霍泉巖溶地下水開發及保護對策探討

柴俊芳

（洪洞縣霍泉水利管理處，山西 洪洞 031600）

霍泉巖溶地下水開發及保護對策探討

柴俊芳

（洪洞縣霍泉水利管理處，山西 洪洞 031600）

霍泉巖溶地下水是洪洞縣等地工農業生產和生活的重要水源，隨著經濟社會的不斷發展和城市人口的增加，巖溶水開發利用規模不斷擴大，分析了霍泉巖溶地下水現狀，針對如何合理開發利用和保護霍泉巖溶地下水并使之發揮最大效益，提出切實可行的解決措施。

巖溶地下水；水資源；開發；保護

1 概況

霍泉是山西省著名的巖溶大泉之一，位于洪洞縣城東15km的霍山腳下，泉域范圍為霍山大背斜。西側以汾河與沁河為分水嶺，東側以石巖、二迭系砂巖為隔水邊界，南段則包括一小部分砂頁巖區，北部與洪山泉的分界在河底泉斷層，形成隔水邊界。泉域面積1352km2，其中巖溶含水系統分布面積1272km2，灰巖裸露區面積664km2。泉水出露為第四系堆積物阻水形成，屬斷層溢流泉。

霍泉巖溶水系統的補給資源為1.24億m3/a，主要由大氣降水直接通過巖溶裸露區滲漏補給及地表匯流進入灰巖區的入滲補給組成。補給高度平均在1190m左右，巖溶水系統的儲存資源量約為64.5億m3。霍泉泉口標高581.6m，出水點108個，月均方差在0.002～0.021m3/s之間，多年（1951—2006年）平均流量3.795m3/s，存在以8年為周期的波動性特點。

霍泉泉水為重碳酸硫酸鈣鎂型水，水質總硬度19.7德國度，水質良好，除飲用外還兼供工農業用水。水溫常年保持在13.5℃～14℃，pH值7.8，該泉水礦化度多在536mg/L左右，為低礦化型。

2 巖溶地下水開發利用狀況

霍泉巖溶水系統可分為四個子系統，其中第四子系統除接受來自其他三個子系統的地表水補給外，還接受來自大氣降水的直接下滲補給，并向外潛排和形成泉水（即霍泉）。

霍泉巖溶水系統的分布范圍跨晉中、長治、臨汾3個市的6個縣（市），即洪洞縣、古縣、靈石縣、沁源縣、霍州市、安澤縣。其中沁源縣、古縣占有面積最大。洪洞縣管轄范圍雖然不大，但擁有排泄區和霍泉這一得天獨厚的巖溶水資源優勢，正因如此，霍泉每年排泄的1億多m3的巖溶水為洪洞縣經濟的發展提供了可靠保證。

霍泉灌區灌溉著廣勝寺、明姜、大槐樹、城蘇堡等5個鄉鎮119個自然村的0.673萬hm2土地，擔負著山西焦化集團總公司、洪洞縣霍泉化工有限公司的生產生活用水和洪洞縣城生活用水，還在每年非灌溉期向南垣灌區調水2500萬m3。

據霍泉流量動態資料表明，20世紀50年代，泉源年均流量4.24m3/s，年均來水量13352萬m3；60年代平均流量4.6m3/s，年均來水量14500萬m3；70年代平均流量4.31m3/s，年均來水量13400萬m3；80年代平均流量3.9m3/s，年均來水量12150萬m3；90年代平均流量3.2m3/s，年均來水量10258萬m3；進入21世紀，平均流量為2.93m3/s，年均來水量9240.2萬m3。由此可知，霍泉泉水流量呈逐年減少趨勢。

2010年，泉源年來水量8772萬m3，流量2.78m3/s，泉水供工業生產用水1439萬m3，供農業灌溉用水4549萬m3，南干人畜吃水315萬m3，城鎮生活供水920萬m3，霍泉水資源利用率已達98%以上。

3 泉源流量減少原因分析

據1951年以來60年的泉源流量實測資料分析，泉源年平均流量從20世紀50年代的4.24m3/s減少到2010年的2.78m3/s，隨著時間的推移，泉源流量呈下降趨勢。究其原因主要有以下幾方面：

3.1 天然降雨量的影響

從實測資料看，泉源出水量與天然降水有著密切關系，降雨量大的年代泉源出水量就大，反之就小。例如，1964年降雨量754.8mm，泉源出水量15600萬m3，1972年降雨量341.1mm，泉源出水量11420萬m3。泉源出水量的補充資源主要是天然降水。但從進入80年代后，降水量與泉源出水量的規律發生了變化，1991年降水量為441.2mm，泉源流量為3.45m3/s，年出水量1.09億m3，2005年降雨量為527.0mm，比1991年多75.8mm，而泉源流量只有3.13m3/s，年出水量相應減少。

