泉域
地下水系的汇水区域
泉域是以泉水排泄为中心的地下水汇水区域,通常通过地质勘查确定其补给边界与径流特征。根据地下水系统的独立性可分为闭合型与非闭合型泉域,如明水泉形成封闭的补给排泄系统,而趵突泉存在跨界基流补给。典型泉域包含完整水文地质单元,涵盖间接补给区、直接补给区和径流排泄区。山西省19处岩溶泉域具有独立补排通道,其中晋祠泉域覆盖面积逾1300平方公里,但因过度开采于1994年断流。现代管理实践中,安阳市通过立法划分南海泉域三级保护区,明确汇水区地表水与地下水保护范围。
保护管理
山西延河泉域实施分层防渗措施,要求化粪池防渗层渗透系数≤1.0×10-12cm/s,化验废液须资质单位回收。安阳南海泉域立法划定三级保护区,禁止在准保护区内新建采石场,二级保护区限制污水排放,核心区禁止水体污染活动。建设项目需论证对泉域水位影响,如华夏煤业矿井开采标高(1390-1730m)与岩溶水位(1218-1250m)的空间关系通过三维建模验证。
在重大交通基础设施建设中,需采取严格的工程措施保护泉脉,以中国首条穿越泉域岩溶区地铁济南轨道交通4号线为例,项目采用“绕避升抬”原则绕开泉水敏感区、避开地下含水层并抬升埋深。在关键车站施工中,采用抬升埋深形成“半地下车站”,并设计“U型”地下水导流通道以保障泉水供给。项目通过超前地质预报、智慧化平台及针对性盾构设计等保泉举措,有效解决了岩溶区隧道掘进难题。2025年,趵突泉地下水位达到30.32米,创1966年以来最高水平,印证了工程保护措施的科学有效性。
典型案例
神头泉域重点保护区外围34km处矿井项目,通过留设防隔水煤柱与地下水监测系统保障补给区安全。趵突泉域应用混合作用模型测算,2020年直接补给区对泉水的贡献率达44.5%,间接补给区占27.7%。天桥泉域设置三级管控区:龙口-铁匠铺34km2核心区实施绝对保护,铁匠铺-保德17km2限控工业取水,偏关河-黄河入口33km2重点防治污染。
2025年12月27日,济南轨道交通4号线通车运行,是中国首条穿越泉域岩溶区的地铁。该线路是济南首条靠近“天下第一泉趵突泉泉群的地铁,最近点位仅1.4公里,其泉城公园站千佛山站区间是中国首个穿越泉域岩溶区的地铁区间,成功穿越近300个大小不一的溶洞。通过“绕避升抬”、土压平衡盾构、设计地下水导流通道等综合技术,实现了地铁建设与泉水保护的和谐共生,根据监测,趵突泉地下水位于通车当年达到1966年以来最高水位。
监测技术
山西润城断面水质站建设时,基于岩溶水位埋深5米的数据,采取2米浅基开挖方案避免触及含水层。太原公路工程在兰村泉域施工中,采用渗透系数≤1.0×10-12cm/s的防渗材料处理危废暂存区,桥梁桩基选用清水钻进工艺减少泥浆污染。2025年12月27日,中国首条穿越泉域岩溶区的济南轨道交通4号线通车运行。项目确立了“绕避升抬”原则,在穿越近300个溶洞的区间应用超前地质预报技术及智慧化管理平台,并采用土压平衡盾构机施工。泉城公园站通过抬升埋深成为“半地下车站”,并在车站设计了“U型”地下水导流通道,形成“连通器”效应。现代监测系统整合地下水流场模拟与水化学指纹追踪技术,实现泉域补给路径可视化分析。
地质特征
岩溶型泉域多发育于寒武系-奥陶系碳酸盐岩地层,山西天桥泉域面积超1万平方公里,形成HCO3-CaMg型岩溶水,总排泄量达16m3/s。济南泉域水化学类型呈现空间分异,从补给区HCO3·SO4-Ca型向排泄区HCO3-Ca型转变,钠氯离子受岩盐溶解与人类活动双重影响。含水层顶板埋深差异显著,兰村泉域第四系孔隙水埋深0.5-30米,奥陶系岩溶水位埋深达114-440米。
开发利用
山西省岩溶泉域曾承担全省60%以上的能源基地供水,娘子关泉域年供水量达1.2亿立方米。济南泉域通过调控地下水开采量维持趵突泉持续喷涌,2020年直接补给区人工回灌量占比提升至12.8%。过度开发导致部分泉域衰减,如晋祠泉域因采矿活动于1994年断流,辛安泉域发现过程中通过水文地质调查破解矿区供水难题。
最新修订时间:2025-12-27 20:51
目录
概述
保护管理
参考资料