日期:[2022年08月31日] -- 智慧生活报 -- 版次:[A8]

碳酸盐岩区形成众多岩溶泉水

  □特约撰稿 覃轩
读地质·品山西
本栏目由山西省煤炭地质勘查研究院有限公司协办
  山西省地势起伏明显,处处雄峰险峡,奇观异景,悬崖刀削斧劈,山石千姿百态,瀑布如练似银,潭水碧波荡漾。本栏目拟以岩浆岩地貌、变质岩地貌、嶂石岩地貌、喀斯特地貌、水蚀地貌、冰蚀地貌、风蚀地貌、火山地貌等地貌类型向大家解读三晋大地上的地质奇观、形成原因及其机理。
  山西省是我国岩溶分布最广泛的省份之一,也是我国北方岩溶分布面积最广、半干旱区岩溶特征最典型的地区,在大面积碳酸盐岩区形成了众多的岩溶泉水及相应泉城。岩溶大泉的泉域城汇水面积广,补、径、富、排过程相对独立,地下调节库容巨大、排泄集中,多数具备建立大型供水水源地的有利条件,为山西省能源基地的建设提供了有力保障。
  我省岩溶泉域有19处,分别为晋祠泉域、兰村泉域、娘子关泉域、辛安泉域、神头泉域、郭庄泉域、古堆泉域、柳林泉域、延河泉域、三姑泉域、坪上泉域、马圈泉域、天桥泉域、洪山泉域、龙子祠泉域、霍泉泉域、水神堂泉域、城头会泉域、雷鸣寺泉域。
晋祠泉域
  晋祠是国家重点文物保护单位,晋祠“三绝”之一的晋祠泉水就出露于太原西山悬瓮山下,距太原市中心25km,《山海经》曾记载“悬瓮之山晋水出焉”。晋祠泉岩溶水的集中排泄点由难老泉、圣母泉、善利泉组成,出露高程约800m。自20世纪60年代以来,泉水流量逐年减少,1994年4月30日断流。
  按水文地质条件分析,晋祠泉域分布于太原西山一带,属西山石千峰复向斜构造。其范围覆盖太原市的古交市、晋源区、万柏林区、尖草坪区、清徐县以及忻州市静乐县、吕梁市交城县的小部分地区。
兰村泉域
  兰村泉出露于太原市区西北25km处的上兰村,汾河流入太原盆地的出口处,主要由大海子、小海子泉水组成,泉口高程810. 92m。1958年兰村水源地投产以前泉水年均流量为3.99m3/s,水源地投产后,由于泉域岩溶水及西张地区松散层孔院水的大规模开采,泉水流量逐年减少,1988 年后干涸。除上兰村附近泉水集中排泄外,由于汾河侵蚀下切及寒武系地层的阻水作用,在下槐一带尚有玄泉寺泉群出露,泉水流量受降水量影响,最大近1.0m3/s,一般为0.3m3/s。
  兰村泉域泉水是良好的生活饮用水水源。泉域年平均降水量460mm,主要集中在6—9月,占全年降水量的56%—63%。目前在兰村泉域建有数个大型水源地,其中兰村水源是太原市城市生活供水的主力水源地,此外还有枣沟水源地、西张水源地(袭夺岩溶水)、三水厂、十水厂等,由于严重超采,岩溶地下水位不断下降。目前,兰村水源地水位已下降到泉口以下28—30m左右。
娘子关泉域
  娘子关泉群位于我省平定县娘子关镇,是山西河北之间的险要关卡,被称为“天下第九关”,相传唐太宗李世民的胞妹平阳公主曾率女兵在此镇守,故而得名“娘子关”。楼头古戍楼边寨,城外青山城下河。娘子关两侧长城依山而建,有着独特的北疆风貌和山清水秀的南国景致,是欣赏太行山上水上人家的好去处。
  娘子关泉群是我国北方最大的裂隙岩溶泉,含水介质以奥陶系马家沟组灰岩为主,泉域面积4667km2,泉群多年(1956—2003)平均流量10.4m3/s。娘子关泉群由苇泽条、五龙、水帘洞等11个泉群,32个泉眼组成,分布在约7千米的河漫滩及阶地上,出露高程360—392m。泉群多年(1956—2003年)平均流量10.4 m3/s。
辛安泉域
  辛安泉出露于山西省长治市的平顺县、潞城市、黎城县交界地带的浊漳河河床内,以泉群形式出露于西自西流村,东至北耽车村约15km的河床中,呈股流及散流状分布。其中辛安村以上有林滩、西流、王曲、南流等泉组,统称王曲泉群,高程643—615m,泉群流量占总流量的86%;辛安村以下石会、安乐、东梳、北耽车等泉组统称石会泉群,高程615—600m,泉群流量占总流量的14%。
  1954年,苏联专家认为我省的潞安矿区没有水源,矿区内拟建的王庄煤矿不可能修建成功,长治市的工业也没有发展前途。当时的省市领导对此十分重视,立即请示中央各部专家支持,经有关专家初步调查研究,还是没有解决水源。为给山西能源基地勘探水源,我省自己成立了水文地质普查组,由陆远昭(山西省煤炭地质局地质处原副处长、教授级高工)任组长,深入太行山进行水文地质调查。经过半年的努力,水文专业技术人员踏遍了太行山中段,在太行山、潞城、平顺交界地带发现了辛安泉,据调查测量平均流量为11.90m3/s,共有泉点170多处,解决了潞安矿区的水源问题,为长治市工业的发展提供了坚实的基础。
  由于岩溶水的大规模开采、煤炭开发及气候与水环境变化,泉水流量不断衰减,20世纪 60年代平均流量11.27m3/s,80年代为8.19m3/s,90年代为5.23m3/s,2001—2003年为4.86m3/s。
神头泉域
  神头泉位于朔州市朔城区神头镇,大同盆地北部的神头、司马泊、新磨一带,沿桑干河支流源子河河道及两岸出露,分布面积约5km2,大小泉眼100余处,呈散流排泄,水位高程1052—1065m, 地 面 高 程 1044—1053m,为构造上升泉,主要由神头泉组、司马泊泉组、河道泉组3个泉组组成。神头泉组位于神头镇附近,包括东海子、而海子及二七泉;河道泉组位于源子河谷中(毛道至小泊),包括神西泉及河道中大量的散泉;司马泊泉组包括司马泊泉,三泉湾泉、五花泉、莲花泉等。神头泉多年平均流量6.74m3/s (1956—2003年)20世纪80年代以来由于降水量等自然因素及人类活动的影响,泉水实测流量已由1956—1979年平均7.96m3/s减少到1980—2003年平均5.52m3/s。

