萬榮縣孤峰山山區(qū)東澗泉泉水成因及復流措施的探討

張 超 張明晶

（山西省水利水電勘測設計研究院 山西太原 030024）

在歷史上萬榮縣孤峰山山腳下的萬泉鄉(xiāng)為古萬泉縣城所在地，古萬泉縣因“城臨山澗，地多涌泉，而得名萬泉”。但孤峰山山區(qū)泉水現(xiàn)在大多都已干涸，且原有記載模糊不清，本文通過對泉水歷史與現(xiàn)狀的比對與調查，同時結合當?shù)氐膶嶋H情況，對東澗泉的復流條件進行分析，并在這基礎上提出了復流措施的探討。

1 萬榮縣孤峰山山區(qū)泉水歷史與現(xiàn)狀的比對

孤峰山山區(qū)位于汾河與黃河交匯處的黃河東岸，地處華北、西北、中原三大地域連接處的山西省運城市西北部萬榮縣境內。萬榮縣西瀕黃河與陜西省韓城市相望，南屏孤峰山與臨猗縣、鹽湖區(qū)相連，東峙稷王山與聞喜縣相接，北有峨嵋臺地與河津市相鄰。

民國時期何燊修、馮文瑞編纂的《萬泉縣志》，共記載了九個泉，其中孤峰山山區(qū)有八個，分別是東澗泉、西澗泉、暖泉、檻泉、雙泉、圣水泉、雕石泉及桶泉。另一個泉為漉漉泉，分布在稷王山下，不在孤峰山區(qū)附近。

通過調查訪問及實地察看，對比萬榮縣水利局提供的《運城泉水志》，確認了東澗泉、暖泉（當?shù)赜址Q馬刨泉）、檻泉、雙泉、雕石泉及桶泉的位置。另外通過《萬泉縣志》中的描述及實地察看，認定民間所稱的桃花洞泉即記載中的圣水泉。通過所處地理位置分析滿水井泉可能為西澗泉。除《萬泉縣志》所述的泉水外，尚有海眼泉位于孤峰山頂，記載在《運城泉水志》中。大寨湖處有龍鳳寺泉存在。

通過歷史與現(xiàn)狀的泉水比對，孤峰山的十眼泉分別為:馬刨泉、雙泉、雕石泉、圣水泉、桶泉、海眼泉、東澗泉、檻泉、滿水井泉、龍鳳寺泉。泉水在孤峰山山區(qū)相對位置平面分布情況見圖1。

圖1 孤峰山山區(qū)泉水平面位置分布示意圖

2 萬榮縣整個孤峰山山區(qū)泉水復流條件的分析

孤峰山山區(qū)原出露泉水中，大部分為基巖裂隙水成泉，只有少部分如東澗泉為第四系松散巖類孔隙水富集成泉。這些泉都因區(qū)內地下水位總體下降而斷流或流量減小，如果恢復其自然復流，在正常情況下應該是當在地下水位回升后，并達到其原有出溢條件時才會復流?？紤]到泉水自然復流非常困難的情況，對山區(qū)泉水復流可以采取適宜的工程措施，實現(xiàn)孤峰山山區(qū)泉水生態(tài)復流的設想。

孤峰山區(qū)泉水除雙泉外在20世紀70年代后均已斷流，雙泉流量也大幅減少，現(xiàn)狀流量約0.2 L/s，不復往日“雙泉流碧”的情形，另外，據(jù)調查滿水井泉、龍鳳寺泉在雨季時偶有水流出溢，當?shù)厮鷳B(tài)環(huán)境惡化明顯，亟待改善。孤峰山區(qū)的泉水中，東澗泉于民利惠多，附近村莊居民不但飲水多賴此泉，而且山北灌溉也全靠斯水。因此分析東澗泉泉水的成因和復流對周邊環(huán)境的改善有十分重要的意義。

3 東澗泉泉水復流條件的分析

1）現(xiàn)狀及調查

東澗泉主要出露于東澗溝上游的柳泉溝，柳泉溝目前仍留有三個泉井，從上游至下游依次編號1～3#泉，見上圖1?，F(xiàn)只有東澗泉大口井（1#泉）有水位，水深19 m。原井內水位痕跡在井深2 m處。據(jù)當?shù)乩相l(xiāng)講該井雨澇時井口溢水，水量滿足林山及附近村民吃水。到2002年時水位埋深降至6.0 m，以后水位突降。在2014年雨季，降雨持續(xù)時間長、雨量較大，水位曾恢復到5.0 m左右。

2）地形地貌及地層結構情況

從地形地貌上看，柳泉溝位于山前丘陵區(qū)，直接與孤山基巖接觸，當?shù)厝朔Q為東澗溝。丘陵區(qū)溝谷兩側表層主要堆積第四系上更新統(tǒng)風積（Q3eol）低液限粉土，厚0～30 m；溝內壁及溝底堆積上更新統(tǒng)坡洪積（Q3dpl）低液限粉土、低液限黏土夾混合土塊石、卵石混合土層，厚0～40 m；下伏第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）低液限黏土含鈣質結核層，該層與下伏基巖不整合接觸，層厚31.5～71.6 m?；谆鶐r面起伏較大。據(jù)鉆孔資料，地層巖性分布見表1，地層結構見圖2。

