同位素技术在古堆泉岩溶水保护中的应用

岩溶泉水资源是我国北方岩溶区重要的供水水源。查明泉水补给、径流和排泄条件,清晰刻画泉域边界,对合理评估和科学开发岩溶水资源具有重要意义。针对古堆-南梁泉群边界范围不清,补给情况不明的现状,开展了泉域岩溶水文地质条件和岩溶水δD、δ18 O、87 Sr/86 Sr分布特征调查分析,采用同位素技术对岩溶水补给径流路径上的水岩相互作用和水力联系进行了系统研究。研究发现,岩溶水中δ18 O数值范围较大,其原因主要是受到了高程效应、热水氧同位素漂移、蒸发浓缩和古封存水混合等作用的影响。岩溶水中δD、δ18 O及87 Sr/86 Sr的分布特征,为岩溶地下水水力联系识别提供了有力的佐证:汾阳岭热田成因可能与中生代入侵碳酸盐岩的岩浆岩的水岩作用有关;泉域北部岩溶水开采将袭夺泉域内部岩溶水资源。古堆-南梁泉域岩溶水同位素研究成果可为区域岩溶水资源的管理和保护提供科学依据.

古堆泉岩溶地下水系统特征及系统圈划

古堆泉是汾河流域内唯一的中低温地热泉,研究其水文地质特征、划定岩溶地下水系统边界是进行岩溶地下水资源评价和地热水成因研究的基础。通过对古堆泉岩溶地下水系统的地质结构特征、水文地质结构特征和岩溶地下水循环演化规律分析,初步圈划了古堆泉岩溶地下水系统及其子系统。研究结果表明:系统内地质结构复杂、火成岩侵入和隐伏断裂发育,总体上可以将其概括为南北和东西向均"三隆三陷"的地质格局;古堆泉岩溶地下水主要接受塔儿山、二峰山及中条山碳酸盐岩裸露区的降水入渗补给,南梁泉和海头泉是系统内2个岩溶地下水的局部排泄点,古堆泉是最终排泄点。根据水文地质结构特征和岩溶地下水循环特征确定了古堆泉岩溶地下水系统边界及其水文地质性质,圈定的古堆泉岩溶地下水系统面积为2942 km^2,并进一步将其划分为4个相对独立的岩溶地下水子系统:塔儿山—九原山古堆泉岩溶水子系统、佛岭山—高显海头泉岩溶水子系统、中条山南梁泉岩溶水子系统、侯马盆地深循环岩溶水子系统。

南梁—古堆泉域岩溶地下水系统研究分析

南梁—古堆泉域岩溶水开发利用程度较高,由于不合理的开采,泉域内多处泉水已相继出现干枯断流现象,本文通过计算分析,确定了泉域岩溶地下水的天然资源量和可开采资源量,为区域水资源的优化配置提供了科学依据。

古堆泉生态复流方案及效果分析

古堆泉作为山西省19个岩溶大泉之一,由于长期过度开采,已于1999年断流。从"减少排泄、增加补给"角度出发,提出了关井压采、煤矿铁矿禁采限采、水库渗漏补给、建设水源涵养区、建设泉源区生态景观、建设地下水动态监测系统等复流方案,并估算了各方案的实施效果。结果表明,方案的实施为古堆泉复流提供了可靠的补给水源,可为古堆泉复流提供技术依据。

古堆泉水资源开发利用现状及保护对策

概述了古堆泉的成因及基本情况,介绍了古堆泉边界及水文地质条件,针对其存在的长期开采致泉水断流、水质不断恶化、农业用水矛盾凸显等问题,提出了成立泉域管理机构、开展水源置换和关井压采工程、加强对采矿活动的管理、建立水监测系统等对策。

三泉水库古堆泉域渗漏处理方案浅析

小型水库大坝多用土料填筑成型,若水库运行时间过久,经常会出现渗漏,如果渗漏量符合设计要求,则属于正常的渗漏现象,但当渗漏水量超过允许范围,就有可能导致坝体漏洞、塌坑、滑坡等险情,危及大坝安全。因此,对土坝的渗漏必须引起重视,及时采取措施。以三泉水库古堆泉域渗漏处理为例,阐述了工程渗漏情况,并作出原因分析及渗漏处理方法和工程设计,以为其他小水库渗漏处理提供参考。

