发布网友 发布时间:2022-05-14 05:21
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热心网友 时间:2024-02-24 10:14
由上述可知,北方岩溶水资源的质和量,在近30年的时期内都发生了很大的变化,这种变化所体现的实质是岩溶泉域水资源循环过程中的补、排关系的长期失衡和环境质量的整体下降,同时这种变化也带来了一系列负面效应与地质灾害。
一、影响供水功能
由于区域水位下降和地下水污染使原有水井吊泵、报废,影响了正常供水。水位下降造成水井吊泵报废的实例有:
拉僧庙泉域岩溶水系统内棋盘井一带3眼井报废。
徐州市七里河岩溶供水水源地,总供水量35万m3/d,2001年5月,水源地中53口水井中发现了四氯化碳,污染面积达17.5km2(韩宝平等,2004)目前该水源地已不能供水。贾汪区自来水公司由于岩溶水严重超采,水位埋深从2~3m降至最深100m以下,导致该水源报废(王光亚,2000)。
汾渭地堑两侧多数泉水主要出露在山前,高程相对较高,成为各盆地农田灌溉水源,泉水流量衰减与断流无疑会影响到农业灌溉。如山西洪山泉20世纪80年代前是8万亩良田的灌溉水源,泉水断流后,洪山灌区已失去灌溉功能。
河南焦作九里山泉域内平广厂、工学院和岗庄水源地的深井,由于Cl-含量的严重超标而无法饮用(潘国营,2000;杨涛,2008)。
在娘子关泉域的平定张庄、锁簧和南坪一带,由于灰岩裸露区工业企业的废渣、废液和南川河污水的入渗,造成了岩溶地下水严重污染(地下水类型均为Ⅴ类水),早期在这些地区的饮用水水井也无法利用。同样著名的小河斜井由于水位下降,不得不在井底打孔取水。比较严重的是2011年5月期间,阳泉市郊区杨家庄一带有4个村的水井突然抽不出水而引起恐慌。
郭庄泉域汾阳北部岩溶含水层呈单斜构造,随着南部区域水位下降(表5-2),形成北部岩溶水疏干带,相子垣供水井10年前已吊泵无法提取水源,该区区域水位大幅度下降已严重威胁到汾酒集团石门沟水源地的正常供水。与此条件类似的三姑泉域东部晋城市泽州区大兴善获、岭上一带,天桥泉域东部补给区神池县大黑庄一带,饱水带厚度仅数十米,在区域水位持续下降条件下(图5-16),同样面临含水层被疏干、水井吊泵的潜在威胁。
二、旅游价值降低、生态功能丧失
北方很多岩溶泉以泉而成为风景旅游点,以鲜活的灵性、山青水秀的优雅景致,成为很多祠庙胜地。然而这些千百年来抚育中华儿女、承载古老文明的大泉在短短几十年的时段内接踵消亡,令人触目惊心。
山东济南四大泉群,赋予了济南市“千泉之城”的美誉,以“家家有泉、户户垂杨”的雅韵景致蜚声中外,然而在1972年趵突泉首次出现了断流后的30年中几乎年年断流,其中1999年3月2日至2001年9月17日,断流长达926天。
山西晋祠泉与我国古老文明一样,有数千年的悠久历史和众多“鱼沼飞梁”的极致古迹,春秋唐伯渠是我国最早引泉灌溉的工程之一,《水经注晋水》篇中对晋祠泉就有“悬翁之山,晋水出焉”的记载。而最令人神往的是晋泉、水磨、荷花、稻田构成的水乡风光,李白留有“晋祠流水如碧玉,百尺清潭写翠蛾”诗篇;宋代文学家范仲淹和欧阳修也洒墨于晋祠“皆如晋祠下,生民无旱年”和“晋水今入并州里,稻花漠漠浇平田”的美妙绝句。然而流淌了千年的晋祠泉到1994年4月彻底断流,出自《诗经·鲁颂》的“难老泉”最后还是“终老归天”。
与晋祠同为太原姐妹泉的兰村泉群的裂石寒泉,留有宋徽宗瘦金体御书“灵泉”,古人赋诗曰“山光悦鸟性,潭影空人心”,该泉在1986年后断流。
河南辉县百泉,因百泉湖而得命,它远溯于三皇时期,盛名于殷商时代。《荀子·儒效》中有“武王之诛纣也……朝食于戚,暮宿于百泉”记载《水经注》中载“白麓东,清水所出也”。历经劳动人民的整修、改造,修建大大小小、各种类型的古建筑达90多处,使百泉景区成为中原地区著名的古典园林,与美丽的自然山水一起被人誉为中州颐和园、北国小西湖。1979年以来百泉一直处于间歇性断流状态,至2006年不再复出。
娘子关泉群中水帘洞泉,古诗有“风头形势接绵山,为看悬泉数往返。石乳下通沧海地,浪花高叠翠峰间”的描绘,到20世纪80年代末“飞泉中泄九关开,朔令偏崔万壑开”的雄关霸气也随水帘洞泉的断流烟消云散。
内蒙古乌海拉僧庙泉,这颗镶嵌在西北荒原中的明珠,吸引着远游的僧道膜拜,到1984年断流。
