龙子祠泉域岩溶水资源评价及保护研究

王红全，张志祥

（1.临汾市汾西水利管理局，山西 临汾 041000；2.太原理工大学，山西 太原 030024）

我国岩溶水蕴藏丰富，据初步统计，岩溶水天然资源量约占地下水资源量的1/4[1]。岩溶水在我国城市和工业基地供水中占有重要地位，全国1/4以上城市利用岩溶水作为供水水源。其中，北方如济南、太原、焦作、徐州、淄博、枣庄等许多城市，均以裂隙岩溶水作为主要供水水源[2-3]。山西作为我国北方岩溶地下水分布最广泛的省份之一，形成了众多流量相对稳定的岩溶泉及相应的泉域，其中原始流量大于1 m3/s的岩溶大泉19处[4]。龙子祠泉作为19处岩溶大泉之一，多年的泉水开发为临汾市经济社会发展作出了积极贡献。近年来，由于受自然及人为因素的影响，龙子祠泉域岩溶水资源发生了很大变化，泉水遭受污染[5]，泉流量衰减[6]，保护龙子祠泉域岩溶水资源以实现可持续开采迫在眉睫。因此，龙子祠泉域岩溶水资源评价及保护研究对岩溶水资源的可持续开发利用具有非常重要的意义。本文采用排泄量法和理论频率法分别对龙子祠泉域岩溶水天然资源量和可开采资源量进行评价，并提出相应的保护对策，以期为龙子祠泉域岩溶水资源合理开发利用提供参考。

1 泉域概况

龙子祠泉位于临汾市西南13 km西山山前，泉水出露于西山与临汾盆地交接处的坡积物中，由南池、北池和东池3个泉组组成，为构造侵蚀溢流泉，属非全排型泉。泉群出露面积 0.12 km2，泉水大多以散流形式溢出地表。泉域属大陆性半干旱气候，四季分明，区内多年平均气温9℃～14℃，多年平均降雨量583.8 mm，且多集中在7—9月，约占全年降水量的60%以上。泉域内主要含水层为寒武系、奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙水和新生界砂砾层孔隙水。泉域岩溶地下水的补给主要为大气降水入渗，其次为碎屑岩侧向或垂向间接入渗。泉域面积2250 km2，跨尧都、襄汾、乡宁、洪洞、蒲县和隰县6县（市、区），为汾西灌区和临汾市工业及城市生活的重要水源。

2 岩溶水资源量评价

2.1 天然资源量

天然资源量是指在天然条件或人为开采状态下，岩溶泉域从外界获得的有补给保证的水量，其数量以岩溶泉域各项补给量总和的多年平均值表示。根据水均衡原理，在天然状态下，岩溶泉域多年补给量大体等于多年排泄量，可用排泄量的多年平均值代替，故采用排泄量法计算龙子祠泉域岩溶水天然资源量。龙子祠泉为非全排型的山前断裂溢流岩溶大泉，其排泄量由泉口出流量、岩溶水地下侧向排泄量及人工岩溶井开采量之和组成。

据1955—2007年泉流量实测资料，龙子祠泉多年平均流量5.018 m3/s。文献[7]根据1/200 000地下水等水位线图和山前抽水试验成果计算得出，1956—2000年平均侧向排泄量为1.303 m3/s。另据有关统计资料，龙子祠泉域多年岩溶井平均开采量0.144 m3/s。经计算，龙子祠泉域岩溶水天然资源量为6.465 m3/s。

2.2 可开采资源量

可开采资源量是指经济合理、技术可行和利用后不致造成地下水位持续下降、水质恶化等条件下的多年平均地下水可利用量。龙子祠泉域岩溶水地下侧向排泄量在泉域内很难开发，一经开采，泉水流量就会削减，实质上开采的仍是龙子祠泉水。为保持环境平衡，这部分水量不作为泉域内可利用水量。因此，泉域地下水可利用量只考虑有保证的泉水流量。

本文采用理论频率法计算可开采资源量。将系列泉流量按从大到小的顺序排列，计算出不同资源量对应的频率，再求出系列离差系数Cv，并令偏态系数Cs=2～5 Cv，查皮尔逊Ⅲ型频率曲线的模比系数KP值表，即可得出不同保证率下的KP值，乘以多年平均流量后，可求得不同保证率下的可开采资源量。本次以95%保证率下的可开采资源量作为龙子祠泉域的可开采资源量。经计算，求得 Cv为 0.23，Cs为 0.46～1.15。经过配线，取Cs=2 Cv，查皮尔逊Ⅲ型频率曲线的模比系数KP值表得出95%保证率下的KP值为0.655，评价得出龙子祠泉域可开采资源量为3.29 m3/s。