■链接
  岩溶泉水既是城市与工农业用水的重要水源,也是建设新型能源工业基地和山川秀美新山西的重要支撑,还是自然人文景观的重要承载,在全省的水资源战略格局中至关重要。
  山西作为我国北方岩溶分布面积最广的省份,岩溶泉水资源十分丰富,岩溶区面积达110000km2,占全省总面积的75.2%,历史上曾有“千泉之省”的美誉。
  山西的先民依水而居,创造了灿烂的黄河文明,并且很早就开始了对岩溶泉水的开发利用,春秋时期引晋祠泉水的太原智伯渠、唐代引洪山泉的介休洪山渠等水利工程名闻天下。即使到了20世纪60年代,全省流量大于每秒10L的泉水仍有360余处,流量大于每秒1000L的有18处,年涌水量达34亿m3,占到全省水资源总量的1/4左右。
  岩溶泉水因其水量集中、流量稳定、水质良好等优点,被大量用于工业生产、农业灌溉、居民生活,为经济社会发展提供了有力保障。但是,由于长期无节制的开发利用,加上城市的扩容发展,煤炭资源的大规模开采,对岩溶泉水造成了严重破坏,泉水流量衰减甚至干涸、环境地质灾害频繁等问题日益突出。目前,全省每年超采地下水7亿m3,19个岩溶大泉中已有3个断流,2个接近断流,12个流量衰减,加强岩溶大泉的保护已经刻不容缓。
  山西之长在于煤,山西之短在于水。岩溶泉域水资源是山西省不可替代的生命之源,全省三分之一的地表径流来自岩溶泉的清水流量,保护好、利用好岩溶泉域水资源,使其能够永续利用,事关兴水战略的实施,事关山西的可持续发展。