中國北方巖溶泉流量的影響因素研究——以山西柳林泉為例.pdf

1、在世界范圍內(nèi)，巖溶形態(tài)的含水層構(gòu)成重要的地下水資源儲存空間，據(jù)估計，世界25％左右人口的用水全部或者大部分靠巖溶地下水供給。因此，巖溶水文學的研究成為一個世界性的關(guān)鍵課題。我國是巖溶分布面積最為廣泛的國家之一，世界上1/4的巖溶面積分布在中國，若按碳酸巖分布面積計，可達746.3萬km2，占我國國土面積1/3左右，其中碳酸巖裸露面積達90.7萬。
　　在我國北方地區(qū)，由于巖溶地下水分布面積廣泛，貯存量大，流量穩(wěn)定，水質(zhì)良好，它已經(jīng)

2、成為該地區(qū)工業(yè)農(nóng)業(yè)及居民生活的主要供水水源，對華北地區(qū)的國民經(jīng)濟建設(shè)，具有非常特殊的重要地位，它直接關(guān)系到我國北方地區(qū)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。由于巖溶含水層內(nèi)部管道、裂隙發(fā)育強烈以及石灰?guī)r所具有的溶蝕特性，它對環(huán)境變化非常敏感，因此，巖溶泉已經(jīng)成為人們研究氣候變化與人類活動對環(huán)境影響的重要信息載體。
　　20世紀50年代以來，北方巖溶泉流量在總體上普遍下降，流量衰減已經(jīng)成為巖溶泉變化的主要特征，究其原因主要有兩個方面:氣候變化和人

3、類活動的影響。作為中國北方地區(qū)國民生活生產(chǎn)用水的主要來源，巖溶地下水資源的日益減少，甚至枯竭，勢必引起該地區(qū)水資源緊張，影響該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。因此，定量地分別獲得區(qū)域氣候變化和人類活動這兩個因素對泉域地下水位與泉水流量的影響過程，才能更加明確地指導泉域地下水的開發(fā)利用與保護。
　　本文選擇中國北方山西省呂梁市最大的巖溶大泉一柳林泉為研究對象。經(jīng)過分析，我們認為在70年代以前，柳林泉域的地下水的補給排泄基本上僅受氣候影響，無外界人為

4、干擾的自然平衡狀態(tài)。而在1974年-2005年這段時間內(nèi)，柳林泉域因受到人類活動的影響而導致水文循環(huán)過程的破壞，使得泉水流量不斷下降。因此，我們選擇1957-1973年柳林泉流量作為原始序列建立區(qū)域性氣候變化條件下柳林泉的流量的灰色系統(tǒng)GM(1，1)分解模型，將該模型外推預測1974-2005年氣候變化條件下的泉水流量，從中減去相應(yīng)年份的觀測流量，獲得人類活動對泉水流量衰減的影響。結(jié)果表明，1973年以后，隨著人類活動的加劇，泉水流量呈

5、現(xiàn)出迅速下降的趨勢。在這一階段，人類活動對泉水流量的衰減起著主要的作用，而氣候變化的影響次之。1974到2005年，氣候變化對泉水流量衰減的貢獻僅占到人類活動對泉水流量衰減貢獻量的8.1％-8.6％，在1973年之后的人類活動對泉水流量衰減的貢獻中，地下水開采量的貢獻僅占到20％-35％;泉域內(nèi)水庫的修建、周邊地區(qū)地下水超采而造成的跨區(qū)域地下水襲奪、煤炭生產(chǎn)中的礦坑排水、泉域內(nèi)森林植被的破壞等等，這些因素對泉水流量的衰減貢獻占到65％-