河南愚公泉地下巖溶水資源開發現狀與保護探討

韓 政,王 悅

(河南省地質礦產勘查開發局第一水文地質工程地質隊,河南 鄭州 450045)

愚公泉位于新鄉市鳳泉區,太行山前灰巖低山丘陵區,土薄石厚,自古屬嚴重缺水區。為改變缺水貧困面貌,1966年冬,新鄉市郊區耿黃人民公社黨委,遵照毛澤東主席關于“愚公移山、改造中國”的指示,率全社人民,經過 8年艱苦奮斗,鑿成一、二、三號泉。當時該泉出水 1.6m3/s。同時鑿成 5 km長輸水隧洞,建立 15處提水站,架設 15座渡槽,修砌石渠道 50條,總長 125 km,挖掘總土石方 400萬 m3。13個自然村受益,有效灌溉面積達 1.9萬畝。使歷史上水源奇缺的新鄉北部山區,變成了“泉水嘩嘩流,渠道繞山頭,不怕天大旱,年年保豐收”的社會主義新山區。為此中央新聞紀錄電影制片廠拍攝了《愚公泉》紀錄片,共有 130多個國家和地區貴賓來此參觀。外國朋友贊賞該泉為世界人工建筑史上的又一奇跡。現在發展成為著名的旅游勝地和青少年愛國主義教育基地。

1 地下水資源開發現狀

根據監測資料,20世紀 70年代之前,泉域巖溶水基本處于動態平衡狀態,之后由于受氣象和人工開采影響,地下水位出現兩個下降周期,即 1983～1988年,地下水位從 92.5m下降至 76.5m,下降 16m,年均下降 2.7m;1988年集中降水使地下水位回升 9m;隨之出現第二個下降周期,地下水位從 1988年的 91m,下降至 1993年的 76.3m,下降 14.7m,年均下降2.4m。隨后隨著降水量的增大,地下水位逐年回升,至 1996年年水位上升至 100 m,1997年隨著降水量的減小,地下水位又繼續下降。多年上呈現巖溶水的集中補給,長期消耗特點。從愚公泉地下水位多年動態曲線可以看出,自 1996年以來,地下水逐年下降,至 2002年降至最低,2003年 ～2005年,隨著降水量的加大,地下水位逐年上升。但在 2006年以來,地下水位再次進入下降期。

1.1 巖溶地下水開采量

根據調查統計,現狀條件下,泉域內丘陵山區巖溶水農業、生活開采量 2 600×104m3/a,愚公泉一帶地下水集中開采量2 000×104m3/a,城區自來水公司及廠礦自備井開采量 2 760×104m3/a,輝縣電廠水源地開采量共計 1 825×104m3/a,孟莊電廠一帶開采量約 590×104m3/a。因此泉域巖溶地下水總開采量為 9 775×104m3/a。在平水年(降水保證程度 50%),地下水基本達到采補平衡,但在枯水年(降水保證程度 75%),地下水補給量小于其開采量,需消耗地下水儲存量,然后至豐水年以豐補欠。根據前人計算,巖溶水儲存量達到 13 300×104m3/a,雖然巖溶水有著巨大的可調節能力,但近年來愚公泉地下水一直處于超采階段。連續枯水年也可能導致水資源枯竭。

1.2 地下水水質變化

泉域地下水質僅在愚公泉有多年資料,根據分析其水化學類型主要為 HCO3—Ca、HCO3—Ca M g型水,總溶固小于1 000mg/L,PH值 7.71～8.21,屬弱堿性淡水。地下水自1885年至今,其地下水其他指標變化不大,但其總硬度、氯離子成分、硫酸根離子等成分呈明顯上升趨勢,總硬度從223.00 mg/L上升到 456.90 mg/L;氯離子從 14.7mg/L上升到 121.13mg/L;硫酸根離子從 31.64mg/L上升到173.05 mg/L。水質總體質量正處于不斷惡化之中。其總硬度已將近超出生活飲用水質量標準。

此外根據愚公泉 2號井水質分析,其鍶含量 0.468 mg/L,硒含量 0.011mg/L,均達到國家《飲用天然礦泉水標準》(GB 8537—1995)(鍶含量要求大于 0.2mg/L,硒含量要求大于 0.01mg/L),其他限量指標、感官指標、污染物指標均符合標準要求,適合作為鍶、硒復合型飲用天然礦泉水開發。根據有關資料,硒型礦泉水在河南省尚屬首次發現。

2 存在的問題

(1)由于自上世紀 80年代以來地下水開采強度逐年增大,而降水量有所減少等原因,目前地下水開采量(9 775×104m3/a)大于 1991年以來地下水年平均補給量(9 383.98×104m3/a)。地下水在 1991年以來,總體上水位不斷下降,平均年降幅 1.17m,愚公泉在枯水年面臨干涸。

(2)由于地下水開采強度大、地下水污染等原因,泉域內水化學類型主要為 HCO3—Ca、HCO3—CaMg型水;總溶固小于 1 000 mg/L,PH值 7.71～8.21,屬弱堿性淡水。根據其1985年 ～2008年水質化驗分析資料,其總硬度、氯離子(Cl-)、硫酸根離子(SO42-),其含量呈逐年上升趨勢,愚公泉水質總體正趨于惡化。

3 主要防治措施

(1)由于問題的主要根源在于地下水的開采量偏大,因此應大力提倡節水,用水注重開源節流,南水北調中線干渠將由泉域內通過,應加大對渠水的利用,以此保護泉域內地下水資源;

(2)加強愚公泉泉域地下水徑流場調查研究,對其污染源、污染途徑、污染成分,圈定愚公泉重點防護區,對保護區內的煤礦,采石場等廠礦給予綜合治理,杜絕污染源進入地下水系統。