“单斜顺置型”岩溶泉水复流模式初步建立
来源:中国地质科学院岩溶地质研究所 作者: 发布时间:2016-9-19 11:58:11

2016年,中国地质科学院岩溶地质研究所依托承担的“汾河流域晋中南大型岩溶泉域1:5水文地质调查”项目,通过野外调查、示踪等多种技术手段和综合研究,初步建立了“单斜顺置型”岩溶水系统泉水复流的技术模式,有力地配合了山西省委、省政府启动的汾河流域生态修复工程,为晋祠岩溶泉水复流方案的制定提供依据。

晋祠泉域岩溶水流向与地层总体倾向一致,属于“单斜顺置型”系统,泉域北部为碳酸盐岩裸露补给区、下游为煤系地层,西南部分布下组煤带压区(岩溶水位以下的煤层分布区)。汾河外源水流经该泉域的碳酸盐岩河段近30千米,其渗漏量是岩溶水的重要补给源。上世纪70年代后,由于泉域内岩溶水的大量开采、西山煤田的大规模开发和泉域上游汾河水库修建后,既减少了泉域下游岩溶渗漏段的补给量,又加大了泉域岩溶地下水的排泄量,使泉域岩溶水补、排失衡,致使泉水于1994年断流。

根据晋祠泉域水文地质结构模式,岩溶所项目组人员初步提出如下泉水复流模式:一是合理调节碳酸盐岩渗漏段水量。利用汾河外源水丰沛的水源(多年平均来水9.16立方米/秒)和河流渗漏段上游汾河水库的调蓄能力(库容7.21亿立方米),人工调度河水流量,增加对岩溶水的补给。实测和前人资料研究表明,碳酸盐岩河流的渗漏量与河水水量为非线性关系,合理调度河流径流量能加大河水对岩溶水的渗漏补给。

二是加高汾河二库蓄水至设计高程,增加岩溶地下水的补给量。汾河二库位于汾河下游兰村泉域碳酸盐岩渗漏段,坝顶高程912.0米,由于移民等问题,目前蓄水高程895米,如实现蓄水高程至设计正常水位905.7米,汇水长度深入晋祠泉域达22千米,该段中奥陶灰岩岩溶发育强烈,可大规模增加对晋祠泉域岩溶水的补给量。

三是处置下游的自流井。据调查,晋祠泉域下游存在近20眼自流井,与晋祠泉水同处于泉域内的岩溶水强径流带内,对晋祠泉水的影响非常大,需采取措施处置,减轻其对晋祠泉水流量的影响。

四是利用引黄工程水源作为替代水源,关闭部分开采井。

五是借目前煤矿整合的契机,关闭岩溶水强径流带内降压开采煤矿。