贾晓东

（忻州市水资源管理委员会办公室，山西 忻州 034000）

坪上泉域岩溶水水资源评价研究

贾晓东

（忻州市水资源管理委员会办公室，山西 忻州 034000）

坪上泉出露于忻州市五台县南部的河谷中，泉水流量大小一定程度上受地表径流量动态变幅的影响，坪上泉出流分散，泉水口前开发利用程度较低。由于泉域内岩溶地下水开发条件比较差，建议以泉水提用与井采相结合的利用方式进行水资源开发。

溶岩水；泉域；水资源；坪上泉域

1 泉域概况

坪上泉出露于忻州市五台县南部约30km的滹沱河与清水河汇合处的河谷中，是以散泉群形式出流的岩溶水排泄带，泉水出露高程640～703m。据调查，滤沱河甲子湾村以南、清水河胡家庄以西至戎家庄村东的泉域边界内，有大小泉点221个，构成4个主要泉组，其中滹沱河干流上有甲子湾、水泉湾、段家庄3个泉组，清水河上为李家庄泉组（含胡家庄、耿家会、李家庄、坪上散泉群）；此外还有在泉域西南端水头沟孤立出流的大湾泉，它们共同组成坪上泉。

泉水多年平均总流量为4.9m3/s（1956～2003年），最大流量11.86m3/s最小流量2.27m3/s，不稳定系数为5.22。据1994年观测资料，各泉组流量为：水泉湾泉组0.75m3/s，段家庄泉组0.66m3/s，李家庄泉组0.94m3/s，大湾泉0.20m3/s，甲子湾泉0.12m3/s。水泉湾、段家庄、李家庄泉组是坪上泉的主体。泉水出露高程：甲子湾泉组为710.9～713.2m，水泉湾泉组为639.9～699.7m，段家庄泉组为672.8～678.8m，李家庄泉组为609.1～699m，大湾泉为700m。泉水出露地层除水泉湾泉组为中奥陶统下马家沟组外，其余均出露于下奥陶统、中上寒武统中。泉水水质优良，属HCO3-Ca·Mg型水溶解性总固体一般为212～333mg/L；个别为500mg/L（2005年李家庄泉），总硬度187.2-300mg/L。

泉域地处山西省中东部的五台山区及系舟山区的北端，属中山地形间夹山间盆地（茹村、五台、豆村盆地）和河流谷地，地形高程一般为1000～3000m，相对切割深度500～1000m，总体地形是北高南低，北部最高峰北台顶3058m，南庄附近滹沱河谷最低590m。

泉域内主要河流有滹沱河及其支流清水河，属海河流域子牙河水系。滹沱河自北而南穿过本区。区内河长38km。多年（1956～2003年）平均径流量为16.42m3/s（南庄水文站）。清水河发源于五台山的中台，在坪上村汇入滤沱河。多年平均径流量4.06m3/s。其在岩溶区流长50km，因清水漏失胡家庄以上河段大部分为干谷，以下河段因泉水出流始有清水基流。泉域属大陆性半干旱气候，高寒微湿，多年平均降水量为466.36mm。降水量受地形影响变化大，山区迎风坡大，盆地河谷区小。

2 岩溶水资源系统循环特征与泉水出露条件

坪上泉域以清水河流域为主体，以走向北东30°～40°的百泉郊——白家庄复式间斜为基本构造格架。泉域内出露地层有：太古界、元古界深、浅变质岩，广泛分布于泉域北、东及东南部，是岩溶含水系统基底及补给岩溶水的地表水产流区；下古生界寒武系、奥陶系碳酸盐岩，分布于五台山南部及系舟山区，组成轴向北东——南西展布的复式向斜构造；上古生界石炭系、二叠系碎屑岩，向斜轴部零星覆盖在奥陶系之上；新生界上第二系、第四系松散岩覆盖于各时代之上。寒武、奥陶系碳酸盐岩在区内沉积总厚度大于900m，是泉域岩溶地下水储存、径流、运移场所，尤其以上寒武统和中奥陶统岩溶发育最强。

2.1 岩溶地下水补给

坪上泉域岩溶地下水主要存在降水入渗与河流渗漏两大补给源。百泉郊——白家庄向斜平缓开阔，向斜核部碳酸盐岩出露面积为500km2以上。受各时代地质构造作用的影响，垂直裂隙相当发育，地貌以峻峰沟谷组合形态为主，为降水入渗提供了有利条件。清水河及各支流呈扇形向中部寒武、奥陶系碳酸盐岩区汇流，上游太古界、元古界等非碳酸盐岩区的总汇水面积在2000km2以上，其中清水河主干流在碳酸盐岩区渗漏长度为55.72km，支流滤泗河、泗阳河的渗漏段长度分别为8.75km、8.22km。清水河从耿庄镇进人碳酸盐岩裸露区，河谷中堆积有第四系砂砾石松散层，厚度0～30m，结构松散，渗透能力强，渗透系数为43～100m/d，为河水渗漏提供了有利条件。经实测演算，清水河多年平均（1967～1992年）渗漏量为1.62m3/s，占同期泉水流量的35%。

