四川筠连“玉壶井”暗河水资源开发与利用

鄢毅1，刘明生2，汪宇2
（1.四川省地质调查院，成都 610081；2.成都水文地质工程地质队，成都 610072）
摘要：本文通过盐源盆地地层岩性、地质构造、地势地貌等几方面，分析说明了马坝龙塘暗河的赋存条件及其地下水资源特征，阐述了盐源马坝龙塘暗河的成功开发及其所带来的巨大经济效益和社会效益，总结了暗河水源开发以及作为水资源冷水渔业养殖等综合开发方式的经验，为盐源盆地广大岩溶石山区岩溶地下水及暗河全面有效开发利用提供借鉴参考。
作者简介：鄢毅（1954—），男，教授级高工，主要从事水文、工程、环境地质调查研究工作。
关键词：盐源盆地；马坝龙塘暗河；暗河赋存条件；水资源开发
马坝龙塘暗河位于四川省凉山州盐源县境内的盐源盆地内。盐源盆地是一个高原断陷盆地，四周高山环抱，地形切割强烈，高差悬殊大，高程3000～4000m；盆地内则多为垄岗状丘陵和阶地坪坝，海拔2350～2700m，发育多级夷平面；盆地最高峰北部的幺罗杠子海拔4393.3m，最低处为盆地西南侧的梅雨河出口，海拔2300m；盆地边缘及山麓地带河流坡降较大，水流较急，河谷多呈“V”形，而盆地底部则河流蜿蜒，坡降小，仅2‰～3‰，水流平缓。区内地表水系虽然比较发育，但由于气候干燥、降水集中、蒸发剧烈，加之灰岩地区渗失严重，盆地内多数地表水具有源短水少、枯季断流的特点。盆周山区的地表水、地下水向盆地中部、西南部汇集、排泄，形成多处集中排泄带，马坝龙塘一带便是盐源盆地盆底的主要排泄区之一。因此，分析研究马坝龙塘暗河赋存条件及其综合开发利用经验，对盐源盆地岩溶地下水合理开发利用规划具有重要意义。
1 马坝龙塘岩溶暗河河赋存条件分析
马坝龙塘暗河位于四川盐源盆地，东经101°30′22.6″、北纬27°34′1.5″，发源于大河乡的麦地湾、两层楼一带，向南西方向径流，流程长约10km，出口位于干海乡龙塘村马坝河左岸，形成集中排泄带，其中以大龙塘流量最大，最大可达8290L/s，一般为1000～5000L/s。附近的东西小龙塘、牛吃水、及左、右龙眼均为该暗河的排泄口。大龙塘出口至马坝河流程约300m，暗河水直接排入河中。
1.1 地层、岩性条件是岩溶暗河形成发育的基础
盐源盆地地区出露地层以沉积岩为主，主要包括中生界三叠系和新生界古近系、新近系、第四系地层，缺失侏罗系和白垩系地层。三叠系中统盐塘组（T2y）为灰绿色、黄绿色、灰色粉砂岩、页岩、泥灰岩、泥质灰岩、泥质白云岩，具明显的多韵律性；三叠系中统白山组（T2b）为灰—深灰色厚层块状灰岩夹白云质灰岩；三叠系上统下博达组（T3xb）为粉砂岩及泥灰岩；古近系红崖子组（Eh）巨砾岩、砂砾岩夹透镜状粗砂岩；第四系全新统（ ）砂砾石层和亚砂土砾石层。
盆地底部主要由第三系及第四系地层覆盖，盆地边缘及山麓地带主要出露三叠系碳酸盐或碳酸盐夹碎屑岩地层，其中以白山组灰岩出露最为广泛，碳酸盐岩以数十至数百米厚的“纯层型”单独产出，厚度大、岩溶发育、含水丰富，是该区最主要的含水岩组，为盐源盆地岩溶大泉及地下暗河形成发育提供了良好的基础条件，马坝龙塘暗河就发育于白山组灰岩地层中（图1）。

