娘子关泉域水源现状及保护措施

杨巧莉

（阳泉市娘子关泉域管理处，山西 阳泉 045000）

1 泉域概况

1.1 地理、地质情况

娘子关泉域位于山西省东部，太行山中段西侧，地跨阳泉、晋中、太原3个市11个县（市、区），总面积7 217 km2，其中裸露岩溶区面积2 282 km2，占总面积的31.6%，隐伏溶区面积4 935 km2，占总面积的68.4%。阳泉市范围内的泉域面积2 430 km2。

娘子关泉域地处沁水凹陷东北部，该凹陷为向北东向翘起的大向斜。区域出露地层包括太古界古老变质岩、中元古界石英砂岩、寒武—奥陶系碳酸盐岩、石炭—二叠系煤系地层及碎屑岩、三叠碎屑岩以及第三、第四系松散岩层，地层自东北向西南逐渐由老变新。中奥陶系岩溶含水层在娘子关泉域内广泛分布，沉积厚度达467～628 m，为岩溶水的贮存、调蓄、运移提供了广阔的地下空间。根据泉域内岩溶水贮存和运动特征，可分为3个水动力区：补给径流区，地下水为溶隙脉状水，补给来源主要为大气降水与河流；汇水区，岩溶水获得补给后在平定、阳泉一带汇集，形成强径流带，地下水为溶隙层状水；排泄区，岩溶泉群以溶隙管道流形式出露地表，水具承压性。

1.2 水文、气象

娘子关泉域内除潇河流域属黄河流域汾河水系外，其余河流均属海河流域子牙河水系。其中较大支流有乌河、龙华河、温河、桃河、绵河（温河、桃河汇合后称绵河）、松溪河、洪水河等。

该流域属暖温带大陆性季风气候，多年平均封冻期90 d，一般在12月中旬至次年3月中旬。5月份日照时数最大，2月份最短，年均日照时数为2 732.3 h，高于10℃期间的日照时数为1 695.5 h。年均气温在10℃～11℃之间，7月最高，平均气温为23.5℃；1月份最低，平均气温为-5℃左右，春秋气温变化较大，回升或下降较快。年均降水量500～600 mm，年际变化大，最大年份降雨量866.4 mm，最小年份240.4 mm，丰枯比3.6；降水年内分配不均，6—9月的降水量占全年降水量的70%左右。流域内水面蒸发量1000～1300mm，多年平均水面蒸发量1 202 mm，流域平均总蒸发量409.4 mm，属半湿润区。

2 泉域现状及存在问题

2.1 水源现状

娘子关泉域是一个独立的水文地质单元，水系统比较完整。泉域内大气降水、地表水和各类浅层地下水通过各种途径渗漏最终补给深层奥陶系岩溶地下水，经储存、运移、调节在娘子关以泉水形式排泄。

娘子关泉出露于桃河与温河汇合处，位于泉域最低处。泉群由坡底泉、程家泉、城西泉、五龙泉、石板磨泉、滚泉、河北村泉、桥墩泉、禁区泉、水帘洞泉、苇泽关泉等11个泉眼组成，分布在程家到苇泽关之间约7 km长的河漫滩及阶地上，出露标高360～392 m，泉群多年（1956—1999年）平均流量10.83 m3/s，保证率为95%时流量为8.07 m3/s，现状流量6.5～8 m3/s。

作为我国北方最大的岩溶泉之一，娘子关泉域岩溶地下水一直是阳泉市工业和城镇居民的主要供水水源，已建成的阳泉市娘子关提水工程和平定县娘子关提水工程两套大型水源工程，年取水量1.2亿m3/s，占全市总用水量的69%，在城市经济发展中占有举足轻重的地位。进入20世纪80年代后，由于自然和人为等因素的干扰，泉域区内泉水流量逐渐衰减、泉水水质不断恶化，水环境问题日趋严峻。

2.2 存在问题

一是水流量衰减明显。近年来，随着全球气候变暖，导致流域内持续干旱少雨；温、桃河上游矿物质无序开采破坏了地下水层的分布，无节制地凿井取水和采煤漏水等导致地下水位逐年下降，使岩溶地下水的循环机制发生了很大变化，泉水流量由历史最大值15.76 m3/s降到2006年的5.79 m3/s，年线性衰减速率为 0.17 m3/s。1980—2006年的泉水平均流量比1956—1980年的泉水平均流量减少了35.2%，其中程家泉、水帘洞泉已经断流，河北泉接近干枯。

二是泉水水质污染严重。泉水出露处由于娘子关镇碳酸钙厂、化工厂、屠宰厂等污染严重企业排污、城镇污水排放、河道污水渗漏、矿坑排水等原因，造成岩溶地下水和泉水的污染，水的矿化度、总硬度、硫酸根离子、挥发性酚已接近和超过饮用水标准，部分泉点水中菌类指标严重超标，直接影响到阳泉市130万人的饮水安全问题。

三是泉域水环境和生态环境极差。泉口周边工业企业废物随意堆砌、居民生活污水和生产垃圾无序排放、居民旱厕渗漏，空气质量较差；加之307国道太原—石家庄段在此基本沿河并行，运煤载重车辆川流不息，煤粉乱舞、黑尘群飞，使得泉域内的水环境日益恶化，恢复娘子关泉域的生态环境迫在眉睫。

随着城市化建设进程的快速推进，工农业生产及生活用水量的不断增加，供水短缺和水质恶化日益成为制约阳泉市经济社会发展的最大因素。泉域的水源保护问题关系到阳泉市经济社会的持续健康发展，关系到全市人民的饮水安全，因此，保护泉域水源刻不容缓。

3 保护措施

3.1 工程措施

对娘子关泉口附近2.9 km的温河、3.82 km的桃河和2.6 km的绵河共计9.32 km的河段进行综合治理：温、桃河上采取疏浚河道、整治河堤断面、建造T型休闲观泉广场等措施；绵河上设置蓄水坝、冲沙闸，进行堤岸整治，利用河床冲淤规律，在每道坝之间以及三河交汇的三岔口处形成自然湿地和沙丘景观，彻底改变河道“脏、乱、差”的现状，在满足防洪要求的基础上，建设生态式河道，使泉域周边的自然生态环境得以改观。

3.2 生物措施

首先，对娘子关泉域水源保护区范围50 m以内不符合国家产业政策、污染严重的十几家企业进行关停、拆除和搬迁；封闭河道沿岸的违法排污口；彻底取缔污染水体的污染企业和污染项目，并对泉口周边采取环境整治和垃圾填埋等措施，在此基础上建造人工植被、恢复天然植被，从而达到防止水土流失的目的。其次，利用植被自行繁殖和再生能力形成具有自我调节能力的稳定的生态系统，营造适宜动植物生存的湿地环境，运用水生生物及生态环境食物链系统去除水体中的氮、磷和其他污染物，凭借其净化功能来保护水源。

4 结语

娘子关泉域水源保护措施本着“以人为本、人水和谐”的治水理念，通过河道整治、建造自然湿地等生态修复工程来提高城镇防洪标准，满足河道排沙要求，进而保障人民生命财产安全；同时也截断了泉水出露区的污染源，遏制泉域内水土流失现象的发生，使泉域自然生态环境和水环境状况得到明显改善，最大限度地满足工农业生产和城镇居民生活用水水量和水质的需求，从而推动当地经济社会的健康、持续发展。