

霍泉作為廣勝寺一景，泉水的噴涌景觀不僅是當地古代文化遺產的組成部分，而且其水量也是洪洞縣經濟發(fā)展不可缺少的條件之一?；羧獛r溶水系統(tǒng)作為一個整體，泉口以上任何地點的開采巖溶水的活動（包括在第一、二、四子系統(tǒng)內取用河水）都會導致霍泉流量的減少。從資源共享的觀點出發(fā)，有關各縣的水資源管理部門應共同協(xié)商用水份額和保持泉水景觀的基本出水量，并在此基礎上制定保護區(qū)的有關法規(guī)，嚴格控制洪洞縣東安—廣勝寺一帶的打井活動。

4.3 加強巖溶水水質保護

據2009年取樣調查分析發(fā)現(xiàn)，霍泉的化學成分與1990年相比基本沒有變化，污染成分也未超標。巖溶水仍是優(yōu)良的生活及工農業(yè)用水水源，但巖溶水中有砷、鉛成分檢出，其含量超過臨汾地區(qū)第四系孔隙水水中的含量（相對背景值）。說明該巖溶水系統(tǒng)可能存在著人為污染的潛在因素，據此建議：一是在碳酸鹽巖裸露區(qū)及西部變質巖分布區(qū)，大氣降水中污染成分以及污染的地表水可直接進入巖溶水中，這些地區(qū)的水質保護顯得尤為重要，有關部門應制定相關法規(guī)將上述地區(qū)劃為防污染保護區(qū)，在此范圍內不應建設可能成為污染源的企業(yè)，如化工廠、農藥、化肥廠、及焦化廠、塑料廠等，以防鉻、汞、鉛、砷、氰、酚等有毒物質進入地表水及地下水。對已有的這類工廠應限期責令采取凈化排放“三廢”的措施。二是應在霍泉一帶嚴禁采煤煉焦。這一帶有碳系煤層分布，又緊鄰裸露灰?guī)r區(qū)，采煤的廢渣及煉焦形成的硫、磷、酚等物質均有可能進入巖溶水污染水體。為此應安排專人對泉源周圍環(huán)境進行定期清掃，對海池內的水草雜物及時清除，以保證泉源水質的清潔。三是霍泉巖溶水的東部為煤炭開采區(qū)，采礦過程中要避免礦坑水排放并污染巖溶水，特別應嚴格禁止將礦坑水利用重力排入其下陶系灰?guī)r。同時還要重視勘探孔封孔質量，以防止煤系地層的劣質水與巖溶水串通。

4.4 科學管理泉域水資源

一是強化泉域管理機構行政職能，以《中華人民共和國水法》為準繩，制定切實可行的法規(guī)，加派人員對泉域出水口進行監(jiān)管，有條件的地方可建設動態(tài)實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對泉域地進行24h監(jiān)控。二是在霍泉巖溶水系統(tǒng)內，包括泉口及東部邊界附近，完善水位、水質監(jiān)測網絡，積累系統(tǒng)連續(xù)的相關數據，定期分析其動態(tài)變化，為巖溶水系統(tǒng)管理提供科學依據。三是在泉域范圍內植樹種草，改善生態(tài)環(huán)境，同時建立水位、水質以及氣象因素等方面的綜合數據庫，逐步實現(xiàn)對霍泉巖溶水系統(tǒng)的管理。四是加強泉域保護宣傳力度，利用報紙、電視等新聞媒體的正面報道、輿論監(jiān)督和社會曝光的效應，加大對泉域水資源的保護力度，從而引起全社會對霍泉泉域保護工作的關注。

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1004-7042（2011）08-0015-02

柴俊芳（1975-），女，1995年畢業(yè)于山西省水利學校水工建筑專業(yè)，助理工程師。

2011-06-05；

2011-07-16