晉城市三姑泉域地下水生態(tài)修復(fù)探析

廉俊文

（晉城市水務(wù)發(fā)展研究中心，山西 晉城 048000）

1 三姑泉域概況

1.1 三姑泉域概況

三姑泉域沿丹河河谷有多處泉水出露，包括三姑泉、郭壁泉、土坡泉、臺(tái)北泉、白洋泉等，多年平均排泄量為7.2m3/s。行政區(qū)涉及到晉城市城區(qū)、澤州縣、高平市及陵川縣，泉域總面積2630km2，其中，裸露巖溶區(qū)面積1022km2，主要位于泉域的東部和南部。三姑泉出露于澤州縣金村鎮(zhèn)東丹河河谷內(nèi)，流量3.5～7m3/s，現(xiàn)已被河南省博愛(ài)縣修建的青天河水庫(kù)淹沒(méi)。

泉域內(nèi)主要河流為丹河。丹河主要的支流有白水河、白洋泉河、北石店河、巴公河、東大河、許河、東倉(cāng)河。泉域內(nèi)丹河及其支流上共建設(shè)水庫(kù)40余座，其中中型水庫(kù)4座。

2 水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

2.1 地下水資源量及可開(kāi)采量

根據(jù)第二次《晉城市水資源評(píng)價(jià)》，三姑泉域1956年～2000年系列巖溶地下水多年平均22628.1m3/a（7.18m3/s），95%保證率下的地下水總排泄量為15057.6m3/a（4.77m3/s），巖溶地下水可開(kāi)采資源量為13970.448萬(wàn) m3/a（4.43m3/s）。占 1956 年～2000 年系列，95%保證率下的總排泄量的92.87%，說(shuō)明三姑泉域巖溶水資源可開(kāi)采量計(jì)算保證程度較高。

2.2 巖溶水資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

根據(jù)晉城市用水統(tǒng)計(jì)年報(bào)，2015年三姑泉域巖溶水總?cè)∷?912萬(wàn)m3，其中巖溶泉水908萬(wàn)m3，巖溶地下水9004萬(wàn)m3。

按取水用途，生活用水3472萬(wàn)m3，其中城鎮(zhèn)用水2841萬(wàn)m3，農(nóng)村用水631萬(wàn)m3；生產(chǎn)用水6328萬(wàn)m3，其中第一產(chǎn)業(yè)用水1243萬(wàn)m3，第二產(chǎn)業(yè)用水3673萬(wàn)m3，第三產(chǎn)業(yè)用水1412萬(wàn)m3；生態(tài)用水112萬(wàn)m3。

目前，泉域內(nèi)已經(jīng)建成投產(chǎn)和正在建設(shè)的重要巖溶水源地，包括城區(qū)水源地、北石店水源地、巴公水源地、高平水源地、郭壁水源地等。郭壁水源地主要取水地層，為寒武系中上統(tǒng)；其它水源地開(kāi)采的巖溶水為中奧陶統(tǒng)巖溶水。根據(jù)《晉城市地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)》報(bào)告，2015年開(kāi)采量分別為，城區(qū)1863.9萬(wàn)m3，開(kāi)采系數(shù)為1.03；北石店為1899.5萬(wàn)m3，開(kāi)采系數(shù)為1.54；巴公為1513.3萬(wàn)m3，開(kāi)采系數(shù)為2.10；高平為516.3萬(wàn)m3，開(kāi)采系數(shù)為1.75。

2.3 超采區(qū)開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

晉城市劃定了地下水超采區(qū)、嚴(yán)重超采區(qū)和限采區(qū)。其中位于三姑泉域內(nèi)的有1個(gè)禁采區(qū)，晉城市城市供水管網(wǎng)覆蓋禁采區(qū)；2個(gè)巖溶水超采區(qū)，晉城市高平小型巖溶水超采區(qū)和晉城市城郊中型巖溶水超采區(qū)。詳見(jiàn)表1。

表1 各超采區(qū)可采資源量及評(píng)價(jià)期開(kāi)采系數(shù)表

3 開(kāi)發(fā)利用存在問(wèn)題

3.1 水資源面臨的形勢(shì)嚴(yán)峻

三姑泉域人口、工業(yè)比較集中，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值約占全市的70%，而水資源量只有全市的26.6%，人均占有水資源量?jī)H289m3，只有全市人均水資源量656m3的46.2%。長(zhǎng)期以來(lái)，因缺乏地表水利用工程，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)生活用水，一直靠過(guò)量開(kāi)采地下水來(lái)支撐，已在局部地區(qū)形成了巖溶地下水超采區(qū)。水環(huán)境惡化，主要表現(xiàn)在地下水嚴(yán)重超采、泉流量持續(xù)衰減。區(qū)域內(nèi)孔隙水、裂隙水已近疏干，取水主要依靠深層巖溶地下水，特別是重點(diǎn)水源地長(zhǎng)期超采造成的地下水位逐年下降，地下水位的急速下降造成了泉水流量衰減。

3.2 泉水間接水質(zhì)污染

三姑泉域是晉城市煤化工企業(yè)集聚區(qū)，工業(yè)布局結(jié)構(gòu)均屬高耗水、重污染型。由于城市人口和工業(yè)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，大量企業(yè)廢水簡(jiǎn)單處理和城市生活污水直接排向河道，造成地面水質(zhì)不斷惡化。隨著地下水位的不斷下降，地表水逐漸下滲，有污染巖溶地下水的趨勢(shì)。

