绵竹市甘泉堰泉水保护及开发浅析

    冯林敏+王菊香

    

    摘要：本文通过对绵竹市甘泉堰区域水文地质情况调查分析，对影响甘泉堰出水量的因素做了深入剖析，提出了甘泉堰保護方案及开发的建议。

    关键词：甘泉堰；水文地质情况；泉水保护及开发

    1绵竹市甘泉堰概况

    绵竹市地处东经103°54′～104°20′，北纬30°09′～31°42′之间，其形状如一支金笔尖，自西北向东南伸展，东西宽约42km，南北长约61km。西北部属龙门山地区，东南部为成都平原的一部分。市境地貌形态区域分异十分明显：西北部为山地，东南部为平原，地势西北高，东南低，由西北至东南逐渐倾斜，河流纵横，切割强烈。

    绵竹市甘泉堰泉水水源地位于绵竹市平原区，地面高程560-580m，南东方向倾斜，平均坡降约5‰，阶面略有起伏，起伏差为1-2m。其有两处深度约8m的出水泉眼和约2km长的泉渠，流向南东向的甘泉村和新华村，最终通过灌渠汇入下游人民渠。

    甘泉堰泉是历史上当地人民在长期生活中发现和建成的。当时的人们按自流出来的小泉水点顺其源头向上游开挖，开挖长度可达2～4km以上，最大深度达6～10m，让其流量越来越增大。开挖出来的人工泉水水源地，可以解决生活生产用水，形成水渠后可自流到下游的农田中，达到自流灌溉的目的，这对当地农业生产和经济发展有十分重要的意义。

    2甘泉堰保护的必要性分析

    绵竹市境内这样的泉水点比较多，甘泉堰泉周边就有：甘泉堰、兴隆泉、赵家泉、花花泉、喷龙泉、三道堰等等泉水点，都能自流到下游进行灌溉农田和用于农村生活用水。这些泉水长年不干，流量较稳定，冬暖夏凉，泉渠两岸绿树青草，是当地村民休闲娱乐的好去处，在当地乡村已形成一种独特的地理文化。众多的泉水点作为绵竹市的地理文化遗产，不仅属于我们这一代，而且属于我们的子孙后代。当然现在农业灌溉多用大型引水灌溉渠系工程或机井抽水为主，这类泉水水源实际利用正在减少，但在现代社会发展过程中，我们应该加强地理文化遗产保护。

    另一方面，在城市规划建设区域中，没有其他的山水风景特色，如能合理保护并充分利用好这个泉水点资源、形成有“水”的文化景观，也应该是十分有意义的。

    从绵竹市境内泉水点现状来看，部分泉水点面临水量减少、枯竭，水环境恶化的问题。主要有以下几个方面：一是部分泉水点周边无序建设开发，大规模开采地下水，造成局部地下水位降低。二是硬化地面扩大，沟渠硬化，水稻田、池塘等减少，也减少了地表水体和降雨的入渗补给量，部分河道、河堤硬化会阻止河水入渗而减少河流对地下水的补给量，这些都会造成区域地下水位降低。三是部分泉水点泥沙淤积、水生植物堆积使泉水池、渠底面抬高，高于地下水位，造成泉水自流水量减少甚至枯竭。四是生产生活污水、废弃物进入泉水池、渠，污染泉水水环境。

    因此，对绵竹市甘泉堰进行保护是十分有必要的。

    3甘泉堰区域地下水资源调查评价

    3.1 资料收集

    本次工作收集绵竹市已有的气象、水文、地质及水利工程资料，主要有：《绵阳幅区域水文地质普查报告》（1/20万， 00931部队，1977年）、《绵竹市区域水文地质调查报告》（1：10万，四川省地勘局成都水文地质队，1997年）、《绵竹市地下水资源评价报告》（四川省成都水文水资源勘测局，2004年）、《绵竹市供排水公司第五水厂水源地供水水文地质详查报告》（核工业西南勘察设计研究院有限公司，2011年6月）。这些资料成果部份可以直接利用。

    3.2 现场踏勘及地质调查

    本次工作根据当地水文地质情况，初步确定周边3km内农灌井和泉水点作为调查重点。

    3.3 水文地质勘探井布置及抽水、回灌试验

    根据现场踏勘，在区内布设两处水文地质勘探孔（ZK1、ZK2），单孔深度为20m左右，并选取两处农灌井（J1、J2）进行两个落程的抽水试验，另外对一处农灌井（J1）进行了回灌试验，以达到查明水文地质条件的目的。

