宋鑫玥

（晋中市水文水资源勘测站，山西 晋中030600）

1 寿阳县概况

寿阳县位于晋中市北部，境内河流分属黄河和海河两个流域，毗邻太行山西麓。境内属温带大陆性气候，是寒温干燥区和寒温半干燥区。寿阳县境内岩溶分布区属娘子关岩溶大泉域的组成部分。寿阳县境内岩溶地下水分布区域总面积849 km2，其中裸露灰岩区面积124 km2，隐伏灰岩区面积695 km2。岩溶地下水由两部分组成，一是降水入渗形成的本地地下水资源；二是太原东山岩溶地下水侧向径流形成的过境水。

寿阳县属于水资源相对紧缺的地区，人均用水量为56.6 m3/人，仅相当于山西省平均水平的27.6%、晋中市平均水平的29.8%，岩溶地下水在寿阳县的经济社会发展中发挥着重要的水源支撑与保障作用。

2 水文地质条件

2.1 地质概况

寿阳县境内地层出露较全，由老到新依次包括10种年代地层。岩溶分布区是一个向南倾斜的单斜蓄水构造，随着单斜构造向南倾斜，奥灰岩埋深增大，岩溶水的径流条件逐渐减弱。区内主要控水构造有南北向蔡庄向斜、北西向大南沟背斜及南北向草沟背斜，长度分别约为16 km、19 km和8.5 km。

2.2 含水岩组划分

通过实地勘察资料分析可知，境内的主要含水层为奥陶系地层。该地层仅在寿阳县北部一带少量出露，大部分地区灰岩顶面埋深在400～800 m之间，地下水位埋深在438～529 m之间，属超深水位埋藏型岩溶区。

境内的中奥陶统含水层随由北至南的走向，埋深逐渐变深，富水的程度越来越弱，岩溶水的径流也逐渐变的缓慢。由于单斜构造上发育着次一级构造，致使灰岩富水性呈现不均一性。以岩石的化学成分、结构、岩性组合及岩溶裂隙的含水特征为依据，将境内的中奥陶统划分为峰峰组、上马家沟组和下马家沟组三个含水岩组。

2.3 岩溶裂隙发育特征

寿阳县岩溶地下水的主要储水空间和运移通道是溶蚀裂隙，这是境内地下水岩溶中发育最好且最常见的岩溶形态，本区较常见的岩溶形态还有直径小于2 cm的溶孔。

境内构造较为简单，总体上为一向南倾斜的单斜型蓄水构造。构造的发育部位，裂隙也相对发育，如单斜构造上迭加褶皱构造，背斜轴部迭加的断层等部位，在非构造部位中裂隙相对不发育，详见表1。

表1 背斜轴部与非构造部位发育率对照表

岩溶裂隙发育程度和奥陶系地层埋深呈反比，自北向南奥陶系地层埋深增大，岩溶裂隙发育程度特征表现为逐渐变弱。寿阳县北部草沟村一带地下水径流条件较好，地下水交替较积极，膏溶作用强烈，裂隙岩溶相对发育，使局部形成弱含水层。南部由于灰岩埋深大，水交替缓慢，不利于膏溶作用和岩溶发育，如刘家村附近SG-2号孔中，岩芯极为完整，无溶蚀现象，发育率较低，见表2。

表2 各埋藏深度出水段发育率与单位涌水量对照表

3 县域岩溶地下水资源

3.1 岩溶地下水资源量

寿阳县境内岩溶地下水受单斜蓄水构造控制，形成自北向南，由西向东地下径流场，境内西部径流场由两个方向的两条径流带构成：一是大气降水入渗补给形成的地下径流，自西北向东南，转为自西向东运动；二是太原东山岩溶水侧向补给，形成自西向东地下径流。两个方向地下径流在潘沟、北燕竹一带汇聚，顺走向继续向东运动。受寿阳断陷盆地及白家庄、温家庄东北构造的控制，地下径流由自西向东逐渐转化为北东向运动，最终流出寿阳县进入阳泉市，并在娘子关附近以泉群形式集中排泄。

境内岩溶地下水主要有降水入渗和岩溶水侧向补给两种补给方式，其中降水入渗区域是寿阳北裸露半裸露灰岩区，侧向补给来源为太原东山岩溶水，二者补给水量之和可以认定为寿阳县岩溶地下水资源量。