图1 盐源盆地马坝龙塘暗河发育位置示意图

1.2 地质构造条件

图2 马坝龙塘暗河剖面示意图

盐源地区属盐源“山”子形构造体系（图2），弧顶位于盐源县梅雨镇以南，由北北西向构造急剧偏转呈一天然向南突出的弧形。脊柱位于盆地北部，由三叠系组成的元木厂向斜、足木背斜、三汊河向斜等紧密褶皱及走向近南北的挤压带组成。元木厂向斜北东10°，核部由上博大组地层组成，而足木背斜和三汊河向斜的轴向则由北东急转向北西，构成一个向南突出的紧密弧形。马蹄形盾地由潘家沟向斜、马道子背斜等比较开阔的复式褶皱和苦竹坝断层以及弧顶内侧的梅雨至卫城一带相对稳定区域组成。潘家沟向斜扬起端位于盆地东北部，向南西延伸经潘家沟至大水塘被第四系覆盖，轴向北东30°～40°，核部由博大组地层组成，两翼为中、下三叠统地层，地层倾角40°～80°，与两翼伴生的白山向斜、古柏树背斜、八米罗向斜、大院子背斜等次级褶皱构成一个比较舒缓的复式向斜；马道子倒转背斜自拉拉山向南经马道子至上干海附近被第四系覆盖，出露长约22km，褶皱走向北西30°，核部由中三叠统盐塘组地层组成，两翼由白山组灰岩组成，倾角40°～80°。
暗河汇水区域中主要构造有复式背斜以及褶皱构造体系，褶皱构造展布、断裂系统发育深度，结构面性质及挽近活动状况，为地下水提供运移通道，控制大泉及地下河展布格局及径流方向。马坝龙塘暗河形成于“山”字构造北东侧，潘家沟复式向斜以北，坪坝背斜、大沟向斜一带，多样复杂的褶皱构造体系以及复式背向斜构造单元，控制了龙塘暗河的补给、径流、排泄及赋存规律（图3）。

图3 盐源“山”子形构造体系纲要图

1—压性断裂；2—压扭性断裂；3—张扭性断裂；4—张扭性断裂；5—性质不明断裂；6—张性断裂；7—背斜；8—倒转背斜；9—穹窿背斜；10—向斜；11—短轴向斜
断裂编号及名称：①水草坝张性断裂；②马道子压性断裂；③小高山压性断裂；④马坝张扭性断裂；⑤苦竹坝压性断裂；⑥棉垭张扭性断裂；⑦霍儿坪压扭性断裂；⑧麦架坪压扭性断裂
褶皱编号及名称：1—磨盘山向斜；2—大湾子向斜；3—青山寨背斜；4—灵官台背斜；5—花红沟向斜；6—上白山背斜；7—潘家沟向斜；8—坪坝背斜；9—大沟向斜；10—帽脑壳背斜；11—葫芦口向斜；12—跑马梁子背斜；13—罗水呷向斜；14—槽梁子背斜；15—三岔河向斜；16—足木背斜；17—羊牧场向斜；18—元木厂向斜；19—娃五沟向斜；20—马道子背斜；21—臭水塘向斜；22—西山火普向斜；23—大庆向斜
1.3 地势地貌差异是暗河形成的动力条件
龙塘暗河补给区主要位于北东侧2600m夷平面阶地坪坝，出露的白山组灰岩及红崖子组砾岩地层中垂直型地表岩溶形态发育，如落水洞、漏斗、溶蚀洼地等，发育密度10～15个/km2，为大气降水大量而迅速直接补给地下水提供了良好的条件。降水是地下水的主要补给来源，暗河流量的变化与降雨量大小基本一致。另外，枯柏河河水的大量下渗也是地下水的重要补给源。暗河径流方向由北东向南西，径流长度最大可达10km以上。暗河进口处标高2450m，大龙塘出口标高2389m，高差约61m，暗河水力坡度约6‰。
2 暗河水资源特征
大龙塘是暗河的主要排泄口，位于马坝河左岸，其北侧、北西侧有东、西小龙塘等7处出水点，南侧有左、右龙眼、牛吃水等5处出水点，其中右龙眼越过马坝河底从河右岸涌出，整个排泄带宽约1km。
由于暗河水主要来源于大气降水和枯柏河水，地下水径流交替快，上游的降雨数小时或十几个小时后就可在暗河出口处显示，表现为出水量增大，水变浑浊，降雨停止后经数天至十数天水才清澈，暗河流域年平均降雨量为779mm，主要集中在6～10月（图3）。经取样分析（见下表），大龙塘暗河水为HCO3—Ca型水，矿化度为179.1mg/L，pH值为8.2，呈弱碱性，根据地下水质量标准（GB/T 14848-1993），属较差类。其他几个出水点为HCO3—Ca或HCO3—Ca/Mg，矿化度200～300mg/L，分别为优良、良好、较差。估计与各自的流程及自净化有关，一般流量越小，水质越好，其流量动态变化也越小。

大龙塘暗河水质分析成果表

3 盐源盆地马坝龙塘暗河水资源开发工程
3.1 冷水渔业养殖、调洪蓄水开发利用方案
马坝龙塘暗河发源于大河乡的麦地湾、两层楼一带，向南西方向径流，流程长约10km，出口位于干海乡龙塘村马坝河左岸，形成集中排泄带，其中以大龙塘流量最大，最大可达8290L/s，一般为1000～5000L/s。附近的东西小龙塘、牛吃水、及左、右龙眼均为该暗河的排泄口。大龙塘出口至马坝河流程约300m，暗河水直接排入河中（图4）。