3.3 采煤排水影響

三姑泉域上游補(bǔ)給區(qū)煤炭資源豐富，煤礦眾多，采煤排水對(duì)巖溶水補(bǔ)給有一定程度的影響，同時(shí)煤炭開(kāi)采破壞了原始含水系統(tǒng)，導(dǎo)致隔水層穿透、地面塌陷裂縫、植被退化和巖層中硫化物滲流，破壞了水環(huán)境，使水體遭受污染。

4 保護(hù)和修復(fù)對(duì)策

4.1 水源置換措施

由于污水排放，晉城市地表河流的納污、自凈能力已接近極限。晉城市“大水網(wǎng)”骨干供水工程的逐步實(shí)施，為三姑泉域地下水提供了置換水源。通過(guò)置換可實(shí)現(xiàn)地表水、地下水、巖溶泉水的多水源合理調(diào)配，扭轉(zhuǎn)超采區(qū)地下水位的不斷下降局面。例如，張峰水庫(kù)供水可滿足高平市、澤州縣巴公一帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水的同時(shí)，可以向高平小型巖溶水超采區(qū)、巴公水源地巖溶水超采區(qū)以及管網(wǎng)覆蓋區(qū)內(nèi)的未超采區(qū)，提供關(guān)井壓采的替代水量；郭壁供水改擴(kuò)建工程建成后，向晉城市提供城市生活用水的同時(shí)，也可向北石店水源地和城區(qū)水源地提供關(guān)井壓采替代水。

4.2 關(guān)井壓采措施

為有效遏制地下水過(guò)度開(kāi)采，加強(qiáng)區(qū)域地下水資源管理，合理開(kāi)發(fā)、利用、節(jié)約和保護(hù)水資源，晉城市水務(wù)局嚴(yán)格限制地下水的開(kāi)采，在地下水禁采區(qū)和限采區(qū)，不得開(kāi)鑿新井，已建成的水井依法限期封閉，以加強(qiáng)巖溶水資源的保護(hù)。2014年—2016年晉城市實(shí)施了地下水水源置換和關(guān)井壓采措施，其中，2014年關(guān)閉水井總數(shù)16眼，壓采水量1575萬(wàn)m3；2015年關(guān)閉水井總數(shù)21眼，壓采水量1510萬(wàn)m；2016年關(guān)閉水井總數(shù)15眼，壓采水量879.6萬(wàn)m3；合計(jì)關(guān)閉水井總數(shù)52眼，壓采水量3964.6萬(wàn)m3。

4.3 非常規(guī)水源置換措施

采煤排水利用

煤礦主要分布于三姑泉域中西部，涉及高平市全區(qū)、陵川縣西北部、澤州縣西部及晉城市城區(qū)西部。該區(qū)域的煤礦采煤排水經(jīng)合理調(diào)配處理后，可用于置換泉域內(nèi)工業(yè)、灌溉、生活雜用水、生態(tài)用水等。

中水回用

工業(yè)廢水和生活污水經(jīng)處理后，達(dá)到特定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可循環(huán)用于特定用水領(lǐng)域的非飲用水。中水利用不僅可促進(jìn)污水處理，減少對(duì)環(huán)境的污染，還可改善水生態(tài)環(huán)境，增加水資源的可利用量。根據(jù)晉城市中水利用需求，可用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻、城鎮(zhèn)生活雜用、生態(tài)用水等方面。

4.4 人工增補(bǔ)措施

巖溶水是賦存和運(yùn)移在可溶巖石（即石灰?guī)r）中的水，三姑泉域目前主要開(kāi)采中奧陶巖溶水。巖溶水的補(bǔ)給方式包括大氣降水的入滲、河道和水庫(kù)滲漏以及上覆含水層的越流補(bǔ)給。

泉域灰?guī)r裸露區(qū)主要位于泉域東部，通過(guò)對(duì)三姑泉域的水文地質(zhì)分析，泉域內(nèi)地表水對(duì)泉域地下水的補(bǔ)給主要為丹河及其支流流經(jīng)灰?guī)r裸露區(qū)、半裸露區(qū)時(shí)，河水的滲漏補(bǔ)給以及任莊水庫(kù)的下滲補(bǔ)給。因此，可通過(guò)在丹河?xùn)|部裸露區(qū)，采取修建滲漏水庫(kù)和水源涵養(yǎng)等措施，補(bǔ)給巖溶水，達(dá)到人工增補(bǔ)的目的，緩解巖溶水超采狀況；在補(bǔ)給區(qū)加快水土保持建設(shè)，提高降雨入滲率，涵養(yǎng)水源，增大水資源的補(bǔ)給量。

5 結(jié)束語(yǔ)

三姑泉地下水生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《山西省泉域水資源保護(hù)條例》等法律法規(guī)，對(duì)需關(guān)井壓采的用水戶，應(yīng)堅(jiān)持替代水源先行、內(nèi)部改造跟進(jìn)、最后實(shí)施封井的原則，制定替代水源、供水管網(wǎng)工程、管網(wǎng)入戶、供水價(jià)格、管網(wǎng)維修、關(guān)井壓采期限通告、巖溶自備井封填等方面的政策。對(duì)三姑泉域范圍內(nèi)實(shí)施限采的煤礦，應(yīng)在已有法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)三姑泉域的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，責(zé)成國(guó)土、煤炭、水利等部門協(xié)商制定煤礦限采和禁采的有關(guān)規(guī)定和政策，合理有序推進(jìn)煤礦限采的順利實(shí)施。