（1）裸露半裸露岩溶山区降水入渗补给计算公式：

式中：Q降——大气降水入渗补给量，万m3/年；

P——降水量，mm；

F——裸露半裸露岩溶区面积，km2；

α——大气降水入渗补给系数。

降水量采用多年平均值498.4 mm；裸露半裸露岩溶区面积124 km2，根据寿阳县水文地质图分析，该区域黄土及砂页岩覆盖层与灰岩裸露区面积基本相当，裸露灰岩区降水入渗补给系数采用“晋中市第二次水资源调查评价报告”研究成果，取值0.16，黄土及砂页岩覆盖区采用寿阳县独堆水文站和芦家庄水文站观测分析成果，取值0.04，取二者面积加权平均值0.10为裸露半裸露灰岩区综合降水入渗补给系数。经计算Q降为618万m3/年。

（2）太原东山岩溶水侧向补给

根据山西省第二次水资源评价成果，太原东山区岩溶水侧向补给娘子关泉域水量约1.0 m3/s，合3 154万m3/年，扣除上游榆次北山水源地开采量320万m3/年，其余约有2 834万m3/年侧向补给寿阳县。

（3）寿阳县岩溶地下水资源

综合以上计算结果，降水入渗补给量和岩溶水侧向补给量相加，可得寿阳县岩溶地下水资源量为3 452万m3/年。

3.2 岩溶地下水开采潜力分析

寿阳岩溶区是娘子关泉域的一个补给～径流区。总体上按埋藏条件自北向南划分为裸露区、覆盖区和埋藏区，其中埋藏区按埋藏深度可划分为浅埋区、中深埋区、深埋区。

其富水区主要分布于中、深埋区内，岩溶地下水主要沿400～600 m埋深线之间地段，自西向东径流。但由于草沟背斜、蔡庄向斜的控水作用，使中～深埋区的富水性呈现不均一性，向斜轴部富水性差，背斜轴中富水性强。根据《山西省寿阳县白家庄水源地岩溶水供水水文地质勘探报告》，及奥灰含水岩层的单位涌水量，结合岩溶发育程度及水化学类型、矿化度的分布规律，将北燕竹～韩庄～白家庄一带岩溶水划分为三个区。

强富水区主要分布于白家庄一带，单井出水量1 210.64～1 942.53 m3/d，单位涌水量128.71～206.54 m3/h·m，渗透系数43.45～56.61 m/d，灰岩顶板埋深400～500 m，矿化度700～900 mg/L。

中强富水区主要分布于任家店、北燕竹、吴家崖一带，单井出水量584.64～954.67 m3/d，单位涌水量13.19～45.26 m3/h·m，渗透系数2.468～6.17 m/d，灰岩顶板埋深400～600 m，矿化度900～1 000 mg/L。

弱富水区主要分布于南部蔡庄一带，单位涌水量0.80～6.99 m3/h·m，渗透系数0.16～1.399 m/d，灰岩顶板埋深600～800 m，矿化度1 000～2 000 mg/L。

综上所述，本区至北向南随着奥灰顶板埋深的增加，富水性逐渐由强变弱，水质逐渐变差，在奥灰岩埋深400～600 m线之间具备水源井开采条件。

根据目前已有的南燕竹镇、朝阳镇、宗艾镇14个岩溶井资料显示，水源井位于构造及岩溶裂隙发育地带，开采条件相对较好，单井涌水量在290～1 950 m3/d，地下水埋深440～530 m，较适合作为集中式供水水源。

寿阳县岩溶地下水资源量3 452万m3/年，其中本地降水入渗补给量618万m3/年，过境水2 834万m3/年。岩溶泉域范围内地下水开发利用，由水行政管理部门下达分配指标，寿阳县目前已批复的岩溶水开采量为438万m3，现状条件下实际开采量为115万m3，开发利用程度为26.3%，尚有323万m3的开采潜力。

4 结语

寿阳县境内岩溶地下水区域，是寿阳县及下游阳泉市生活、生产用水的重要取水地，为保证用水安全，该区内应禁止进行破坏水质的一切开发利用工程，严格控制开采量，完善岩溶地下水监测网络，防止发生水体污染、地面塌陷等问题。

同时要统筹兼顾生活、生产和生态用水，加强对地表水和地下水的统一调配，优先利用地表水。针对寿阳县目前存在的缺水问题，岩溶地下水的开发利用只能满足部分水量缺口，最重要的还是要采取大力开展节水、提高水资源利用率、开辟跨流域调水工程、增加新水源等措施，以满足寿阳县国民经济发展对水资源的需求。