基于生態(tài)文明理念的山西巖溶大泉保護戰(zhàn)略

張建友

（山西水資源研究所有限公司，030001，太原）

巖溶大泉是地球地質(zhì)演化過程中大自然賦予人類的生態(tài)景觀和生命之源，也是山西經(jīng)濟社會發(fā)展及河流生態(tài)流量的重要支撐和有力保障。20 世紀80年代以來，巖溶泉域內(nèi)大規(guī)模的煤炭開采、大批巖溶水井工程建設(shè)，對山西巖溶泉域系統(tǒng)造成嚴重影響與破壞，全省巖溶大泉普遍呈現(xiàn)流量衰減態(tài)勢，有的甚至干枯斷流。黨的十八大以來，隨著我國生態(tài)文明建設(shè)全面推進，“綠水青山就是金山銀山” 理念逐步成為全社會的共識。在新的形勢下，如何遵循生態(tài)文明理念開展巖溶大泉保護工作，成為山西水利工作者的當務(wù)之急。

一、山西省巖溶大泉保護面臨新形勢新要求

黨的十八大以來，習近平總書記提出了一系列生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)文明制度建設(shè)的新理念、新思路、新舉措，推動我國生態(tài)環(huán)境保護發(fā)生了歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化。 這就要求山西在巖溶大泉保護過程中，必須深刻理解、深入踐行生態(tài)文明理念。

首先，必須牢固樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然的理念，遵循巖溶泉域系統(tǒng)的補給、徑流、排泄水文地質(zhì)規(guī)律，最大程度減少人為因素對巖溶泉域系統(tǒng)的干擾與破壞，摒棄傳統(tǒng)思想下“殺雞取卵”式的取水方式，糾正以不文明、不可持續(xù)的方式對待巖溶泉域系統(tǒng)的行為，確保巖溶泉域系統(tǒng)良性循環(huán)。

其次，必須貫徹“綠水青山就是金山銀山”的理念。 既要確保巖溶大泉的生態(tài)景觀作用和歷史文化價值，也要大力發(fā)展地方經(jīng)濟，實現(xiàn)巖溶大泉保護與地方經(jīng)濟發(fā)展的雙贏。 地方經(jīng)濟發(fā)展決不能以犧牲巖溶大泉為代價，換取一時的經(jīng)濟增長，決不能走“先破壞后治理”的老路，應(yīng)下大力氣改變不合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源利用方式、能源結(jié)構(gòu)、空間布局和生活方式，探索出一條保護巖溶大泉與發(fā)展地方經(jīng)濟相協(xié)調(diào)的生態(tài)文明新路。

第三，必須貫徹“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路。 堅守空間均衡的重大原則，把巖溶泉域水資源承載能力作為剛性約束，從嚴從細管好水資源，精打細算用好水資源，努力實現(xiàn)人與巖溶大泉和諧相處。 同時，必須認識到山水林田湖草沙是一個生命共同體，保護巖溶大泉要統(tǒng)籌自然生態(tài)的各個要素，要用系統(tǒng)論的思想方法看問題，統(tǒng)籌治泉和治山、治泉和治林、治泉和治田、治泉與治草相協(xié)調(diào)。