    3.4 地下水类型及含水岩组

    根据该区松散堆积层的成因类型、形成时代、埋藏分布特征，该类地下水可划分为扇状冲洪积砂砾卵石层（Q4al+pl）孔隙潜水、上更新统（Q3fgl-al）冰水—流水堆积层含泥砂砾卵石层孔隙潜水、河漫滩及一级阶地冲积层（Q4al）砂砾卵石层孔隙潜水和中、下更新统冰碛——冰水堆积泥质卵砾石层孔隙潜水四种类型。前三类的堆积层相互迭置，水力联系极为密切，构成统一含水层组，称为“上部含水岩组”，为平原区的主要含水层。

    3.5 地下水补给和排泄

    绵竹市平原区地表水、地下水、降雨转化关系密切、频繁。其相互转化方式表现在以下几个方面：一是降雨、地表水入渗转化为地下水，通过地下径流、排泄又转化为地表水；另一种是降雨、地表水入渗转化为地下水，通过蒸发又转化为大气水。区域内地下水的补给主要是绵远河、支渠、山区小河，其中山区小河出山口后便断流渗入到地下，而绵远河在水源地上游，切割较深，并与地下水直接相连，地下水的补给量是有保证的。

    由于该地区平原区处于山前冲洪积扇地带，其地势由山前至前缘地带坡降较大，补给径流带宽广，近山前一定范围内地下水位埋深大，中部水位埋深较浅，至前缘地区水位埋深极浅。在水位埋深浅的地区形成了两个地下水自然排泄带：一是马尾河、射水河西南部绵竹市区西侧至玉泉镇排泄带；二是马尾河、射水河之北东拱星镇、五福镇至孝德镇排泄带。地下水的自然排泄另一个重要方式就是蒸发，该地区地下水蒸发排泄量较明显。

    3.6 勘探及试验成果

    根据这次进行的调查和钻探试验结果，区内的水文地质条件较好。地层为“上部含水岩组”，冲洪积扇砂砾卵石含水层组（Q4al-pl、Q3fgl-al），地形坡降5～7‰，地下水埋深一般为5～8m。根据抽水试验，区内地下水量丰富，单井涌水量可达2800 m3/d以上。相关成果见表3-1。

    从上表可以看出，远距离（约200m）的井抽水时对泉点S1、ZK1、ZK2都没有影响，J2井的涌水量大，達到2500m3/d（28.95 L/s），推测最大涌水量可达到4500 m3/d；较浅的机井J1井也可达到2800 m3/d；透渗系数K取值为50m/d。证明区域内的上部强含水层的水量是十分丰富的，其布置较广、呈层状，泉水补给方向总体为NNW向340°，区内地下水的主要径流方向为SE160°。

    3.7 甘泉堰泉水点出水量分析

    现场实测甘泉堰渠道中的自流流量为229 m3/d（2.65L/s），根据旁边水井抽水试验情况，结合本泉水点的特点，预计对泉水坑抽水，现在的水位高程为562.33m，在水位降深1.0m时的涌水量可达到1000m3/d以上。7月29日，我们对甘泉堰进行了复核，实测汛期其水位高于枯水期0.3米，流量约为1000 m3/d（11.57L/s），汛期甘泉堰的感观效果更好。

    4泉水出水量的影响因素分析

    影响甘泉堰泉水出水量的最主要因素是地下水水位，泉水坑、渠道下切深度和比降。地下水位的影响因素主要是地下水补给量的变化、周边开采地下水的强度、地质环境的改变等。

    区内地下水补给源，主要包括大气降水、农田灌溉、河流和渠系入渗及地下水侧向径流的补给。从整个区域总体来看这因素变化不会太大。

    周边开采地下水的强度方面，随着地表水渠灌溉系统的完善，农业灌溉直接抽取地下水的情况在减少，但城镇和企业大规模集中开采地下水有可能增加。

    地质环境的改变方面，目前对含水层能改变其性能特征的主要是周边修建工程时地基。依据区域内浅层含水层呈面状分布的特点，只要不对含水层进行大面积超深开挖（深度大于10m，超过相对隔水层）或大面积灌浆形成止水帷幕，局部的一般建筑地基施工（标高570m以上）对含水层的影响实际上是很小的。因此本项目开发过程中，应多利用开挖深度小于10m的浅基础、浅埋的独立柱基础、浅开挖的筏形基础和箱形基础等，桩基础对含水层会有较小的影响，建议少用桩基础。