3 保护对策

3.1 完善水资源保护地方立法

新《水法》充分体现了水资源统一管理和可持续利用的原则，增加、充实了水资源保护内容和条款，为依法保护水资源提供了法律保障。龙子祠泉域水行政部门应以新《水法》为指导，尽快颁布和实施重要供水水源地水资源保护办法、取水许可管理水资源保护实施细则等，完善水资源保护行政法规体系，加强水政水资源保护执法体系，对水资源利用与保护行为实施有效监控，并依法查处重大水资源污染和破坏事件。

3.2 建立岩溶水环境保护区

根据龙子祠泉水资源特征及环境条件，结合泉域内经济发展要求，针对水资源保护方面存在的突出问题，以科学的规划为依据，建立岩溶水环境保护区，以有效遏制泉水流量衰减及水污染，保证泉域内有限的岩溶水资源可持续利用。

3.3 建立合理的岩溶地下水资源开发体系

龙子祠泉域岩溶水资源合理开发体系应包括三部分：一是岩溶水资源开发程度必须严格限制在泉域允许开发限度内，以保证泉域生产、生活用水得到满足；二是岩溶水资源开发利用方式必须朝着减少水资源的无效损耗，即提高水资源开发效率方向发展；三是拓宽传统水资源开发范围，开发替代性水资源。

3.4 加强岩溶深井管理

统一建立岩溶深井的技术档案，对新开的深井进行地质、环境论证，建立审批手续。同时加强环境水文地质监测，对生产井进行定期监测，以掌握地下水水质污染动态，监测环境地质问题，防止岩溶塌陷。

3.5 实行泉域岩溶水资源统一管理

首先成立能够真正行使管理职责的泉域管理机构，其次完成泉域岩溶水资源使用权的各级初始分配，并建立完善的计量、监测和管理系统，对取用水部门实行取用水和排污的总量控制。以此为基础，对泉域岩溶水资源实行统一规划、统一调度、统一发放取水许可证、统一征收水资源费、统一管理水量与水质。

3.6 加强泉域岩溶水资源合理配置

龙子祠泉域要以岩溶水资源为中心进行发展指标的全面平衡。泉域发展规划和生产力布局要以岩溶水资源的安全供给与可持续利用为基本前提，兼顾除害与兴利、当前与长远、局部与全局，进行社会经济用水与生态环境用水的合理分配，并坚决贯彻执行。

3.7 加强采煤排水管理

由于现有的采煤方式破坏了原有煤系含水层的地质结构，造成了含水层的疏干，破坏了岩溶水原有的平衡状态。煤炭开采对水资源环境带来的一系列问题已影响到人民生活及社会经济多方面。因此，贯彻煤水并重、全面规划、统一布局、合理开发、综合利用的方针，做到既合理开发煤炭资源，又保护水资源环境，把煤炭、水资源、地质环境与社会经济的研究有机结合起来，汇集各部门优势，对保护龙子祠泉域岩溶水资源具有十分重要的意义。

3.8 建立水资源污染防治制度

依据《水污染防治法》，结合相关政策法规，加大对污水的治理力度，兴建大型工业废水处理厂，使其达标排放并可回收利用，提高水的重复利用率，减少污染源。同时有计划地对泉域生活饮用水源地建立不同级别的水源保护区和有效的保护制度。对排污企业进行全面治理，实行污染物总量控制排放制度，努力做好污水资源化，促进水环境的改善。

[1] 袁道先，朱德浩，翁金桃，等.中国岩溶学[M].北京:地质出版社，1994：1-35.

[2]中国地质学会岩溶地质专业委员会.中国北方岩溶和岩溶水[M].北京：地质出版社，1982：l-23.

[3] 刘建立，朱学愚，钱孝星.中国北方裂隙岩溶水资源开发和保护中若干问题的研究[J].地质学报，2000，74（4）：344-351.

[4] 韩行瑞，鲁荣安，李庆松，等.岩溶水系统[M].北京：地质出版社，1993：3-7.

[5] 赵慧斌.龙子祠泉岩溶水污染成因及防治对策[J].科技情报开发与经济，2006，16（17）：179-180.

[6] 叶海东.龙子祠泉岩溶水流量衰减原因及防治对策 [J].科技情报开发与经济，2006，16（15）：148-149.

[7] 高波.临汾市岩溶泉水资源量评价及保护 [J].地下水，2005，27（5）：339-341.