二、山西省巖溶大泉開發(fā)利用與保護現(xiàn)狀

1.基本情況

山西省地處華北地區(qū)西部、黃土高原東翼，境內(nèi)山多川少，煤多水少，是國家資源型經(jīng)濟轉(zhuǎn)型綜合配套改革試驗區(qū)和國家新型綜合能源與制造業(yè)基地。1956—2000年全省多年平均水資源量123.8 億m3，其中地表水資源量86.8 億m3，地下水資源量84億m3。 全省境內(nèi)巖溶大泉數(shù)量眾多、分布較廣，太行山東麓有水神堂泉、城頭會泉、坪上泉、娘子關(guān)泉、辛安泉、延河泉和三姑泉共7 處，中部盆地邊緣有神頭泉、 馬圈泉、 雷鳴寺泉、晉祠泉、蘭村泉、洪山泉、郭莊泉、霍泉、龍子祠泉和古堆泉共10 處，黃河沿岸呂梁山西側(cè)有天橋泉和柳林泉共2 處。 19 處巖溶大泉泉域面積64396 km2，占全省總面積的41%。 泉域重點保護區(qū)31 處，面積958.8 km2，占巖溶泉域總面積的1.5%。全省巖溶大泉水資源總量31.6 億m3，年可利用量21.7 億m3。 2019年全省巖溶大泉流量為31.4 m3/s（天橋泉位于黃河干流河道，無法測流；三姑泉被河南省青天河水庫淹沒）。 其中晉祠泉、 蘭村泉、古堆泉、洪山泉已干枯斷流。 全省巖溶大泉取水工程共有4985 處，年取水量為12.7 億m3。 其中，巖溶水井4478 眼，取水量7.1 億m3，占巖溶水總?cè)∷康?5.9%； 泉口提引水工程507 處，取水量5.6 億m3，占巖溶水總?cè)∷康?4.1%。

2.存在的問題

（1）巖溶大泉流量普遍衰減，部分干枯斷流

20 世紀五六十年代，山西省大多數(shù)巖溶大泉開發(fā)方式以泉口提引水為主，泉水保持自然出流狀態(tài)，出流量較大。80年代以后，山西省成為全國能源重化工基地，不僅在泉域內(nèi)進行了大規(guī)模的煤礦開采，而且還建設(shè)了一大批巖溶水井工程，加劇了對巖溶泉域系統(tǒng)的影響與破壞，泉水流量衰減速度明顯加快。 據(jù)統(tǒng)計，19 處巖溶大泉1956—1984年平均流量為92.84 m3/s，1985—1996年下降為69.2 m3/s，2010—2019年下降為42.8 m3/s，平均流量分別下降了26%和54%。 特別是郭莊泉、辛安泉、柳林泉、馬圈泉和水神堂泉流量減少在60%以上，蘭村泉、晉祠泉、 古堆泉和洪山泉相繼干枯斷流。

（2）煤礦開采對巖溶泉域系統(tǒng)破壞嚴重

山西省是煤炭大省，也是缺水大省。 煤水共生是山西煤炭資源和水資源的分布特點，在含煤地層及其上部分布有裂隙和孔隙含水層，下部埋藏有巖溶含水層，煤水共生致使采煤極易對水資源造成破壞。 新中國成立以來70 多年的大規(guī)模煤礦開采，對山西水資源造成了巨大破壞。根據(jù)山西省開展的采煤對水資源的破壞影響相關(guān)評價數(shù)據(jù)，截至2000年，山西省因煤炭開采共破壞水資源量133.34 億m3，噸煤開采破壞水資源量達2.48 m3。 同時，煤礦開采也對巖溶泉域系統(tǒng)造成了嚴重破壞，致使巖溶大泉流量快速衰減，受采煤破壞比較嚴重的有洪山泉、晉祠泉、郭莊泉、柳林泉、馬圈泉、神頭泉等，其中洪山泉因采煤破壞影響導(dǎo)致干枯斷流。

（3）巖溶地下水過量開采

20 世紀70年代，地下水井鉆探技術(shù)日趨成熟，儲量豐富、水質(zhì)優(yōu)良、成本較低的巖溶大泉水源，逐漸成為山西城市生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要水源，其開發(fā)利用方式逐漸由泉口提引水工程轉(zhuǎn)變?yōu)橐詭r溶水井工程為主，由此造成了部分巖溶泉域中巖溶水井的開采量超過了水資源的可利用量，成為部分巖溶大泉干枯斷流的主要原因。 如，晉祠泉巖溶地下水開發(fā)利用程度為166%，超過其可利用量1298 萬m3，蘭村泉巖溶地下水開發(fā)利用程度為132%，超過其可利用量4017 萬m3，成為兩泉斷流的主要原因。