2.2 岩溶地下水径流

受构造和碳酸盐岩含水层和滹沱河最低侵蚀基准面等一系列因素控制，泉域内区域岩溶地下水形成了特有的矩形、双向动力网的特征。北东、南西两侧岩溶地下水总体向中部滹沱河排泄带运移，在补给区，由于下奥陶统的相对隔水作用，中奥陶统和寒武系含水层基本是沿岩层面溶蚀裂隙分层运动，到排泄区受各种断裂构造切割沟通，产生一定的混合。

2.3 岩溶地下水排泄与泉水成因条件

滹沱河从五台刘家寨向下游到阎家庄横切过向斜核部泉域碳酸盐岩含水层，形成区内岩溶地下水最低的排泄基准，滹沱河成为了岩溶地下水的排泄带。受复向斜中次级褶皱（如河西背斜、坪上背斜)及平行于褶皱轴线的断裂构造影响，各碳酸盐岩含水层沿滹沱河上下起伏，在岩溶发育强烈的界面处成为地下水相对集中排泄地带。甲子湾地层使得中上元古界白云岩与太古界牛心沟组变质岩隔水层对接，形成了甲子湾泉；下奥陶统的相对阻水作用使得岩溶地下水排泄形成水泉湾泉组；在清水河与滹沱河交汇部位，沿河谷向下游出露下寒武统馒头组紫红色页岩，区域隔水层的阻水作用，使得岩溶地下水排泄形成李家庄泉组。

滹沱河、清水河切出岩溶含水层的区域隔水底板而溢流成泉，是属侵蚀、接触、溢流全排型泉。

3 泉域水资源环境问题与成因分析

3.1 泉水排泄区环境质量

坪上泉位于滹沱河与清水河河谷中，目前基本保持了泉水出流的自然状态，沿河谷有公路干道通过，但目前的公路设施对泉水影响不大，一旦将来成为运煤主道，对泉水的影响将不可忽视。西龙池抽水蓄能电站的施工，对泉域环境影响较大。

3.2 泉水流量

坪上泉域岩溶地下水分布于五台山区，山高谷深，开采条件较差。泉域内岩溶碳酸盐岩主要是南东和北西侧太古界和下元古界变质岩，矿产资源分布范围有限，人类活动对岩溶水资源量的影响不太突出。特别在20世纪50～60年代泉水流量中出现了9.54m3/s、11.86m3/s、9.99m3/s的极大流量，与当年降水量密切相关。由前面的岩溶水文地质条件可知，清水河具有极强的入渗条件，泉水流量大小一定程度上受地表径流量变幅影响，由于这些极大流量值位于统计数据早期，导致了统计泉水流量在数值上的递减趋势。另外，通过泉域降水量与泉水流量的变化趋势比较，认为造成坪上泉水流量衰减的主要原因是气候因素。

3.3 泉水水质污染与成因分析

坪上泉域岩溶地下水主要补给来源是降水入渗与河流渗漏，其中河流渗漏量达到泉水流量的1/3以上，泉域岩溶地下水的防污性能较差。河流上游区人类的生活、生产对地表水的污染必然要导致岩溶地下水的污染。

4 坪上泉域水资源保护目标与措施

4.1 水资源保护目标

维持泉水一定出流量。由于泉域内岩溶地下水开发条件比较差。建议以泉水提用与井采相结合的利用方式进行水资源开发。抑制泉水污染趋势，保护泉源区自然状态。

4.2 保护措施

4.2.1 泉源重点保护区

坪上泉排泄分散，泉水口前开发利用程度较低，主要用于当地居民生活用水。从长远来看，坪上泉可建立大型供水水源地，需要加强保护甲子湾泉到李家庄泉的滹沱河与清水河的河谷沿岸地带，总面积10.3km2。

4.2.2 水质重点保护区

坪上泉域岩溶地下水补给主要有面状降水入渗补给和清水河的线状渗漏补给，清水河水质的好坏对岩溶地下水的质量好坏至关重要，开展对清水河渗漏段河水的水质保护是保证岩溶地下水不受污染的有效途径，因此将清水河渗漏段作为水质重点保护区。其范围为清水河及其支流的河谷地带包括清水河干流从耿庄镇河西村到李家庄一带、支流滤泗河从刘家庄到与清水河交合处环椿坪、支流泗阳河从瓦岔到河口总面积约26.2km2。其中特别要对发源于五台县城的滤泗河水质开展重点保护，建议在五台县建立污水处理厂。鉴于五台山（台怀镇）旅游业发展迅猛，生活污水直排的影响应引起高度重视。

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1004-7042（2017）05-0011-02

贾晓东（1984-），男，2013年毕业于河海大学水利水电工程专业，工程师。

2017-03-08；

2017-04-12