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一、泉域范围及边界
邢台百泉泉区包括百泉、达活泉两大泉群,均属上升泉,是邢台市岩溶水的排泄区。
百泉泉群位于邢台市区东南部,有百泉、七里河泉、葫芦套、珍珠泉、和尚泉、赵家滩、洛泉、华庄泉、狗头泉、银沙泉、黑龙潭共
11
处排泄点,出露面积约
16km2
,地面标高
66.6
~
75.2m
,1952~1974年间年均泉水流量为5.72m3/s。
达活泉泉群位于邢台市区的北部,出露面积约16km2,地面标高66.6
m
~75.2
m
,
1952~1974
年间年均泉水流量为
0.4
m3/s。
百泉、达活泉泉群属于同一个泉域。
泉域沿太行山山前北东
30o
方向呈条带状展布,东部边界的北段为邢台—内邱弧形大断裂,南段为百泉
-
紫泉断裂;南部边界的西段为北洺河地下水分水岭,亦即百泉泉域与黑龙洞泉泉域的分水岭,东段为奥陶系碳酸盐岩与石炭二迭系煤系地层或火成岩体的交界面;西部边界为古生代变质岩系于寒武
-
奥陶系碳酸盐岩交界面和朱庄断裂;北部边界为内邱—西北岭地下水分水岭。泉域面积
3843km2
,跨邯郸和邢台两个地级行政区,包括邢台市的市区、邢台县、内丘县、沙河市以及邯郸市的武安市等县级行政区的部分地区,详见表
1
。
表
1
泉域范围
|
县市
|
邢台市
|
邢台县
|
沙河市
|
武安市
|
内邱县
|
总计
|
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面积(km2)
|
234
|
2355
|
1223
|
22
|
31
|
3843
|
泉域西部为中低山区,地面标高
100m
左右,寒武
-
奥陶系碳酸盐岩裸露,面积为
338.6km2
;中部为低山丘陵区,地面标高
200
~
500m
;东部为平原区,地面标高
60
~
100m
。泉域内有发源于西部变质岩区的小马河、白马河、七里河、沙河、马会河和北洺河,各条河流流经灰岩裸露区时产生强烈渗漏,为泉域岩溶水的主要补给源之一。
西部泉域补给区岩溶地下水水位不低于160m,向东逐渐降低,到泉水出露最低处约67m。
百泉岩溶水系统由下列三种区域组成:
(1)碳酸盐岩裸露区面积约340km2,碳酸盐岩裸露地表,直接接受大气降水入渗补给和河道渗漏补给,该区域的下边界可视为百泉岩溶水系统的入流量边界。
(2)碳酸盐岩浅埋区分布于碳酸盐岩裸露区以东低山丘陵区中的沟谷及山间洼地,面积约300km2,碳酸盐岩之上由厚度不大于10m的第四系冲洪积砂和卵砾石层所覆盖。冲洪积砂和砂卵砾石层在此以透水介质的形式存在,故也可视为百泉岩溶水系统的不连续的入流量边界。
(
3
)碳酸盐岩深埋区分布于碳酸盐岩裸露以下的低山丘陵和平原区,面积约
1000km2
,碳酸盐岩被巨厚、连续的第四系泥砾和杂色粘土以及石炭二叠系煤系地层掩埋,可视为百泉岩溶水系统的隔水边界,在以凿井形式开采岩溶水的地段或粘性土缺失的泉群附近,可视为百泉岩溶水系统的出流量边界。
二、百泉泉域水文地质分区
百泉泉域处于太行山断裂隆起带中段的赞皇隆起(由太古界变质岩组成)和武安凹陷(由下古生界的碳酸盐岩、碎屑岩构成)。区内径向构造和华夏系构造较为发育,以断裂为主,分布有一系列的北北东向断裂。地层总体走向北北东向,倾向南东东,倾角一般
5
°~
10
°。
泉域内主要含水体为寒武系、奥陶系碳酸盐岩,以奥陶系为主。碳酸盐岩的岩溶裂隙发育良好,以溶孔、溶隙为主。泉域内岩溶地下水的补、径、排特征如下:
1
、补给区:分布在高村—云驾岭—王窑—西郝庄—皇台底—营头岗—西丘以西中低山区的碳酸盐岩裸露区以及碳酸盐岩裸露区以东低山丘陵区河谷洼地的碳酸盐岩浅埋区。其中,碳酸盐岩裸露区面积约
340km
2
,碳酸盐岩浅埋区面积约
300 km
2
,补给来源以大气降水入渗补给为主,河流渗露补给为辅。一般前者的补给量占总补给量的一半以上。
