晋城市三姑泉域地下水生态修复探析

廉俊文

（晋城市水务发展研究中心，山西 晋城 048000）

1 三姑泉域概况

1.1 三姑泉域概况

三姑泉域沿丹河河谷有多处泉水出露，包括三姑泉、郭壁泉、土坡泉、台北泉、白洋泉等，多年平均排泄量为7.2m3/s。行政区涉及到晋城市城区、泽州县、高平市及陵川县，泉域总面积2630km2，其中，裸露岩溶区面积1022km2，主要位于泉域的东部和南部。三姑泉出露于泽州县金村镇东丹河河谷内，流量3.5～7m3/s，现已被河南省博爱县修建的青天河水库淹没。

泉域内主要河流为丹河。丹河主要的支流有白水河、白洋泉河、北石店河、巴公河、东大河、许河、东仓河。泉域内丹河及其支流上共建设水库40余座，其中中型水库4座。

2 水资源开发利用现状

2.1 地下水资源量及可开采量

根据第二次《晋城市水资源评价》，三姑泉域1956年～2000年系列岩溶地下水多年平均22628.1m3/a（7.18m3/s），95%保证率下的地下水总排泄量为15057.6m3/a（4.77m3/s），岩溶地下水可开采资源量为13970.448万 m3/a（4.43m3/s）。占 1956 年～2000 年系列，95%保证率下的总排泄量的92.87%，说明三姑泉域岩溶水资源可开采量计算保证程度较高。

2.2 岩溶水资源开发利用现状

根据晋城市用水统计年报，2015年三姑泉域岩溶水总取水量9912万m3，其中岩溶泉水908万m3，岩溶地下水9004万m3。

按取水用途，生活用水3472万m3，其中城镇用水2841万m3，农村用水631万m3；生产用水6328万m3，其中第一产业用水1243万m3，第二产业用水3673万m3，第三产业用水1412万m3；生态用水112万m3。

目前，泉域内已经建成投产和正在建设的重要岩溶水源地，包括城区水源地、北石店水源地、巴公水源地、高平水源地、郭壁水源地等。郭壁水源地主要取水地层，为寒武系中上统；其它水源地开采的岩溶水为中奥陶统岩溶水。根据《晋城市地下水超采区评价》报告，2015年开采量分别为，城区1863.9万m3，开采系数为1.03；北石店为1899.5万m3，开采系数为1.54；巴公为1513.3万m3，开采系数为2.10；高平为516.3万m3，开采系数为1.75。

2.3 超采区开发利用现状

晋城市划定了地下水超采区、严重超采区和限采区。其中位于三姑泉域内的有1个禁采区，晋城市城市供水管网覆盖禁采区；2个岩溶水超采区，晋城市高平小型岩溶水超采区和晋城市城郊中型岩溶水超采区。详见表1。

表1 各超采区可采资源量及评价期开采系数表

3 开发利用存在问题

3.1 水资源面临的形势严峻

三姑泉域人口、工业比较集中，工农业总产值约占全市的70%，而水资源量只有全市的26.6%，人均占有水资源量仅289m3，只有全市人均水资源量656m3的46.2%。长期以来，因缺乏地表水利用工程，工农业生产和城乡生活用水，一直靠过量开采地下水来支撑，已在局部地区形成了岩溶地下水超采区。水环境恶化，主要表现在地下水严重超采、泉流量持续衰减。区域内孔隙水、裂隙水已近疏干，取水主要依靠深层岩溶地下水，特别是重点水源地长期超采造成的地下水位逐年下降，地下水位的急速下降造成了泉水流量衰减。

3.2 泉水间接水质污染

三姑泉域是晋城市煤化工企业集聚区，工业布局结构均属高耗水、重污染型。由于城市人口和工业规模的不断增长，大量企业废水简单处理和城市生活污水直接排向河道，造成地面水质不断恶化。随着地下水位的不断下降，地表水逐渐下渗，有污染岩溶地下水的趋势。