3.2 泉域范圍內打井、開礦的影響

盡管泉域范圍內大部分地形山高林密，交通不便，但隨著經濟的快速發展，區域內打井、采煤活動逐漸加劇，截留、破壞了巖溶水的正常補給，資源補給量受到了限制和減少。

3.3 地表水的影響

區域內地表水的開發利用使其水源被阻隔，影響了出水量，泉域范圍內的地表水難以得到補充。

4 巖溶地下水合理開發及保護對策

從系統的角度考慮，巖溶水資源的合理開發利用及保護實質上是協調巖溶水自然系統與人工系統耦合的關系，當人工系統與自然系統的耦合關系協調好，霍泉巖溶水系統的供水功能將會得到充分發揮。反之，系統將會失穩，其功能將不斷減弱以致破壞。因此，霍泉巖溶水系統資源的合理開發利用應注意以下幾個方面的問題：

4.1 統籌分配巖溶水資源

霍泉巖溶水系統所處的地理位置涉及3市6縣。各縣根據轄區的水資源條件及供水需水已修建了不同形式的取、引水工程。隨著工農業生產的發展和人民生活水平的不斷提高，新建、擴建的取、引水工程勢必增多。這種缺乏系統全局性考慮的各種取水方案組成的人工系統與自然系統的耦合，將會引起復雜系統的混亂和失控，打破了原有的水量分布格局，使擁有排泄區這一有利條件的洪洞縣因上游地區大量取水而面臨缺水的嚴重形勢。所以應全面協調各用水縣或單位的用水現狀和用水規劃，在不超過霍泉巖溶水系統補給資源量的前提下分配用水，做到重點保證，統籌安排。

4.2 合理保護霍泉景觀

霍泉作為廣勝寺一景，泉水的噴涌景觀不僅是當地古代文化遺產的組成部分，而且其水量也是洪洞縣經濟發展不可缺少的條件之一。霍泉巖溶水系統作為一個整體，泉口以上任何地點的開采巖溶水的活動（包括在第一、二、四子系統內取用河水）都會導致霍泉流量的減少。從資源共享的觀點出發，有關各縣的水資源管理部門應共同協商用水份額和保持泉水景觀的基本出水量，并在此基礎上制定保護區的有關法規，嚴格控制洪洞縣東安—廣勝寺一帶的打井活動。

4.3 加強巖溶水水質保護

據2009年取樣調查分析發現，霍泉的化學成分與1990年相比基本沒有變化，污染成分也未超標。巖溶水仍是優良的生活及工農業用水水源，但巖溶水中有砷、鉛成分檢出，其含量超過臨汾地區第四系孔隙水水中的含量（相對背景值）。說明該巖溶水系統可能存在著人為污染的潛在因素，據此建議：一是在碳酸鹽巖裸露區及西部變質巖分布區，大氣降水中污染成分以及污染的地表水可直接進入巖溶水中，這些地區的水質保護顯得尤為重要，有關部門應制定相關法規將上述地區劃為防污染保護區，在此范圍內不應建設可能成為污染源的企業，如化工廠、農藥、化肥廠、及焦化廠、塑料廠等，以防鉻、汞、鉛、砷、氰、酚等有毒物質進入地表水及地下水。對已有的這類工廠應限期責令采取凈化排放“三廢”的措施。二是應在霍泉一帶嚴禁采煤煉焦。這一帶有碳系煤層分布，又緊鄰裸露灰巖區，采煤的廢渣及煉焦形成的硫、磷、酚等物質均有可能進入巖溶水污染水體。為此應安排專人對泉源周圍環境進行定期清掃，對海池內的水草雜物及時清除，以保證泉源水質的清潔。三是霍泉巖溶水的東部為煤炭開采區，采礦過程中要避免礦坑水排放并污染巖溶水，特別應嚴格禁止將礦坑水利用重力排入其下陶系灰巖。同時還要重視勘探孔封孔質量，以防止煤系地層的劣質水與巖溶水串通。

4.4 科學管理泉域水資源

一是強化泉域管理機構行政職能，以《中華人民共和國水法》為準繩，制定切實可行的法規，加派人員對泉域出水口進行監管，有條件的地方可建設動態實時視頻監控系統，對泉域地進行24h監控。二是在霍泉巖溶水系統內，包括泉口及東部邊界附近，完善水位、水質監測網絡，積累系統連續的相關數據，定期分析其動態變化，為巖溶水系統管理提供科學依據。三是在泉域范圍內植樹種草，改善生態環境，同時建立水位、水質以及氣象因素等方面的綜合數據庫，逐步實現對霍泉巖溶水系統的管理。四是加強泉域保護宣傳力度，利用報紙、電視等新聞媒體的正面報道、輿論監督和社會曝光的效應，加大對泉域水資源的保護力度，從而引起全社會對霍泉泉域保護工作的關注。

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C

1004-7042（2011）08-0015-02

柴俊芳（1975-），女，1995年畢業于山西省水利學校水工建筑專業，助理工程師。

2011-06-05；

2011-07-16