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、實行最嚴格的水資源管理制度、廣泛推廣應用節(jié)水農(nóng)業(yè)技術等對策措施，以實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(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，且日趨嚴重。

根據(jù)監(jiān)測資料分析，霍泉多年平均自然出流量為3.67 m3/s。上世紀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（見表1）。

表1 霍泉自然出流量（m3/s）不同年代統(tǒng)計分析表

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 巖溶水資源量評價

巖溶水資源量評價包括天然補給資源量評價、儲存資源量評價、可開發(fā)利用量評價。

巖溶水的天然補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)量以巖溶泉域各項補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)，其多年補給量大體等于多年的排泄量。由于霍泉泉域是一個比較完整的水文地質單元，選用排泄量法來計算泉域巖溶水的天然資源量?；羧驇r溶水的主要排泄項為泉水流量、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算實際上只需考慮還原流量與巖溶水潛排量兩項。

根據(jù)臨汾市第二次水資源評價的計算方法：巖溶水天然補給量=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)計算：1956-2000年，霍泉巖溶水天然補給量為 13 156 萬 m3/a（4.17 m3/s）；1980-2000 年，霍泉巖溶水天然補給量為11 877萬m3/a（3.77 m3/s）?；羧獛r溶地下水儲存量約為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給水源，得以開發(fā)利用，歷次霍泉巖溶水可利用量計算不將其包括在內(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，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)狀主要供水對象為山西焦化集團、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、北平等三個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是該縣的主要工業(yè)經(jīng)濟區(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，成井時自流出水量3021m3/d，水質良好。古縣境內(nèi)霍泉受區(qū)域水文地質條件的制約，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?shù)厣钆c工業(yè)主要的供水水源。

為了對古縣巖溶水井現(xiàn)狀及其發(fā)展過程有確切的認識，對境內(nèi)的巖溶井進行了逐井調查。調查結果按時段進行統(tǒng)計，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，但受分配指標所限，又不能過多開采巖溶水，水資源已成為古縣經(jīng)濟發(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)濟發(fā)達。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)正在積極申請之中。

4 霍泉巖溶水資源合理開發(fā)利用對策

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，進行水資源優(yōu)化配置，以滿足泉域內(nèi)各縣市經(jīng)濟發(fā)展的需要。既要滿足泉域內(nèi)經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求，又要盡可能減少巖溶水的開采量?？尚械耐緩绞情_發(fā)其他可利用的水資源，如地表水、中水的利用、工程調水等。通過開發(fā)利用其他水資源，實現(xiàn)泉域采補平衡，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 實行最嚴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，對泉域系統(tǒng)影響較大，所以也要對其進行嚴格管理，供水對象僅限于生活用水，不得用于工業(yè)生產(chǎn)，以維護霍泉巖溶水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。洪洞縣由于其位于霍泉泉域重點保護區(qū)，按照《山西省泉域水資源保護條例》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，廣泛應用節(jié)水農(nóng)業(yè)技術

霍泉泉域內(nèi)煤炭資源豐富，煤礦眾多。根據(jù)相關資料，古縣煤炭資源整合后產(chǎn)量將達到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，減少了巖溶水的補給量，還由于其開采后上伏地層的坍塌與裂縫，對地下水的補徑排自然環(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，盡可能減少輸水損失，以提高水資源的利用率。

TV211.1+2

C

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44號，041000