（4）部分巖溶大泉水質(zhì)遭受污染

20 世紀80年代以來，隨著山西工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程加快，泉域內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)、 城市生活污水排放量逐漸增大，特別是采煤排放的礦坑水進入河流，不達標的水體流經(jīng)巖溶滲漏段并下滲到巖溶水系統(tǒng)，使巖溶地下水污染日趨嚴重。 據(jù)統(tǒng)計，泉水水質(zhì)為Ⅳ類水的巖溶大泉有晉祠泉、娘子關(guān)泉、郭莊泉和龍子祠泉。 特別是娘子關(guān)泉水質(zhì)污染問題較為嚴重，監(jiān)測結(jié)果顯示，娘子關(guān)泉源硫酸鹽濃度從1985年的153 mg/L 增加到2019年的268.3 mg/L，增加了75%。

3.原因分析

（1）保護意識不強

黨的十八大提出大力推進生態(tài)文明建設(shè)以來，山西省開展了一系列的巖溶大泉生態(tài)保護工作。 但是，仍存在重視煤炭開發(fā)、忽視破壞巖溶大泉的現(xiàn)象，未在煤炭監(jiān)管部門以及煤礦企業(yè)中形成保水開采的采掘方式，未在分類保護的思想下消除不科學的巖溶水開采方式。

（2）法規(guī)作用發(fā)揮不夠

流動的泉水是巖溶大泉的靈魂，是生態(tài)保護的重中之重。 1998年頒布實施的《山西省泉域水資源保護條例》缺乏保護巖溶大泉出流的重要條款，有待按照生態(tài)文明理念及時修訂。

（3）部分煤礦企業(yè)紅線意識缺失

部分煤礦企業(yè)不尊重巖溶泉域系統(tǒng)的自然規(guī)律，存在對巖溶泉域系統(tǒng)的破壞行為，對大量排泄巖溶水的行為不投入、不治理。 個別煤礦企業(yè)缺乏踐行生態(tài)保護的社會責任感，存在疏水降壓或偷排巖溶水資源等違法行為。

（4）監(jiān)控手段嚴重滯后

對煤礦排放礦坑水的監(jiān)控手段不足，目前僅有部分縣（市、區(qū)）在礦坑水排放端安裝了遠程實時監(jiān)控設(shè)施。 對于故意隱瞞排水地點和疏水降壓的違法行為，監(jiān)管部門缺乏有效、可行的監(jiān)控技術(shù)，遠不能滿足科學管理煤礦、保護水資源的需要。

（5）泉域保護科學研究滯后

用于巖溶大泉生態(tài)保護技術(shù)研究的投入不夠，有價值的科研成果不多；同時，由于科研周期短、成果提交時間緊，導(dǎo)致難以形成更高質(zhì)量的研究成果。

三、巖溶大泉保護戰(zhàn)略體系構(gòu)建建議

1.建立生態(tài)工程體系

圍繞實現(xiàn)晉祠泉、 蘭村泉、 古堆泉、 洪山泉盡快復(fù)流以及其他巖溶大泉各自的生態(tài)保護目標，在泉域范圍內(nèi)建設(shè)水量保護工程、 水質(zhì)保護工程和泉源區(qū)保護工程。

①在水量保護工程方面，建設(shè)替代水源工程、地下水關(guān)井壓采工程、帶壓區(qū)煤炭限采工程、 人工補水工程和水源涵養(yǎng)工程，重點糾正不科學的取水方式和破壞巖溶泉域系統(tǒng)的不文明現(xiàn)象，促進巖溶大泉盡快復(fù)流與增流。

②在水質(zhì)保護工程方面，建設(shè)污水處理工程、人工濕地建設(shè)工程、酸性礦坑水治理工程、 廢井封堵工程等，重點解決泉域酸性礦坑水外溢、巖溶滲漏段污染和煤系地層串層污染井封堵的難題。

③在泉源區(qū)保護工程方面，建設(shè)環(huán)境整治工程和生態(tài)景觀建設(shè)工程，改善泉源區(qū)生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)泉源區(qū)古代建筑，提高巖溶大泉的歷史文化價值。

