劉海娟
(呂梁市水資源管理委員會辦公室,山西 呂梁市 033000)
柳林泉是呂梁市最大的巖溶泉,位于山川河下游柳林縣城以東2 km處寨東至上青龍一帶,有大小泉眼百余個,單泉流量最大者100~300 L/s,小至線流。泉源出露面積約2 km2,出露高程794~803 m。根據(jù)泉域內(nèi)5個自然村和水質(zhì)、水溫情況劃分為5個泉組,北岸有寨東、楊家港、劉家圪垯泉組,南岸有龍門會和上青龍泉組。柳林泉域總面積6 274 km2,行政分區(qū)包括離石區(qū)、方山縣全部、中陽縣、柳林縣大部分、臨縣東部和南部、興縣南部、陜西省吳堡縣橫溝一帶。
泉域內(nèi)屬顯著的暖溫帶季風型大陸性半干旱氣候,季風環(huán)境交替明顯,四季分明,春季干旱多風,夏季炎熱,秋季雨水集中,冬季寒冷干燥。區(qū)內(nèi)多年平均降水量為502.8 mm,平均蒸發(fā)量為1 185.9 mm。平均氣溫9.2℃,凍結(jié)厚度約1 m,無霜期150~200 d。
區(qū)域內(nèi)屬黃河水系,主要有北川河、東川河、南川河,三河于離石區(qū)交口鎮(zhèn)匯集,稱三川河,全長168 km,流域面積4 161 km2,一般常年流水,上游冬季結(jié)冰,下游至寨東以下因柳林泉流入不結(jié)冰,并有大量的蒸氣,故有“四十里抖氣河”之稱。
柳林泉巖溶水系統(tǒng)的形成和展布總體受區(qū)域構(gòu)造單元控制,巖層均向西傾斜,主要含水層為寒武、奧陶系碳酸鹽巖,區(qū)內(nèi)大氣降水通過上游溝谷裸露區(qū)碳酸鹽巖裂隙滲入補給,在河道內(nèi)有6個碳酸鹽巖滲露帶,河水滲露補給,以及其側(cè)向和覆蓋層間間接入滲補給,形成巖溶地下水。巖溶地下水沿著巖溶裂隙由北、東、南三個方向向柳林縣寨東至上青龍一帶三川河河谷匯集。在柳林縣薛家灣一帶受巨厚的石炭、二疊系地層阻擋,溢流成泉。
柳林泉域內(nèi)碳酸鹽巖分布面積5 023 km2,其中裸露面積1 198 km2,碳酸鹽巖上覆新生界松散層面積913 km2,埋藏面積 2 912 km2,另有 1 251 km2的變質(zhì)巖匯流面積。泉水多年平均天然徑流量10 668萬m3。
柳林泉域地處呂梁市中西部離柳煤電能源區(qū),有煤、鐵、鋁等礦產(chǎn)資源,尤其是煤炭資源量大質(zhì)優(yōu),有大小煤礦200多座,電廠1座,其他小電廠及各類廠礦分布。柳林泉域主要涉及5個縣(區(qū)),離石區(qū)、方山縣全部、中陽縣、柳林縣大部分、臨縣西部是重要的工業(yè)能源基地,約59萬人。離石區(qū)是呂梁市政府所在地,為呂梁市政治、經(jīng)濟和文化中心。區(qū)域內(nèi)交通方便,有孝柳鐵路、307國道和青銀高速公路由東向西通過,209國道貫通南北。泉域內(nèi)較為豐富的巖溶水資源對工農(nóng)業(yè)和城市生活用水有著極其重要的作用。
柳林泉是呂梁中部板塊的寶貴水源,近年來,工業(yè)化和城鎮(zhèn)化飛速發(fā)展,開采柳林泉巖溶水正處在高峰期,當?shù)氐乇硭こ淌芙邓畷r間和地形條件制約,工程建設(shè)周期長、投資大,因而在近一二十年內(nèi),對柳林泉水的開發(fā)利用將起著舉足輕重的作用。
柳林泉域內(nèi)碳酸鹽巖裸露區(qū)沒有地表清水徑流,水資源缺乏;碳酸鹽巖覆蓋區(qū)和埋藏區(qū)因降水量的減少使無效降水增多,以及采礦對小泉小水的影響,可取水源日益減少,地表徑流大部分以洪水排走,在變質(zhì)巖區(qū),含水層以下為古老的變質(zhì)巖,基本不含水,水井越鑿越深,因而柳林泉巖溶水成了當?shù)貙氋F的可取水源。柳林泉域內(nèi),鑿井取用柳林泉巖溶地下水的鑿井成本低、揚程小、出水量大、水質(zhì)好、水位變化小、水量水質(zhì)穩(wěn)定可靠,是城鄉(xiāng)生活和工業(yè)生產(chǎn)項目的首選取水水源,2009年有取水井166眼,取水量3 086萬m3。特別是呂梁市區(qū)、柳林城區(qū)25萬人城鎮(zhèn)生活用水全部取用該泉水。