2
、径流区:分布在碳酸盐岩裸露区以东低山丘陵区中的非河谷洼地和平原区的碳酸盐岩深埋区,具有自上而下由强逐渐变弱的特征。强径流带分布在地面以下
50m
~
150m
;中径流带分布在地面以下
150m
~
400m
;弱径流带分布在地面以下
400m
~
650m
;极弱径流带分布在距地面
650m
以下。
3
、排泄区:分布在径流区的东部。天然条件下,百泉泉群和达活泉泉群分布带为百泉岩溶地下水的排泄区,天然条件下的出露标高
67m
。目前由于人工开采量的不断增加,泉水已经干枯。岩溶地下水的排泄方式由泉排泄型,转变为人工开采型。
三、地层岩性及构造特征
百泉岩溶地下水赋存在寒武系和奥陶系碳酸盐岩中。依据岩性结构及其水理性质,将百泉岩溶地下水分为中寒武统、上寒武统、下奥陶统、奥陶系中统等4个含水岩组,其中,中奥陶系中统含水岩组进一步分为下马家沟组、上马家沟组、峰峰组等3个含水段。
下寒武统、中寒武统徐庄组为百泉岩溶地下水的隔水层,出露于西部低山区,沿长城系石英砂岩东侧呈条带状分布,岩性以页岩为主,夹少许泥质碳酸盐岩,总厚度约150余米,为百泉岩溶地下水顶部的隔水边界。
岩溶地下水系统内构造十分发育,纵横交错,形态复杂。断裂以高角度逆断裂为主,断层倾角65°~75°,褶皱多为两翼不对称之宽缓短轴背向斜。
岩浆岩分布于岩溶地下水系统南部之矿山村的新城、綦村和紫山一带,面积约 150km2,为中生代燕山期侵入岩,岩性以闪长岩为主,由于岩浆穿插,使岩溶地下水在空间分布和迳流方向上趋于复杂化。
岩溶地下水系统内的主要岩溶形态有溶孔、溶洞和溶隙,它们的发育程度及空间分布状况受岩性、构造和水动力条件控制。岩溶发育的强弱程度在空间分布上具有明显的成层性。在泉域中部、东部的碳酸盐岩深埋区,埋深
150m
以上为岩溶强发育带,埋深
150m
~
400m
为岩溶中发育带,埋深
400m
~
650m
为岩溶弱发育带,埋深
650m
以下岩溶不发育。
四、百泉灌区历史与现状
百泉泉群位于邢台市区东南4km,为百泉泉域岩溶地下水的天然排泄点。百泉岩溶水系统是一个独立、封闭的全排型系统,其北界与石鼓泉域相毗邻,南界与黑龙洞泉域相接壤,西以古生代变质岩系与寒武-奥陶系碳酸盐岩的交界为界,东以邢台—内邱大断层为边,总面积约1700km2。百泉泉区分南北两个部分,北部以达活泉、紫金泉为主称达活泉泉群,泉水汇入牛尾河;南部有黑龙潭、葫芦套、狗头泉等泉,称百泉泉群,泉水汇入七里河。由于泉眼多、水量大,史称百泉。
百泉灌区是一个历史悠久的泉水灌区。据百泉龙王庙石碑记载,从明朝弘治年间即正式开挖河道,东引泉水灌溉农田,泉水充裕、碧波荡漾。一般年份的自然涌水量6.4m3/s,丰水年如1958年达9.8 m3/s,偏估年份如1977年为4.5 m3/s。
截至到上世纪末,当地人们利用泉水灌溉,受益村庄36个,灌溉面积为3.57万亩;1963年洪水后,大部分泉被淤积,后进行了大规模清淤开泉,对渠系、闸涵进行了改造扩建,受益范围扩大到邢台、沙河、南和、任县四个县,常年保浇面积达到9.8万亩;1975年进一步开挖百泉,把一部分泉水东调到黑龙港地区的巨鹿、隆尧、宁晋等县,灌溉面积再次扩大。
八十年代以后,由于泉域范围内工农业发展,特别是邢台电厂的扩建,开始逐渐强化以凿井方式开采岩溶地下水,到1990年,岩溶地下水的年开采量达到1.47亿m3,折合全年平均流量为4.73 m3/s,而百泉涌水量逐年减少。1980年后百泉天然涌水量量以年平均0.6m3/s递减。1982年6月~8月出现了百泉历史上第一次停喷,1986年6月开始再次停喷。此后的20年间,除个别年份由于丰水年分水库弃水造成百泉短时间、小流量复涌外,均处于停喷状态。
泉水停喷使得原水浇地变成了旱田,灌区内的水利设施报废,年直接经济损失达
1
亿多元。
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