吳村玲
(山西省水文水資源勘測局 山西太原,030001)
辛安泉泉域巖溶水是長治市城市生活及工業(yè)用水的重要水源,對長治市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,人類活動(dòng)的不斷加劇,不同程度地影響了地下水環(huán)境,辛安泉巖溶水環(huán)境也發(fā)生了很大變化。
根據(jù)1956~2011年56年觀測資料統(tǒng)計(jì)(見辛安泉天然資源量統(tǒng)計(jì)表1),辛安泉水多年平均天然流量為9.68m3/s,最大天然流量為16.03m3/s(1964年),最小天然流量為5.26m3/s(2011年),1956~1960年平均天然流量為10.77m3/s,1961~1970 年平均流量為11.42m3/s,1961~1970 年平均天然流量為11.40 m3/s,1971~1980年平均天然流量為12.40 m3/s,1981~1990 年平均天然流量為8.77m3/s,1990~2000年代平均天然流量為8.16m3/s,2001~2011年辛安泉水平均天然流量為7.34m3/s,實(shí)測平均泉水流量為4.70 m3/s,最大為5.28m3/s,最小為3.46m3/s。泉水流量總體上呈減少的趨勢。
圖1 辛安泉水流量過程線圖
從不同時(shí)段來看,1956~1980年,泉流量的變化在均值上下成正態(tài)分布,即辛安泉水動(dòng)態(tài)呈自然波動(dòng)型,1980年后,泉流量均線沿一定的斜率單邊下降,說明辛安泉流量逐年明顯減少。辛安泉水量流量過程線圖見圖1。
表1 辛安泉天然資源量統(tǒng)計(jì)表 單位:m3/s
續(xù)表1
根據(jù)辛安泉水量流量過程線圖,可以看出現(xiàn)2011年辛安泉天然流量比1956年減少了10.40 m3/s,平均每年衰減0.19m3/s(56年),1991~2000年(10年)衰減達(dá)1.12m3/s,平均每年衰減0.112m3/s;2001~2011年(21年)衰減達(dá)1.55m3/s,平均每年衰減0.155m3/s。其衰減的原因除了受降水量的減少外,更直接、更主要的原因是受人類活動(dòng)的影響。其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)巖溶地下水的開采量逐年增加。上世紀(jì)80年代以前對巖溶水的開發(fā),主要是引水為主。80年代開始,隨著改革的深入,社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人民生活水平的提高,辛安泉域內(nèi)各種大型項(xiàng)目的展開及城市居民用水量的增加,地下水開發(fā)利用越來越多,機(jī)井也越打越深,由淺層地下水開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向深層巖溶地下水。80年代以前,辛安泉巖溶水開采量不到0.2m3/s,到80年代末,開采量達(dá)1.20 m3/s,90年代開采量超過2.0 m3/s.2007年以后開采量已超過3m3/s,隨著時(shí)間的推移,開采量也逐年快速增加,見圖2域內(nèi)巖溶地下水開采量過程線圖。因此,辛安泉巖溶水的過度開發(fā)也是泉水流減少的另一重要原因之一。
圖2 1956~2011年辛安泉域內(nèi)巖溶地下水開采量過程線圖
(2)礦山開采對巖溶地下水的影響。礦山開采對不同類型的地下水產(chǎn)生不同的影響,礦山開采排水打破了地下水原有的平衡狀態(tài),導(dǎo)致淺層地下水的大幅度減少甚至疏干,在其影響范圍內(nèi),地下水水位下降,貯存量減少[1]。對巖溶水而言,產(chǎn)生的影響主要有:①礦山開采改變了巖溶地下水的補(bǔ)給條件,減少了對巖溶地下水的補(bǔ)給;②礦坑排水途經(jīng)灰?guī)r裸露區(qū)及半裸露區(qū)時(shí),會下滲污染巖溶地下水;③礦山開采會造成一定范圍內(nèi)的地面沉降和地裂縫,破壞地下水環(huán)境;④礦山在開采過程中經(jīng)常會發(fā)生奧灰?guī)r溶水頂板突水事故,使巖溶水遭到破壞[2]。
(3)治理工程對巖溶水的影響。近年隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種大型項(xiàng)目紛紛上馬(如修建洗煤廠、焦化廠、電廠等),辛安泉巖溶水水質(zhì)受到嚴(yán)重污染,為了保護(hù)巖溶水水質(zhì),國家出臺一系列政策和治理措施,如:河床底部修建箱涵、河道兩岸修建暗渠、對河道滲漏段進(jìn)行防滲處理、泉域內(nèi)各企業(yè)實(shí)現(xiàn)廢污水零排放等。根據(jù)歷年多次在黃碾橋—五陽河段進(jìn)行水量平衡測試,分析計(jì)算,多年平均補(bǔ)給辛安泉域巖溶地下水0.33m3/s(1040萬m3/a),占多年枯水期河道來水量2.12m3/s(6686萬m3/a)的15.6%,修建治理工程以后,河道來水量減少0.87m3/s(2756萬m3/a),照此計(jì)算0.87×15.6%=0.14m3/s(442萬 m3/a),對辛安泉域巖溶地下水補(bǔ)給量年均減少0.14m3/s(442萬m3/a),治理工程對辛安泉水流量具有一定的影響。
(4)工程建設(shè)對辛安泉巖溶水的影響。近年來,在泉域內(nèi)修建了各種大型鐵路、公路、水利設(shè)置(水庫、攔水壩等),鐵路、公路建設(shè)過程中樁機(jī)打鉆、挖掘隧道等,在建設(shè)過程中有的穿越了巖溶水含水屋,使巖溶水造成不同程度的外排。水庫、攔水壩等改變了原有的產(chǎn)匯流條件,嚴(yán)重影響了巖溶水的補(bǔ)徑排條件,因而對辛安泉巖溶水也產(chǎn)生了一定影響。
(5)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對辛安泉巖溶水的影響。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和產(chǎn)量也呈大幅度提高,主要表現(xiàn)為種植的多樣化,因而就要求有充足的水源來進(jìn)行灌溉,而泉域內(nèi)農(nóng)民多采用開采巖溶水進(jìn)行漫灌,灌溉效率低,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,因此對辛安泉巖溶水也產(chǎn)生了一定影響。
(6)水土保持和生態(tài)修復(fù)工程對巖溶水的影響。隨著辛安泉域內(nèi)各種水土保持和生態(tài)修復(fù)工作的開展,使下墊面條件發(fā)生一定程度的改變,表現(xiàn)為改變了徑流匯集及減少了河川徑流量,從而影響巖溶水的補(bǔ)徑排條件,影響了辛安泉流量。
本文主要是從人文因素分析了對辛安泉泉流量產(chǎn)生的影響,但是影響辛安泉泉流量原因是多方面的,只有從多學(xué)科、多角度、多方面進(jìn)行綜合分析,才能準(zhǔn)確得出影響其泉流量的真正原因[3]。
[1]李福翠.長治辛安泉水資源開發(fā)與保護(hù)[J].山西水利科技,2003(3):18-20.
[2]韓行瑞,魯榮安,李慶松,等.山西巖溶大泉研究[M]。北京:地質(zhì)出版社,1992.
[3]郭振中,張宏達(dá),于開寧.山西巖溶大泉衰減的多因復(fù)成性[J].工程勘察,2004(2):22—25.