東澗泉溝谷匯水面積2.9 km2，為孤峰山北坡最大的溝谷。溝內泉井點處第四系上更新統(tǒng)坡洪積（Q3dpl）卵石混合土層厚度3.2～8.7 m，溝兩壁殘留厚度最大約30 m，構成透水性較強的賦水層。綜合分析泉水來源為大氣降水入滲及孤山淺層基巖裂隙水側向補給。地下水在狹長的溝谷含水層徑流運移過程中遇到下部低液限黏土隔水層上隆、溝底地形坡降變陡、溝道縮窄等地形地質條件有利時出溢成泉。

表1 東澗泉大口井地層結構表（圖中高程為相對高程）

圖2 東澗泉地層結構示意圖

4 東澗泉的復流措施探討

東澗泉泉井賦水層主要為第四系上更新統(tǒng)洪沖積（Q3dpl）卵石混合土層，該層為透水層，其下為第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）含鈣質結核的低液限黏土層，相對隔水層為第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）低液限黏土層。2014年雨季時間長，1號泉井水位從深19.0 m上升到深5.0 m。這現(xiàn)象從側面反映了溝內覆蓋層滲透性大、賦水層透水性強。另將1號泉井作為供水井，后期進行了抽水試驗，水位從19.0 m降至24.2 m后，觀測其水位恢復速度很慢，考慮上游補給量較小，反映其下部（Q2pl）含鈣質結核的粘土層透水性相對較差，可作為相對不透水層考慮。

針對這種情況，考慮可以充分利用其原有的地下水儲水構造、徑流排泄途徑，在3#泉下游處對溝底松散層進行帷幕防滲，參照地層巖性分布表1確定深度。

防滲帷幕的深度有兩種方案考慮:第一種方案若只考慮第四系上更新統(tǒng)（Q3dpl）卵礫石透水層防滲，（Q3dpl）卵石混合土透水層厚3.2～8.7 m，局部存在孤石，層底埋深11.0 m，因此帷幕深度在15 m左右即可，但由于近年來由于基巖區(qū)地下水位下降，基巖補給（Q3dpl）卵礫石透水層的水量大大減少，在鉆孔至該層時沒有水流跡象，且覆蓋層地下水位19 m已降至卵礫石透水層之下，且卵礫石層中有較大的孤石，會影響防滲效果，故僅防（Q3dpl）卵礫石透水層風險較大。

第二種方案考慮帷幕深度35 m左右，帷幕頂面高出卵礫石層，帷幕底端穿透（Q2pl）第一層含鈣質結核的低液限黏土層，深入（Q2pl）相對隔水層低液限黏土層1～3 m。溝底帷幕與溝壁第四系中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）低液限黏土形成阻水截滲結構，使東澗泉井處地下水位壅高，以期達到泉井地下水溢出目標。同時，在泉井下游溝底鋪設防滲渠道，將溢出泉水引流至荊村遺址古橋邊，恢復古泉風貌，再引至下游淤地壩處形成水面景觀。

其次再結合后期有關工程輸水管網(wǎng)，在孤峰山金頂寺東側的東澗溝基巖山脊處設置蓄水池，布置東澗溝松樹等生態(tài)植被的補水灌溉管網(wǎng)，增加東澗泉補給區(qū)的灌溉入滲自然補給量，以利于東澗泉早日復流。

5 結論

萬榮縣孤峰山山區(qū)泉水均處于補給區(qū)，因補給泉域范圍不大，徑流途徑短，泉水流量均較小，且受季節(jié)變化影響大，均為下降泉，地下水人工開采是造成區(qū)內地下水位下降及泉水斷流的主要原因。孤峰山的十眼泉中，主要為兩類成因的泉水；基巖裂隙水成泉及第四系松散巖類孔隙水富集成泉。基巖裂隙水成泉，泉水為基巖風化殼中的裂隙水，是特定的地質構造條件形成的泉水，復流可能性很低。第四系松散巖類孔隙水富集成泉的泉水如東澗泉，其賦水層主要為第四系上更新統(tǒng)洪沖積卵石混合土層，厚度較淺，其下地層為第四系中更新統(tǒng)洪積含鈣質結核的低液限黏土層。

總體上思路依靠區(qū)域地下水位回升使泉水自然復流難度較大，只能對泉水采取適宜的工程措施，對該類泉水的滲流途徑形成阻水截滲結構或者就近從相鄰工程埋設引水管道，使泉部位的地下水位局部壅高以達復流目的，從而為實現(xiàn)整個孤峰山山區(qū)泉水生態(tài)復流提供更好的實踐經(jīng)驗，同時也能促進當?shù)氐乃h(huán)境生態(tài)文明建設。