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人类活动对辛安泉岩溶水流量的影响分析

2014-12-25吴村玲

山西水利科技 2014年1期
关键词:泉域开采量泉水

吴村玲

(山西省水文水资源勘测局 山西太原,030001)

辛安泉泉域岩溶水是长治市城市生活及工业用水的重要水源,对长治市的工农业生产和社会经济发展起到了重要的作用。随着工农业生产的迅速发展,人类活动的不断加剧,不同程度地影响了地下水环境,辛安泉岩溶水环境也发生了很大变化。

1 辛安泉流量动态分析

根据1956~2011年56年观测资料统计(见辛安泉天然资源量统计表1),辛安泉水多年平均天然流量为9.68m3/s,最大天然流量为16.03m3/s(1964年),最小天然流量为5.26m3/s(2011年),1956~1960年平均天然流量为10.77m3/s,1961~1970 年平均流量为11.42m3/s,1961~1970 年平均天然流量为11.40 m3/s,1971~1980年平均天然流量为12.40 m3/s,1981~1990 年平均天然流量为8.77m3/s,1990~2000年代平均天然流量为8.16m3/s,2001~2011年辛安泉水平均天然流量为7.34m3/s,实测平均泉水流量为4.70 m3/s,最大为5.28m3/s,最小为3.46m3/s。泉水流量总体上呈减少的趋势。

图1 辛安泉水流量过程线图

从不同时段来看,1956~1980年,泉流量的变化在均值上下成正态分布,即辛安泉水动态呈自然波动型,1980年后,泉流量均线沿一定的斜率单边下降,说明辛安泉流量逐年明显减少。辛安泉水量流量过程线图见图1。

表1 辛安泉天然资源量统计表 单位:m3/s

续表1

2 人类活动对辛安泉流量的影响

根据辛安泉水量流量过程线图,可以看出现2011年辛安泉天然流量比1956年减少了10.40 m3/s,平均每年衰减0.19m3/s(56年),1991~2000年(10年)衰减达1.12m3/s,平均每年衰减0.112m3/s;2001~2011年(21年)衰减达1.55m3/s,平均每年衰减0.155m3/s。其衰减的原因除了受降水量的减少外,更直接、更主要的原因是受人类活动的影响。其主要表现在以下几个方面:

(1)岩溶地下水的开采量逐年增加。上世纪80年代以前对岩溶水的开发,主要是引水为主。80年代开始,随着改革的深入,社会经济的发展,人民生活水平的提高,辛安泉域内各种大型项目的展开及城市居民用水量的增加,地下水开发利用越来越多,机井也越打越深,由浅层地下水开发逐渐转向深层岩溶地下水。80年代以前,辛安泉岩溶水开采量不到0.2m3/s,到80年代末,开采量达1.20 m3/s,90年代开采量超过2.0 m3/s.2007年以后开采量已超过3m3/s,随着时间的推移,开采量也逐年快速增加,见图2域内岩溶地下水开采量过程线图。因此,辛安泉岩溶水的过度开发也是泉水流减少的另一重要原因之一。

图2 1956~2011年辛安泉域内岩溶地下水开采量过程线图

(2)矿山开采对岩溶地下水的影响。矿山开采对不同类型的地下水产生不同的影响,矿山开采排水打破了地下水原有的平衡状态,导致浅层地下水的大幅度减少甚至疏干,在其影响范围内,地下水水位下降,贮存量减少[1]。对岩溶水而言,产生的影响主要有:①矿山开采改变了岩溶地下水的补给条件,减少了对岩溶地下水的补给;②矿坑排水途经灰岩裸露区及半裸露区时,会下渗污染岩溶地下水;③矿山开采会造成一定范围内的地面沉降和地裂缝,破坏地下水环境;④矿山在开采过程中经常会发生奥灰岩溶水顶板突水事故,使岩溶水遭到破坏[2]。

(3)治理工程对岩溶水的影响。近年随着经济的发展,各种大型项目纷纷上马(如修建洗煤厂、焦化厂、电厂等),辛安泉岩溶水水质受到严重污染,为了保护岩溶水水质,国家出台一系列政策和治理措施,如:河床底部修建箱涵、河道两岸修建暗渠、对河道渗漏段进行防渗处理、泉域内各企业实现废污水零排放等。根据历年多次在黄碾桥—五阳河段进行水量平衡测试,分析计算,多年平均补给辛安泉域岩溶地下水0.33m3/s(1040万m3/a),占多年枯水期河道来水量2.12m3/s(6686万m3/a)的15.6%,修建治理工程以后,河道来水量减少0.87m3/s(2756万m3/a),照此计算0.87×15.6%=0.14m3/s(442万 m3/a),对辛安泉域岩溶地下水补给量年均减少0.14m3/s(442万m3/a),治理工程对辛安泉水流量具有一定的影响。

(4)工程建设对辛安泉岩溶水的影响。近年来,在泉域内修建了各种大型铁路、公路、水利设置(水库、拦水坝等),铁路、公路建设过程中桩机打钻、挖掘隧道等,在建设过程中有的穿越了岩溶水含水屋,使岩溶水造成不同程度的外排。水库、拦水坝等改变了原有的产汇流条件,严重影响了岩溶水的补径排条件,因而对辛安泉岩溶水也产生了一定影响。

(5)农业生产对辛安泉岩溶水的影响。随着社会经济的发展,农业生产水平和产量也呈大幅度提高,主要表现为种植的多样化,因而就要求有充足的水源来进行灌溉,而泉域内农民多采用开采岩溶水进行漫灌,灌溉效率低,水资源浪费严重,因此对辛安泉岩溶水也产生了一定影响。

(6)水土保持和生态修复工程对岩溶水的影响。随着辛安泉域内各种水土保持和生态修复工作的开展,使下垫面条件发生一定程度的改变,表现为改变了径流汇集及减少了河川径流量,从而影响岩溶水的补径排条件,影响了辛安泉流量。

3 小结

本文主要是从人文因素分析了对辛安泉泉流量产生的影响,但是影响辛安泉泉流量原因是多方面的,只有从多学科、多角度、多方面进行综合分析,才能准确得出影响其泉流量的真正原因[3]。

[1]李福翠.长治辛安泉水资源开发与保护[J].山西水利科技,2003(3):18-20.

[2]韩行瑞,鲁荣安,李庆松,等.山西岩溶大泉研究[M]。北京:地质出版社,1992.

[3]郭振中,张宏达,于开宁.山西岩溶大泉衰减的多因复成性[J].工程勘察,2004(2):22—25.

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