图4 马坝龙塘地下水动态长观曲线图

大龙塘暗河出口海拔较低，仅高出马坝河水面约12m，流程约300m后与河水汇合，多年来一直未加利用。自20世纪60年代开始，就酝酿在暗河出口下游约1km处的峡谷地带修建水库（龙塘水库）。1995年盐源县政府以以工代赈方式在原设计坝址下游约600m处修建了双石包水库，蓄水高程2380m。该水库较原设计的龙塘水库容量小许多，于枯水期蓄水，可灌溉下游数十公顷粮田和供人畜饮用，极大地缓解了枯水期用水紧张问题。库水主要来源于马坝河水及龙塘地下水，最枯季节水库来水主要依靠暗河补给。
2001年，干海乡龙塘村五组村民高代礼联合另两位村民共同投资约15万元，在大龙塘出口以下修建了4级围堰，围堰出水口用细密的钢丝网拦住，修造活水养鱼池，最低一级围堰刚好与双石包水库最高水位持平。围堰有一定的蓄水量，又留有足够的防洪能力，保证了鱼苗的安全。由于暗河水温度常年保持在16℃上下，最适合养殖冷水鱼（又称细甲鱼）。夏季暗河水量大，可携带大量养分，冬季水量小，便于投放饲料养殖。冷水鱼以其肉质细腻，味道鲜美而闻名，其生长缓慢，一般3～5年才可长至0.5kg左右，目前市面上供不应求。
3.2 开发暗河带来的经济效益
对暗河水的开发利用为当地带来了极大的经济效益。双石包水库修建后，解决了下游的滑泥堡、马场、柳树湾村以及梅雨的大部分地区从中受益，缓解了冬春两季干旱缺水问题，保证了冬季人、畜饮用水和来年春耕用水，安定了民心，有很大的经济效益和社会效益。
大龙塘暗河围堰养鱼，工程投资约15万元，投放细甲鱼苗约700kg，近1.5万尾，按60元/kg计，鱼苗费约4.2万，以玉米为饲料，到目前为止已投入资金接近25万元。经过3年的养殖，部分鱼苗以长至0.5kg以上，可以进入市场销售。按4年一个养殖周期计算，到2006年可产成鱼约5000kg，以目前的市价120元/kg计，销售收入可达60万元，除去近30万元的前期投入，可赚近30万元，年回报率达6万元，而以后每年利润将会逐年递增，经济效益十分可观。
4 结语
马坝龙塘暗河水资源的开发利用，不仅用于蓄水引用、灌溉，同时根据其低水温、良好水质等水资源特征，开发冷水渔业养殖，更大地发挥暗河水资源特点。盐源盆地地区碳酸盐岩分布广泛，灰岩地层岩溶发育，岩溶大泉、暗河出露较多，龙塘暗河成功的开发，给地方政府综合开发、合理利用岩溶地下水提供了参考。盐源盆地岩溶条件复杂，流域地质环境条件各不相同，对地下水的开发利用不可能采取相同的模式，而应根据各流域地下水的特点，结合地方经济和地理条件，因地制宜地制订开发方案，最大限度地发挥其作用。
参考文献
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玉壶井位于四川筠连县，也是四川省文物。因为它受到筠连独特的地形影响，它的水质透彻，冬天温暖，夏天冰凉，有玉壶冰清之称。但是从2017年10月开始，玉壶井的水质就受到了污染，开始慢慢的变得发黑发臭，味道刺鼻。而它里面的化学需氧量以及高锰酸钾指数全部严重超标，这让当地人非常痛心，也引起了筠连环境保护单位的重视。
根据去年县的8个部门进行联合调查，才发现产生污染的污染源并不在筠连县，也不在四川省，污染的源头则是云南省的盐津县。为了稳妥，筠连也先后邀请了地下水的专家以及环保顾问，甚至地质队对玉壶井的井水污染展开分析，最终确定污染源是云南的某家造纸厂排放污染造成的。

在2018年10月，玉壶井再次污染。执法人员发现这个造纸厂又偷偷排污水，筠连县立刻联系昭通市的环境分析局对其排放的废水及暗管进行取证，当场拘留三人。在筠连县立案后，也对造成污染事件的负责人，以涉嫌污染环境罪逮捕。

11月4日，筠连县法院对这桩污染环境案进行宣判，而这家造纸厂被罚款了50万。被告人王某某，黄某某以及刘某某有期徒刑三年两个月到三年四个月不等，并处以罚款。但是筠连县的有关部门为了寻找玉壶井的污染源，并治理污染，支付出的费用则是超过百100万。