柳林泉巖溶水的開發(fā)利用主要集中在柳林、中陽、離石、方山、臨縣五縣(區(qū)),取水方式為深井開采、提水。其中上游為深井取水,下游和泉源區(qū)以深井取水為主,結(jié)合提、引水工程。用水分為工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水和生活用水。根據(jù)2009年用水統(tǒng)計,總?cè)∷? 086.1萬m3,其中工業(yè)用水1 742.7萬m3,占總?cè)∷康?7.5%;城市生活用水1 111.7萬m3,占總?cè)∷康?6%;農(nóng)業(yè)用水231.7萬m3,占總?cè)∷康?.5%。
2009年柳林泉實測徑流量為1.06 m3/s,雖比2005—2007年有所增加,但比2008年減少8.5%。根據(jù)柳林泉歷年資料(1990—2009年平均實測流量1.76 m3/s)來看,隨著人工開采和降水量的變化,泉水實測流量呈衰減趨勢。除降水減少和無效降水增多的因素外,在柳林泉域鑿井取水、勘探孔水量自溢地表、采礦排水是泉水減少的主要原因。區(qū)內(nèi)采礦排水700萬m3,采煤排水是伴隨煤礦開采過程而產(chǎn)生的,隨著產(chǎn)量的大小而變化。煤礦在800 m高程以下采礦影響更為明顯,可能釋放泉水主含水層地下水;在陜西吳堡橫溝一帶的勘探孔終年無效自流水量近550萬m3,也在直接自流該泉巖溶水。
三川河通過6個灰?guī)r滲漏段入滲補給柳林泉,占泉水總補給量的1/4,這6個河道滲漏段的河水已受生活污水和工業(yè)污水污染,污水滲入柳林泉,1995年以前的化驗沒有檢出有害元素,1995年以后雖沒有超標,但檢出有氯化物和氨氮含量增加,其他砷、汞、六價鉻等有害元素在泉源區(qū)從1996—1997年開始均有發(fā)現(xiàn)。據(jù)2009年對泉域內(nèi)所取的17個水質(zhì)綜合評價:水質(zhì)優(yōu)良的4處,占23.5%,水質(zhì)良好的3處,占17.6%,水質(zhì)較差的8處,占47.1%,水質(zhì)極差的2處,占11.8%。大部分達到Ⅲ類水標準,只有劉家圪垯泉組與楊家港泉組礦化度、總硬度與地下水質(zhì)量標準Ⅴ類水標準相比超標,水質(zhì)較差。如果泉水得不到及時有效的治理,水中有害物質(zhì)的含量越來越高,當?shù)爻青l(xiāng)居民的將不能作為生活飲用水。
第一,保護水量,對自流勘探孔要予以特別關(guān)注,盡快采取行政干預(yù)強制性封閉止水,嚴禁在800 m以下鑿井和布置勘探孔。對采煤礦坑要科學篩選審批,切實避免采煤大量的排水,同時在碳酸鹽巖山區(qū)布設(shè)一批入滲補給柳林泉的庫壩,以增加柳林泉的入滲補給量。
第二,防止水質(zhì)污染。要對河道滲漏所匯集的來水采取追源減排和廢污水處理措施,并在河道滲漏段建筑6段引排污水管道,防止廢污水滲入柳林泉。
第三,加強泉水流量調(diào)查與水質(zhì)監(jiān)測。從1966—1987年,基本上是十年調(diào)查一次,而1987—2008年,時隔20余年再調(diào)查,中間相隔時間太長,造成泉水資料應(yīng)用困難。建議今后每年調(diào)查一次,以積累大量、全面、準確的泉水資料,為水資源的開發(fā)利用與保護提供第一手資料。
第四,加強保護??煽紤]通過地方人大出臺相關(guān)法規(guī)文件并由政府出資加強泉水出露點保護,根據(jù)泉水出露點的具體情況修建標志性建筑物,劃定保護區(qū),使之既能美化環(huán)境又能保護水源。
第五,泉水水質(zhì)良好,是十分珍貴的水資源。建議在泉水開發(fā)利用的同時加大保護力度,做到開源節(jié)流,提高水資源利用率;優(yōu)化配置水資源,實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用;依法治水,強化水資源管理,以水資源的可持續(xù)利用保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。