2.建立法律法規(guī)體系

堅持問題導(dǎo)向，盡快修訂《山西省泉域水資源保護條例》，配套完善相關(guān)巖溶大泉地方性法規(guī)，統(tǒng)籌巖溶泉域系統(tǒng)補給、徑流和排泄的各個環(huán)節(jié)，在斷流泉復(fù)流、保護措施落實、資金支持、技術(shù)研究、重點保護區(qū)調(diào)整、帶壓區(qū)采煤、 酸性礦坑水治理等方面，完善相應(yīng)的措施與條款。 對于生態(tài)景觀價值、歷史文化價值較高的巖溶大泉，堅持分類保護、先觀后用的原則；對于在巖溶泉域構(gòu)造發(fā)育帶的帶壓區(qū)煤礦，堅持保水開采、無效退出的原則；對于在巖溶滲漏段內(nèi)的河流水質(zhì)，堅持達到地表水和地下水功能區(qū)目標的原則；對于造成巖溶大泉斷流的相關(guān)部門和單位，追究責任，以法治的力量確保巖溶泉域系統(tǒng)不受影響與破壞。

3.建立數(shù)字泉域體系

為了加強巖溶大泉的管理與保護，促進斷流泉水盡快復(fù)流，急需打造數(shù)字泉域，建立起巖溶泉域水文地質(zhì)及水動力場數(shù)值模擬系統(tǒng)，概化泉域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水動力場以及包括大氣降雨、地表水滲漏、巖溶水井、采煤排水在內(nèi)的巖溶水補排量等要素，通過對泉域天然補給量與側(cè)排量、生態(tài)補水工程補水量、采煤影響量、巖溶水井開采量、巖溶滲漏段滲漏量等動態(tài)數(shù)據(jù)的綜合數(shù)值模擬，進一步指導(dǎo)與協(xié)調(diào)斷流泉復(fù)流工作；開展基于實時傳輸?shù)娜蛩?、水量、水質(zhì)動態(tài)數(shù)據(jù)的模擬演算和預(yù)警預(yù)報，及時發(fā)現(xiàn)煤礦企業(yè)偷排巖溶水、 污染巖溶水、 水井工程超采巖溶水的違法行為，強化對煤礦和取水戶的監(jiān)管，全面打造有利于保護巖溶大泉的現(xiàn)代數(shù)字泉域。

4.建立嚴密監(jiān)測體系

全面建設(shè)巖溶大泉巖溶水位、水量和水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng)。

①在巖溶水位監(jiān)測方面，按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范建設(shè)巖溶地下水水位監(jiān)測井，并配備遠程實時監(jiān)測設(shè)施，實時監(jiān)測水位動態(tài)。 泉域巖溶水帶壓區(qū)的煤礦必須建設(shè)巖溶地下水水位監(jiān)測井，為甄別破壞與影響巖溶地下水的行為提供數(shù)據(jù)支撐。

②在巖溶水量監(jiān)測方面，在巖溶水井取水位置和礦坑水排水端，配備水量遠程監(jiān)測設(shè)施，實時監(jiān)測巖溶水井取水量和煤礦礦坑水排水量。

③在巖溶水質(zhì)監(jiān)測方面，建立巖溶泉域水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，在巖溶泉域系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點布設(shè)水質(zhì)自動采集設(shè)施，全面掌握巖溶水質(zhì)動態(tài)，為防治污染巖溶水提供基礎(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5.建立科學研究體系

在充分利用已有研究成果的基礎(chǔ)上，通過政府扶持、政策引導(dǎo)、資金支持、激勵機制等措施，著重發(fā)揮高校和科研院所的科研力量，圍繞采煤對巖溶泉域系統(tǒng)破壞、酸性礦坑水外溢治理、巖溶滲漏段污染防治等突出問題，深入研究人類活動對巖溶泉域系統(tǒng)影響與破壞的機理，全面掌握其內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，提出破解措施與方法，為保護和修復(fù)巖溶泉域系統(tǒng)提供科學依據(jù)，逐步建立起保護巖溶大泉的科學研究體系。