泉水流量动态分析

一、泉水流量动态分析

（一）泉水流量动态特征

根据还原后的三姑泉流量系列资料（表8-2），三姑泉1956～2000年的平均流量为3.91m3/s，最大流量为7.49m3/s，出现于1963年，最小流量为2.6m3/s，出现于1990年，流量极值之比接近于2.9∶1。三姑泉在45年间（1956～2000年）的流量均方差为1.117m3/s，占多年平均流量的28.55％。三姑泉1980～2000年的平均流量为3.65m3/s，比1956～2000年的平均流量3.91m3/s衰减了6.7％。

三姑泉流量年际变化曲线如图8-6所示。从图中可以看出，三姑泉动态曲线呈峰谷交替状。1956～1960年，泉流量呈下降趋势；1960～1963呈直线上升；1963～1965年，泉流量呈下降趋势；1965～1992年，泉流量呈现出波动中略有上升的特点；1992～2000年，泉流量呈现出波动中下降的特点。

（二）泉流量衰减原因分析

三姑泉域属于晋城市工农业发达地区，由于地表水资源较匮乏，近年来岩溶水开发利用量急剧增长。导致三姑泉流量变化的因素有大气降水和人工开采。

1.大气降水对泉流量的影响

大气降水作为三姑泉域的补给来源，其多年变化规律与三姑泉流量具有密切关系。经统计，三姑泉域在20世纪50～90年代的平均年降水量分别为688.8mm、666mm、610mm、590.5mm和581mm，其下降趋势比较明显。大气降水的减少意味着三姑泉域补给量的减少，是泉流量衰减的诸多原因之一。

由图8-7降雨量与三姑泉泉流量变化关系曲线可以看出，两者的变化态势有相似之处。尽管降水量与泉流量变化曲线的宏观特征是相似的，但它们的局部形态并不尽相同，甚至差异性较大。在1980年以前，降水量大的年份，泉流量也大，降水量小的年份，泉流量也小，两者变化趋势基本一致；1980年以后，两者变化趋势有所差异，特别是1995年以后，不论降水量的多少，泉流量一直减小。这说明1980年以前，泉流量主要受降水量的影响；1980年以后，泉流量的减少除了降水量的影响外，还有别的因素，特别是1995年以后，降雨量以外的因素（人工开采等）占了主导。

2.岩溶水开采对泉流量的影响

近年来非天然因素对泉流量的影响已日趋明显，成为导致泉流量衰减的另一个重要原因。

1980年后，三姑泉流量与降水量之间变化趋势的不协调与岩溶水开采强度增加有关。三姑泉域在1980年以前基本无岩溶水开采，这一时期泉流量的变化不受人类活动的干扰，可视为天然状态下的自然波动。而自1980年起，岩溶水开采渐趋增加，在1910～2000年间，平均岩溶水开采量达到0.85m3/s，占同期平均泉流量的22.1％；最大开采量为1.827m3/s，占当年泉流量的67.4％（2000年）。

由三姑泉流量与岩溶水开采量对比曲线（图8-8）可以看出，1980～1985年，开采量不大，对泉流量影响很小；1986～1989年，开采量增大，在此阶段，泉流量处于连续低谷，但还比较稳定；1990年开采量突然变小，直到1994年，开采量虽然逐年增加，但开采量及其增大幅度并不大，在此阶段，泉流量出现一个高峰；1995年以后，开采量变大，并且每年的增长幅度较大，在此阶段，泉流量持续下降，这说明了开采量已成为泉流量减小的主要影响因素。从整体上看，岩溶水开采对泉流量的影响呈逐渐增大的趋势。

3.矿坑排水对泉流量的影响

三姑泉域内煤炭资源丰富，煤矿众多，矿坑排水也是影响岩溶水补给的因素之一。煤系地层含水层（石炭、二叠系裂隙水）中的地下水，沿裂隙向深部岩溶含水层产生越流补给。然而由于煤矿排水使煤系地层的地下水逐渐疏干，从而减少了其对岩溶地下水的越流补给。