古堆-南梁泉域岩溶水环境问题现状与泉源区保护

古堆-南梁泉域位于山西省南部,是一个深循环与浅循环共存、冷水系统与热水系统循环转化、多级次排泄的复合型岩溶水系统,因长期不合理的开发利用,泉域内出现了一系列岩溶水环境地质问题。以水文地质调查工作为基础,综合采用地下水流场对比分析、水文地球化学及同位素分析、岩溶水资源评价等方法,详细论述了古堆-南梁泉域内岩溶水环境问题现状及其成因,并提出了泉源区生态修复与规划方案。结果表明:受气候变化与人类活动的叠加影响,系统内古堆泉、南梁泉、海头泉分别于1999年、1992年、2002年断流,2013-2021年区域地下水位平均下降速度达2.53 m/a;水化学、同位素分析结果指示了排泄区九原山附近松散岩类孔隙水越流补给量、三泉水库渗漏补给量对岩溶地下水的影响已不可忽略;泉域内岩溶水超Ⅲ类水水质标准样品占比由2014年的62.5%升高至2021年的81.25%;泉源区0.904 km 2范围可细分为核心保护区、水库蓄水区、一般保护区,应分区进行生态保护与修复规划。研究结果可为山西省超采区综合治理、古堆泉水生态修复与保护工作提供基础依据。

《清史稿·栗毓美列传》

善治水者,可利天下。余秋雨先生曾形象地说,山西就像一部厚重的历史书,每一页都可以打开,每一页都可以看到昔日的辉煌,其中没有缺页和残页。山西的水文化亦如水之特点,连绵不断、流动不息,不仅有着宝贵的水文化遗产,更有着治水惠民的历史人物,诸如开发古堆泉的隋代县令梁轨,开发洪山泉的宋代名相文彦博,首创引洪灌溉的宋代知州程师孟,主持盐池防洪的隋代姚暹,元代治黄专家贾鲁,清代治河专家栗毓美、康基田、兰第锡……。

三泉水库库区渗漏模式及渗漏强度问题研究

三泉水库既是禹门口提水、供水工程的调蓄库,又是古堆泉生态修复工程的主要补给源。本文通过对库区地质勘查、渗漏点调查、水库水文监测资料分析、环境同位素测试、渗水试验以及采用MODFLOW数值反演等手段,研究了三泉水库的渗漏区分布、渗漏模式和渗漏强度,建立了渗漏量预测模型,为古堆泉生态修复项目设计与修复效果的数值评估提供了关键技术支撑。

基于Modflow和LAK3的三泉水库渗漏量研究

水库渗漏补给是泉域复流的重要形式,确定水库渗漏量及影响因素对于预测泉域复流很有必要。以三泉水库为例,运用地下水模拟软件GMS中的Modflow和LAK3程序包,建立水库和地下水含水层耦合模型,模拟预测不同关井压采方案对水库渗漏量及古堆泉口水位的影响程度,并结合正交试验选取渗漏区域的垂向渗透系数、平均渗透性能、给水度和贮水系数进行参数敏感性分析。结果表明:实施关井压采后,水库渗漏量增加,泉口水位恢复加快,对渗漏量的影响大小顺序为平均渗透性能>给水度>垂向渗透系数>贮水系数。

古堆岩溶泉复流方案研究

古堆泉属山西省19个岩溶大泉之一,受气候变化和人类生产生活的影响,泉水水位持续下降并出现断流,开展泉水复流研究具有重要意义。以禹门口东扩供水量为条件水源,采用回归模型模拟了水源置换措施复流效果,同时分析了人工回灌措施复流效果,在此基础上提出了水源置换措施和人工回灌措施相结合的综合复流方案,可为古堆泉复流工程提供技术支持。