柳林泉岩溶地下水的开发利用和保护

发表日期:2006-03-10 浏览人数: 作者:康银昌 来源:《中国水利》2003-2B刊  评论

摘 要 柳林泉岩溶地下水是吕梁地区离柳矿区和离石市、柳林县、中阳县城市供水的主要水源,随着社会经济的不断发展和城市人口的增加,岩溶地下水开发利用规模不断扩大,如何有效发挥岩溶地下水最大效益,合理开发利用和保护势在必行。根据就柳林泉的岩溶地下水现状,提出了合理开发利用和保护的主要措施。

关键词 岩溶地下水 开发 利用 保护

一、柳林泉岩溶水系统概况

柳林泉是山西省的重要岩溶水源,泉水出露于吕梁地区三川河谷的柳林镇附近。柳林泉域主要分布在晋西三川河和湫水河两条流域,东部、南部泉域边界与三川河流域边界基本一致,北部、西部泉域边界处于湫水河东部,行政区包括离石市、中阳县、方山县全部及临县西部和柳林县东北部,总面积约4900km2。柳林泉含水系统位于泉域西部,与泉水出流的岩溶水有直接的水力联系,属寒武奥陶系含水岩体,总面积约2300km2,占泉域面积的47%。区内属黄河水系,主要有湫水河及三川河,三川河由北川、南川、东川3条支流于离石市交口汇集而成。三川河下游柳林镇寨东村河谷岩溶泉水出露补给河水,水温较高,致使河水冬季不结冰,并有大量蒸气。

柳林泉岩溶地下水水质从补给区至径流区因各区段水文地质条件和水动力条件差别较大,含水介质性质和循环深度差异,从补给区到径流区至排泄区,岩溶水的温度、矿化度及主要离子含量呈增高趋势。东部子系统岩溶地下水水质普遍好,从上游补给径流区离石市车家湾、上安一带,到排泄区东岸,均为HCO3—Ca·Mg和 HCO3—Na·Ca型水,符合饮用水标准。西北部子系统岩溶地下水水质普遍较差,上游补给径流区临县湍水头、招贤一带基本可达饮用水标准,水温略高,为HCO3—Ca·Mg型水,到下游径流区和排泄区北岸水质逐渐变差,为HCO3·SO—Ca·Na和Cl-Na型水,刘家圪塔泉组Cl达468mg/l,SO达211mg/l,矿化度达1460mg/l,有害物质F超标。

二、柳林泉岩溶地下水开发利用

1.岩溶地下水开发利用现状

柳林泉岩溶地下水在1985年以前以泉口引水利用为主,主要供泉口“五小”工业和下游农田灌溉用水,高峰时取水量0.3m3/s。随着吕梁地区离柳煤电能源基地的建设和城乡生活用水的增加改善,岩溶地下水形成一定的开发利用规模,现已有岩溶井83眼,其中开采井70余眼,年取水量2100万m3,占柳林泉目前水量的27%;其中泉口区引水400万m3/a上下游深井取水1700万m3/a,工业取水1345万m3/a,农田灌溉450万m3/a,城市生活取水267万m3/a,农村饮水38万m3/a。

2.近期开发利用柳林泉的项目规划

根据吕梁地区国民经济发展规划和重点项目取水预申请状况,离柳煤电区开发利用柳林泉岩溶地下水的建设项目如下:

(1)柳林电厂二期工程装机规模100万kW,增加取水量0.8m3/s,这样柳林电厂总取水量达3468万m3,为1.1m3/s;柳林县自来水公司供水人口约10万人,年取水量达730万m3;华晋焦煤公司矿井洗煤厂年取水量达300万m3。

(2)离石市自来水公司供水人口12万,年取水量达800万m3;吕梁煤焦集团焦化厂,年产机焦60万t,年取水量达600万m3。

(3)华晋焦煤公司矿井洗煤厂年取水量达400万m3。以上重点项目年取水量达6288万m3,为1.994m3/s,占柳林泉水量的79%。

由于柳林泉岩溶地下水和离柳煤田的自然结合,加上煤炭开采对地下水资源的影响和破坏,致使泉域区内煤炭开采区和灰岩裸露区的生活生产用水均需取用柳林泉岩溶地下水解决。因而,除以上重点项目取柳林泉岩溶地下水外,分散性取用岩溶地下水的面也很大,随着经济的发展,采煤的扩大,人民生活的改善,取水量越来越大,近期分散性取水量可达0.5m3/s。根据初步规划,到2010年左右,柳林泉岩溶地下水基本开发利用。

三、柳林泉岩溶地下水的保护

1.岩溶地下水的合理开发

柳林泉岩溶地下水是吕梁地区离柳矿区宝贵的资源,也是经济发展脱贫致富和人民生活的命根子,要使其可持续发展必须合理开发、加强管理、重点保护。主要有以下措施:

(1)岩溶地下水优先满足城乡人民生活用水。柳林泉域范围较大,涉及100多万人口,在众多的取水户中,坚持把满足城乡人民生活用水放在首位,优先生活取水。

(2)实行以排泄区取水为主的开发体系。近几年来,柳林泉岩溶地下水分别在排泄区和上下游进行了开发,排泄区开发对原泉水径流条件和地下流场影响不大,柳林泉现有自然流场基本保持,引起岩溶水水质变化的因素较小。

(3)泉域区其他水资源和柳林泉岩溶地下水综合开发利用是发展本区经济和合理利用水资源的惟一途径。泉域内的三川河和湫水河是黄河的一级支流,修建控制性蓄水工程,充分利用地表水,既能解决工农业发展需水,又能增大河道清水基流补给柳林泉岩溶水。而现有的水库和规划的横泉水库都在泉域补给区,综合调度利用泉域地表水和地下水,对实现柳林泉集中利用和稳定泉水水量提供了条件。

2.岩溶地下水的水质保护

(1)岩溶地下水渗漏区污染的防治。岩溶地下水水质保护是柳林泉可持续开发利用的关键。首先大面积的大气、农药和化肥等轻度污染,要通过进一步整治环境逐步克服。其次,6个河道渗漏段是防治污染的重点,划为一级和二级保护区,必须达(地表水环境质量标准)Ⅱ类或Ⅲ类标准,如因特殊情况达不到标准,在渗漏段修建排污管道,污水不渗入保护区。第三,排污量要限制,工业和城市污水要处理,禁止废渣、垃圾倾入河道,保护地表水的清洁。

(2)防止采煤对岩溶地下水的破坏和影响。采煤破坏了地层岩石的压力平衡,导致上覆地层的地下水下渗,造成矿区小泉水干枯断流,矿坑排水污染地面水和地下水。在岩溶地下水位高于采煤地层部位时,有可能通过破碎带或裂隙越流补给煤层,岩溶水与矿坑水联通,会造成岩溶地下水水质较大变化。因此采煤要防治矿坑与岩溶地下水联通,在有断层、破碎带和陷落柱的地方要禁止采煤,矿坑排水要资源化,达到全部处理利用。

(3)开展对区域高氯高硫水的利用研究。柳林泉西北子系统下游区的高氯高硫水,约占柳林岩溶水量的25%,而这些地区又是柳林、临县采煤重点区,水资源特别是饮用水越来越困难,随着煤炭开发,岩溶地下水成为当地惟一水源,但是水质不同程度的超标,成为日益严重的问题,因而开展对降氯降硫的水处理研究,采用较经济的水质处理方法,是当前离柳区水资源利用的重要课题。

(作者单位:山西省吕梁地区柳林泉域管理所)

[责任编辑:yeguiren]

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