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巖溶大泉斷流與流量衰減

壹、巖溶泉水的斷流

據不完全統計,北方超過30%(46處)的大泉斷流、接近斷流(圖5-1;照片5-1至照片5-21)。在山東流量大於10000m3/d的36個泉水中,20世紀80年代初時已有6處斷流,目前達到16處。

山東濟南四大泉群,在1972年趵突泉首次出現了斷流後的30年中幾乎年年斷流,其中1999年3月2日至2001年9月17日,斷流長達926d。

山西晉祠泉,原始流量1.94m3/s,到1994年4月30日徹底斷流。

河南輝縣百泉原始流量2.32m3/s,1979年以來百泉壹直處於間歇性斷流狀態,至2006年不再復出。

內蒙古烏海拉僧廟泉,原始流量108L/s,到1984年斷流。

邢臺百泉,原始流量7~8m3/s,到1982年開始出現斷流,2006年徹底斷流。

北京玉泉山泉,於1974年斷流。

山西洪山泉,原始流量1.0~1.5m3/s,2010年斷流。

山西蘭村泉,原始流量3.0~4.30m3/s,1986年後斷流。

河南九裏山泉,原始流量9m3/s,1977年後徹底斷流。

河北黑龍洞泉,原始流量6~15m3/s,1988年後間歇性斷流。

山西郭莊泉,原始泉眼60余處,目前幾乎全部消失。

山西辛安泉的西流泉20世紀初斷流、南流泉於2011年夏初斷流。

北方斷流的主要巖溶泉水見表5-1。

二、泉水流量衰減

近30年來,80%的北方巖溶大泉流量出現大幅度持續性衰減。圖5-2是有流量記錄的山西15個巖溶大泉流量曲線。1956~1979年和1980~2008年前、後兩期總流量由73m3/s減少到46m3/s,到2008年僅為34.84m3/s,不足早期流量的50%。

圖5-1 中國北方巖溶環境水文地質略圖

照片5-1 山西洪山泉1986年(左),2005年(右)

照片5-2 山西蘭村泉1986年(左),2005年(右)

照片5-3 山西晉祠泉1986年(左),2005年(中,水流為人工抽水),1986年平泉自流井(右)

照片5-4 山西娘子關泉1986年(左),2005年(右,人工抽水)

照片5-5 2005年山西辛安西流泉原址

照片5-6 山東東平蘆泉(2009年)

照片5-7 山東滕州荊泉(2009年)

照片5-8 山東萊蕪郭娘泉(2009年)

照片5-9 山東微山兩城泉(2009年)

照片5-10 山東棗莊十裏泉(2009年)

照片5-11 山東淄博灃水泉(2009年)

照片5-12 河南輝縣百泉(2010年)

照片5-13 河北峰峰黑龍洞泉(2010年)

照片5-14 河南密縣超化泉(2008年)

照片5-15 河南焦作九裏山泉(2008年)

照片5-16 河北保定壹畝泉(2008年)

照片5-17 山西運城古堆泉(2008年)

照片5-18 河北邢臺百泉(2008年)

照片5-19 河北臨城十股泉(2008年)

照片5-20 北京萬佛堂泉(2010年)

照片5-21 內蒙古拉僧廟泉(2001年)

表5-1 中國北方幹涸(接近幹涸)、間歇性幹涸泉水分行政區匯總表

圖5-2 山西15個巖溶大泉總流量動態曲線

河南珍珠泉在1990年前,泉水平均流量1.46m3/s,到1991年後,由於人工開采量的猛增,導致泉水流量驟減為0.61m3/s,且枯水期經常出現斷流(圖5-3)。

河南小南海泉的長系列的觀測資料也表現出衰減趨勢,1966~1976年10年間泉的平均流量為7.5m3/s;1977~1989年的泉平均流量為5.51m3/s;1990~1999年泉平均流量為4.45m3/s;2000~2002年泉的平均流量為4m3/s,特別是2000年春夏,流量降至1.95m3/s(圖5-4)。

圖5-3 河南珍珠泉泉水流量動態曲線

圖5-4 河南小南海泉泉水流量動態曲線

山東章丘明水泉,20世紀70年代前平均流量達到3.99m3/s,80年代開始衰減,到達90年代後期,由於開采、特別是煤礦大量突水,流量銳減到1.00m3/s以下,其中1983年4月、1984年4月、1987年5月、1989年4月至1990年6月、1993年4~5月、1999年7月至2003年8月斷流,連續斷流的時間逐漸加長(圖5-5)。

圖5-5 山東章丘明水泉泉水流量動態曲線

河北黑龍洞泉流量變化特征可分為三個時段(圖5-6),20世紀80年代以前,由於人工開采量較小,基本上為自然變化,受降水量影響較大。

圖5-6 河北黑龍洞泉泉水流量動態曲線

20世紀80年代,由於人工開采和煤礦開采排水影響,泉流量急速下降期,泉流量由6.98m3/s下降到2.21m3/s,減少了4.87m3/s,相對減少68%。