    泉水坑和渠道底部需要低于地下水位，同时渠道要有一定比降，才能保证泉水自流而出。因此应防止泉水坑和渠道淤积、壅塞，若对泉水坑和渠道再掏挖1m深左右，更能保证枯水期泉水水流量。

    5 结论及建议

    根据以上调查、勘察、分析和论证，可得出以下结论：

    一、绵竹市众多的泉水点是重要的地理文化遗产。合理保护并充分利用好区内甘泉堰泉水点，具有十分重要的意义。

    二、从绵竹市境内泉水点现状来看，部分泉水点面临水量减少、枯竭，水环境恶化的问题。

    三、根据这次进行的调查和钻探试验结果，区内的水文地质条件较好。

    四、区域内的上部强含水层的水量是十分丰富的，浅层地下含水层的渗透性十分良好，如果通过人工井或坑补充地下含水层水源也是十分容易做到的。

    五、根据旁边水井抽水试验情况，结合本泉水点的特点，预计对泉水坑抽水，在水位降深1.0m时的涌水量可达到1000 m3/d以上。

    六、为防止泉水坑和渠道淤积、壅塞，若对泉水坑和渠道再掏挖1m深左右，更能保证枯水期泉水水流量。

    对绵竹市甘泉堰泉水保护及开发提出以下建议

    一、划定甘泉堰泉保护区。一级保护区为以泉池中心半径50m范围和沿泉渠向下游延伸590m以泉渠中线两岸各50m的范围；二级保护区为一级保护区向外延伸300米的范围。

    二、对绵竹市区域地下水采取综合保护措施。如完善地下水开发与保护的法律法规，加强地下水开发利用管理；加强地下水监测，地下水位观测；保护地下水补给源，增加地下水补量；在绵远河建设一两处拦蓄低坝，建设人工回灌工程；加强区域环境保护，保护地下水水质。

    三、甘泉堰泉保护区内工程地基基础应多利用开挖深度小于10m的浅基础、浅埋的独立柱基础、浅开挖的筏形基础和箱形基础等。

    四、甘泉堰泉一级保护区内禁止开采地下水；二级保护区内限制开采地下水，禁止日开采量1000m3以上或水位降深超过1.0m的地下水取水。

    五、对甘泉堰泉水坑和渠道再掏挖1.0m深左右，保证枯水期泉水水流量。

    六、绵竹市城市规划区内建设单位应当采取有利于雨洪渗入地下的措施，如下凹式绿地、渗透性铺装地面和渗沟等的增渗设施。

    七、做好甘泉堰泉周边水土保持，防止泥沙杂物随雨洪水冲入泉内；定期对甘泉堰泉进行清掏维护，防止泉水坑和渠道淤积、壅塞。

    八、禁止向泉池、泉渠内排放污水和倾倒垃圾、污物。禁止在泉池、泉渠内游泳、洗涮衣物等，保护泉水水环境。

    九、对现有甘泉堰泉自流泉水的利用，需要按照“先观后用”的原则，泉水在上游作为景观用水后，流到下游可加以利用。

    十、建议对甘泉堰泉水水源地综合利用，打造音乐喷泉广场和形成的几十亩的小型湿地景观。对区域深部地下水，建议进行适量开采，可作为饮用水水源。区域内“地下水地源热泵系统”可以开发建设。

    参考文献

    [1] 山东师范大学地理研究所.加大水保措施增加济南泉群补给区地下径流的研究[R].1995.1.

    [2] 夏春兰，赖先齐.新疆石河子地区泉水溢出带农业生态系统演替的研究[J].生态学杂志，1997，16（2）：69-72.

    [3]绵阳幅区域水文地质普查报告（1/20万，00931部队，1977年）

    [4]绵竹市地下水资源评价报告（四川省成都水文水资源勘测局，2004年）

    [5]绵竹市供排水公司第五水厂水源地供水水文地质详查报告（核工业西南勘察设计研究院有限公司，2011年6月）