龍子祠泉域巖溶水資源評價及保護研究

王紅全，張志祥

（1.臨汾市汾西水利管理局，山西 臨汾 041000；2.太原理工大學，山西 太原 030024）

我國巖溶水蘊藏豐富，據初步統計，巖溶水天然資源量約占地下水資源量的1/4[1]。巖溶水在我國城市和工業基地供水中占有重要地位，全國1/4以上城市利用巖溶水作為供水水源。其中，北方如濟南、太原、焦作、徐州、淄博、棗莊等許多城市，均以裂隙巖溶水作為主要供水水源[2-3]。山西作為我國北方巖溶地下水分布最廣泛的省份之一，形成了眾多流量相對穩定的巖溶泉及相應的泉域，其中原始流量大于1 m3/s的巖溶大泉19處[4]。龍子祠泉作為19處巖溶大泉之一，多年的泉水開發為臨汾市經濟社會發展作出了積極貢獻。近年來，由于受自然及人為因素的影響，龍子祠泉域巖溶水資源發生了很大變化，泉水遭受污染[5]，泉流量衰減[6]，保護龍子祠泉域巖溶水資源以實現可持續開采迫在眉睫。因此，龍子祠泉域巖溶水資源評價及保護研究對巖溶水資源的可持續開發利用具有非常重要的意義。本文采用排泄量法和理論頻率法分別對龍子祠泉域巖溶水天然資源量和可開采資源量進行評價，并提出相應的保護對策，以期為龍子祠泉域巖溶水資源合理開發利用提供參考。

1 泉域概況

龍子祠泉位于臨汾市西南13 km西山山前，泉水出露于西山與臨汾盆地交接處的坡積物中，由南池、北池和東池3個泉組組成，為構造侵蝕溢流泉，屬非全排型泉。泉群出露面積 0.12 km2，泉水大多以散流形式溢出地表。泉域屬大陸性半干旱氣候，四季分明，區內多年平均氣溫9℃～14℃，多年平均降雨量583.8 mm，且多集中在7—9月，約占全年降水量的60%以上。泉域內主要含水層為寒武系、奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙水和新生界砂礫層孔隙水。泉域巖溶地下水的補給主要為大氣降水入滲，其次為碎屑巖側向或垂向間接入滲。泉域面積2250 km2，跨堯都、襄汾、鄉寧、洪洞、蒲縣和隰縣6縣（市、區），為汾西灌區和臨汾市工業及城市生活的重要水源。

2 巖溶水資源量評價

2.1 天然資源量

天然資源量是指在天然條件或人為開采狀態下，巖溶泉域從外界獲得的有補給保證的水量，其數量以巖溶泉域各項補給量總和的多年平均值表示。根據水均衡原理，在天然狀態下，巖溶泉域多年補給量大體等于多年排泄量，可用排泄量的多年平均值代替，故采用排泄量法計算龍子祠泉域巖溶水天然資源量。龍子祠泉為非全排型的山前斷裂溢流巖溶大泉，其排泄量由泉口出流量、巖溶水地下側向排泄量及人工巖溶井開采量之和組成。

據1955—2007年泉流量實測資料，龍子祠泉多年平均流量5.018 m3/s。文獻[7]根據1/200 000地下水等水位線圖和山前抽水試驗成果計算得出，1956—2000年平均側向排泄量為1.303 m3/s。另據有關統計資料，龍子祠泉域多年巖溶井平均開采量0.144 m3/s。經計算，龍子祠泉域巖溶水天然資源量為6.465 m3/s。

2.2 可開采資源量

可開采資源量是指經濟合理、技術可行和利用后不致造成地下水位持續下降、水質惡化等條件下的多年平均地下水可利用量。龍子祠泉域巖溶水地下側向排泄量在泉域內很難開發，一經開采，泉水流量就會削減，實質上開采的仍是龍子祠泉水。為保持環境平衡，這部分水量不作為泉域內可利用水量。因此，泉域地下水可利用量只考慮有保證的泉水流量。

本文采用理論頻率法計算可開采資源量。將系列泉流量按從大到小的順序排列，計算出不同資源量對應的頻率，再求出系列離差系數Cv，并令偏態系數Cs=2～5 Cv，查皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數KP值表，即可得出不同保證率下的KP值，乘以多年平均流量后，可求得不同保證率下的可開采資源量。本次以95%保證率下的可開采資源量作為龍子祠泉域的可開采資源量。經計算，求得 Cv為 0.23，Cs為 0.46～1.15。經過配線，取Cs=2 Cv，查皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數KP值表得出95%保證率下的KP值為0.655，評價得出龍子祠泉域可開采資源量為3.29 m3/s。