3.3 采煤排水影响

三姑泉域上游补给区煤炭资源丰富，煤矿众多，采煤排水对岩溶水补给有一定程度的影响，同时煤炭开采破坏了原始含水系统，导致隔水层穿透、地面塌陷裂缝、植被退化和岩层中硫化物渗流，破坏了水环境，使水体遭受污染。

4 保护和修复对策

4.1 水源置换措施

由于污水排放，晋城市地表河流的纳污、自净能力已接近极限。晋城市“大水网”骨干供水工程的逐步实施，为三姑泉域地下水提供了置换水源。通过置换可实现地表水、地下水、岩溶泉水的多水源合理调配，扭转超采区地下水位的不断下降局面。例如，张峰水库供水可满足高平市、泽州县巴公一带经济发展用水的同时，可以向高平小型岩溶水超采区、巴公水源地岩溶水超采区以及管网覆盖区内的未超采区，提供关井压采的替代水量；郭壁供水改扩建工程建成后，向晋城市提供城市生活用水的同时，也可向北石店水源地和城区水源地提供关井压采替代水。

4.2 关井压采措施

为有效遏制地下水过度开采，加强区域地下水资源管理，合理开发、利用、节约和保护水资源，晋城市水务局严格限制地下水的开采，在地下水禁采区和限采区，不得开凿新井，已建成的水井依法限期封闭，以加强岩溶水资源的保护。2014年—2016年晋城市实施了地下水水源置换和关井压采措施，其中，2014年关闭水井总数16眼，压采水量1575万m3；2015年关闭水井总数21眼，压采水量1510万m；2016年关闭水井总数15眼，压采水量879.6万m3；合计关闭水井总数52眼，压采水量3964.6万m3。

4.3 非常规水源置换措施

采煤排水利用

煤矿主要分布于三姑泉域中西部，涉及高平市全区、陵川县西北部、泽州县西部及晋城市城区西部。该区域的煤矿采煤排水经合理调配处理后，可用于置换泉域内工业、灌溉、生活杂用水、生态用水等。

中水回用

工业废水和生活污水经处理后，达到特定的水质标准，可循环用于特定用水领域的非饮用水。中水利用不仅可促进污水处理，减少对环境的污染，还可改善水生态环境，增加水资源的可利用量。根据晋城市中水利用需求，可用于农业灌溉、工业冷却、城镇生活杂用、生态用水等方面。

4.4 人工增补措施

岩溶水是赋存和运移在可溶岩石（即石灰岩）中的水，三姑泉域目前主要开采中奥陶岩溶水。岩溶水的补给方式包括大气降水的入渗、河道和水库渗漏以及上覆含水层的越流补给。

泉域灰岩裸露区主要位于泉域东部，通过对三姑泉域的水文地质分析，泉域内地表水对泉域地下水的补给主要为丹河及其支流流经灰岩裸露区、半裸露区时，河水的渗漏补给以及任庄水库的下渗补给。因此，可通过在丹河东部裸露区，采取修建渗漏水库和水源涵养等措施，补给岩溶水，达到人工增补的目的，缓解岩溶水超采状况；在补给区加快水土保持建设，提高降雨入渗率，涵养水源，增大水资源的补给量。

5 结束语

三姑泉地下水生态修复工程的实施，应严格执行《山西省泉域水资源保护条例》等法律法规，对需关井压采的用水户，应坚持替代水源先行、内部改造跟进、最后实施封井的原则，制定替代水源、供水管网工程、管网入户、供水价格、管网维修、关井压采期限通告、岩溶自备井封填等方面的政策。对三姑泉域范围内实施限采的煤矿，应在已有法律法规的基础上，根据三姑泉域的地质和水文地质条件，责成国土、煤炭、水利等部门协商制定煤矿限采和禁采的有关规定和政策，合理有序推进煤矿限采的顺利实施。