人類活動(dòng)對辛安泉巖溶水流量的影響分析

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。

1 辛安泉流量動(dòng)態(tài)分析

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

2 人類活動(dòng)對辛安泉流量的影響

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。

3 小結(jié)

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．