3 保護對策

3.1 完善水資源保護地方立法

新《水法》充分體現了水資源統一管理和可持續利用的原則，增加、充實了水資源保護內容和條款，為依法保護水資源提供了法律保障。龍子祠泉域水行政部門應以新《水法》為指導，盡快頒布和實施重要供水水源地水資源保護辦法、取水許可管理水資源保護實施細則等，完善水資源保護行政法規體系，加強水政水資源保護執法體系，對水資源利用與保護行為實施有效監控，并依法查處重大水資源污染和破壞事件。

3.2 建立巖溶水環境保護區

根據龍子祠泉水資源特征及環境條件，結合泉域內經濟發展要求，針對水資源保護方面存在的突出問題，以科學的規劃為依據，建立巖溶水環境保護區，以有效遏制泉水流量衰減及水污染，保證泉域內有限的巖溶水資源可持續利用。

3.3 建立合理的巖溶地下水資源開發體系

龍子祠泉域巖溶水資源合理開發體系應包括三部分：一是巖溶水資源開發程度必須嚴格限制在泉域允許開發限度內，以保證泉域生產、生活用水得到滿足；二是巖溶水資源開發利用方式必須朝著減少水資源的無效損耗，即提高水資源開發效率方向發展；三是拓寬傳統水資源開發范圍，開發替代性水資源。

3.4 加強巖溶深井管理

統一建立巖溶深井的技術檔案，對新開的深井進行地質、環境論證，建立審批手續。同時加強環境水文地質監測，對生產井進行定期監測，以掌握地下水水質污染動態，監測環境地質問題，防止巖溶塌陷。

3.5 實行泉域巖溶水資源統一管理

首先成立能夠真正行使管理職責的泉域管理機構，其次完成泉域巖溶水資源使用權的各級初始分配，并建立完善的計量、監測和管理系統，對取用水部門實行取用水和排污的總量控制。以此為基礎，對泉域巖溶水資源實行統一規劃、統一調度、統一發放取水許可證、統一征收水資源費、統一管理水量與水質。

3.6 加強泉域巖溶水資源合理配置

龍子祠泉域要以巖溶水資源為中心進行發展指標的全面平衡。泉域發展規劃和生產力布局要以巖溶水資源的安全供給與可持續利用為基本前提，兼顧除害與興利、當前與長遠、局部與全局，進行社會經濟用水與生態環境用水的合理分配，并堅決貫徹執行。

3.7 加強采煤排水管理

由于現有的采煤方式破壞了原有煤系含水層的地質結構，造成了含水層的疏干，破壞了巖溶水原有的平衡狀態。煤炭開采對水資源環境帶來的一系列問題已影響到人民生活及社會經濟多方面。因此，貫徹煤水并重、全面規劃、統一布局、合理開發、綜合利用的方針，做到既合理開發煤炭資源，又保護水資源環境，把煤炭、水資源、地質環境與社會經濟的研究有機結合起來，匯集各部門優勢，對保護龍子祠泉域巖溶水資源具有十分重要的意義。

3.8 建立水資源污染防治制度

依據《水污染防治法》，結合相關政策法規，加大對污水的治理力度，興建大型工業廢水處理廠，使其達標排放并可回收利用，提高水的重復利用率，減少污染源。同時有計劃地對泉域生活飲用水源地建立不同級別的水源保護區和有效的保護制度。對排污企業進行全面治理，實行污染物總量控制排放制度，努力做好污水資源化，促進水環境的改善。

[1] 袁道先，朱德浩，翁金桃，等.中國巖溶學[M].北京:地質出版社，1994：1-35.

[2]中國地質學會巖溶地質專業委員會.中國北方巖溶和巖溶水[M].北京：地質出版社，1982：l-23.

[3] 劉建立，朱學愚，錢孝星.中國北方裂隙巖溶水資源開發和保護中若干問題的研究[J].地質學報，2000，74（4）：344-351.

[4] 韓行瑞，魯榮安，李慶松，等.巖溶水系統[M].北京：地質出版社，1993：3-7.

[5] 趙慧斌.龍子祠泉巖溶水污染成因及防治對策[J].科技情報開發與經濟，2006，16（17）：179-180.

[6] 葉海東.龍子祠泉巖溶水流量衰減原因及防治對策 [J].科技情報開發與經濟，2006，16（15）：148-149.

[7] 高波.臨汾市巖溶泉水資源量評價及保護 [J].地下水，2005，27（5）：339-341.