邢台百泉,犹如佩戴在邢台的珍珠项链,装点着这座千年古城的华贵。2006年9月,干涸了20多年的狗头泉命悬一线,在即将被填埋的刹那,奇迹般的复涌,渴望这生命的延续。
北京玉泉山泉,曾被乾隆皇帝命名为“天下第一泉”,于1974年成为最早断流的北方岩溶大泉。
山西洪山泉,依泉水出流的源神池建有源神庙,庙内碑文、壁画记载了大禹治水、宋潞公兴渠、明清时水利法规、嘉庆年治污、三月三庙会等生动的水文化典故,彰显了我们的先民对泉水的依存与关注。随着泉水流量减少、断流,源神池中杂草丛生,没有了泉水的喷涌声,昔日的生气荡然无存。
三、引发地质灾害
区域持续下降水位下降变动引发岩溶塌陷。经调查统计,共记录中国北方岩溶塌陷114处,塌陷坑总计5879个(表5-9)。其中现代岩溶塌陷72处,塌陷坑1583个,古岩溶塌陷(陷落柱)共有42处,塌陷坑有4296个。现代岩溶塌陷中以水源地抽水塌陷较为强烈,共计59处,1243个坑,占现代塌陷总数的78.52%。
表5-9 中国北方岩溶塌陷统计表
北方现代岩溶塌陷主要分布在东部的3个地区,分别是:①燕山山前平原盆地岩溶塌陷带,包括唐山市、开滦矿区、秦皇岛柳江盆地直到锦西等塌陷区;②辽鲁徐淮丘陵盆地平原岩溶塌陷带,包括淮南、淮北、徐州、枣庄、临沂、泰安、济南、莱芜、肥城、淄博等塌陷区;③辽东半岛塌陷带,包括辽阳、本溪、鞍山、海城、复州及金县塌陷区。
同时由于山区岩溶含水层疏干,向平原含水层补给量减少,在山西太原、河北保定一带促进了地裂发生。山东枣庄市峄城区榴园镇和吴林办事处一带,自1986年以来发生地裂缝以来,开裂坍塌房屋13000余间,其原因与岩溶地下水位下降变动有关。淄博大武火车站一带,由于岩溶地下水超采而导致地面开裂。
四、岩溶水系统间的资源袭夺
区域岩溶水位下降过程中,造成泉域间与地下水分水岭边界的移动,导致岩溶地下水系统间发生汇水面积和资源量的袭夺。太行山西侧从北向南分布的娘子关泉域、辛安村泉域和三姑泉域间边界均为可移动的地下水分水岭边界,在区域岩溶地下水位下降的同时,地下水分水岭边界也随之进行移动调整。由于辛安泉域岩溶地下水最低排泄基准(615m)高出北部娘子关泉域(360m)和南部三姑泉域(342m)200m以上(图5-28),因此在经过20余年水位调整后,辛安泉域的南北边界都向内部压缩了20km以上。
图5-28 岩溶水系统资源袭夺示意图
五、进一步加剧岩溶地下水的污染
在相对固定的泉域结构构造内,泉水的水化学组分含量与泉域地下水流场密切相关。理论上,地下水水化学垂向分布规律一般是溶解性总固体随着深度增加而加大。一些地区不同深度的水化学分析结果也可以说明这一点(表5-10)。由此对岩溶地下水水位下降前后泉水水量来源的构成采用解析法进行分析,可以得出区域水位下降后也会造成岩溶地下水污染的结论。其原因是相对于一定的泉口标高,泉域内地下水位降低、水力坡度减小,一方面使地下水循环速度减慢加长水岩作用的时间,另一方面它会使泉水流量中来源于深部弱循环的“高浓度”的水在泉水流量中的比例相对增加(图5-29),从而引起泉水中各种化学组分含量浓度的升高。这种由于区域岩溶地下水位下降引起岩溶地下水的污染现象,可称之为“开采性污染”。
表5-10 岩溶地下水溶解性总固体与深度对比表
图5-29 地下水位下降前后泉水流量中源于深部与浅部水量的比例对比示意图
六、海水入侵
在旅大区由于岩溶水过度开采,20世纪60年代中期开始出现海水入侵,当时面积仅4.2km2,1981年增加到178.5km2,1986年达到288.6km2,到21世纪初入侵面积达486km2,入侵距离8.6km。与此同时,地下水中氯离子平均含量为593mg/L,最高达7900mg/L,大魏家供水水源由于海水入侵,供水能力遭到严重影响。与岩溶水不合理开采相关的问题还有岩溶塌陷,在大魏家、复州湾岩溶水集中开采区相继发生了较为严重的岩溶塌陷。
此外,岩溶水质、量变化也带来了诸如泉水生态功能的丧失或下降、泉域岩溶含水层调蓄功能降低等一系列岩溶水环境问题。
归纳出不同区岩溶水环境问题如表5-11所示。
表5-11 北方主要岩溶水环境问题分区统计表
如上所述,北方岩溶水环境问题同时表现在水量、水质及其对生态及地质环境的影响的各方面,发展趋势不减,给当地工农业生产和人民生活造成了很大影响,直接威胁到国民经济建设和水资源的可持续利用,对用水安全提出了严峻挑战。