这家造纸厂公司以及主要负责人违反了国家规定，去排放有害物质，导致公共财产损失了超100万，后果非常严重。更何况这家造纸厂排放的废水超标，甚至能检测出的可吸附有机卤素，而这种可吸附有机卤素是重点审核的毒害物质。

张恒，汪天寿，翟胜强

（成都水文地质工程地质队，成都 610072）

作者简介：张恒（1977—），男，工程师，主要从事水文、工程、环境地质调查研究工作。

摘要：四川宜宾地区位于四川盆地与云贵高原过渡带，区域内碳酸盐岩广泛分布，南部筠连岩溶山地中表生岩溶发育，岩溶地貌类型多样复杂，岩溶地下水丰富。本文从筠连“玉壶井”暗河地下水流域地层富水性、水文地质单元及地下水资源条件等方面，简要阐述了“玉壶井”暗河引用的水文地质条件。在暗河作为水源地引用成功开发的基础上，阐述其所带来的巨大经济效益和社会效益，总结了暗河水资源开发以及公益事业等综合开发方式的经验，为筠连岩溶山区全面综合利用开发岩溶地下水资源提供借鉴与参考。

关键词：“玉壶井”暗河；地质背景；综合开发方案；开发效益

四川宜宾地区位于四川盆地与云贵高原过渡带，由北向南有丘陵、低山、低中山、中山地貌。区域内碳酸盐岩广泛分布，岩溶地貌不仅具有川东地区的岩溶谷地，而且在该区南部筠连一带岩溶山地中有峰林、峰丛、石丘、洼地、岩溶峡谷发育，相互间还组合成多种岩溶地貌类型。多样复杂的岩溶地貌，为该区岩溶地下水的形成发育提供了良好的空间基础条件。

宜宾市筠连县县城中心岩溶洼地有一个暗河出口，筠连人为她取了一个好听的名字叫“玉壶井”，并修建了一座公园叫“玉壶公园”。她是筠连县城唯一的饮用水水源，每天为县城4～5万居民供水。了解该区的地质背景条件及“玉壶井”暗河成功的开发经验，对于筠连岩溶山区全面综合利用开发岩溶地下水资源有着重要的意义。

1“玉壶井”暗河发育的地质背景

“玉壶井”暗河发源于县城西南的廉溪、白合一带，暗河长约6.5km，出口坐标为东经104°30′29.6″，北纬28°10′20.4″。暗河流域最高海拔841m，暗河出口海拔428m，为浅—中切割长埂状低山。

1.1 地层岩组及富水性

暗河流域出露地层主要有三叠系上统须家河组（T₃xj），中统雷口坡组（T₂l），下统嘉陵江组（T₁j）和飞仙关组（T₁f）；二叠系上统长兴组（P₂c）、龙潭组（P₂l）、峨眉山玄武岩（P₂β），下统茅口组（P₁m）、栖霞组（P₁q）、梁山组（P₁l）。

须家河组为一套碎屑岩夹泥岩、煤等，地下水类型主要为碎屑岩孔隙水，地表泉点较少，一般泉流量0.08～0.8L/s；雷口坡组及嘉陵江组岩性以薄层至中厚层状灰岩、白云质灰岩为主，夹岩溶角砾岩、页岩，地下水类型为碳酸盐岩裂隙溶洞水，岩溶发育程度一般，出露有沿溶隙排泄的岩溶泉，泉流量一般在1～50L/s。飞仙关组、长兴组、龙潭组主要为砂、泥岩夹泥质石灰岩、石灰岩，地下水类型主要为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶洞水，岩溶发育程度一般，岩溶泉流量多为1～10L/s，深部含水微弱。峨眉山玄武岩为蓝灰、深灰、黑绿色致密状玄武岩，在区域内为相对隔水层。

茅口组、栖霞组（包括梁山组）为深灰、灰黑色灰岩夹生物碎屑灰岩，为区内主要岩溶含水岩组。石灰岩厚而质纯，除底部梁山组为断续分布的厚度不超过21m的砂、页岩外，无成层的非可溶岩夹层。该地层段岩溶强烈发育，岩溶水十分丰富，大泉暗河流量多为50～700L/s，最大达9400L/s。地下水主要为管道流，地下水径流模数为7.19～18.72L/s·km²。

1.2 水文地质单元

“玉壶井”暗河，构造上位于筠连鼻状背斜南西段倾没端近核部，沿背斜轴线发育。背斜核部地层为二叠系下统茅口组、栖霞组和梁山组灰色、深灰色中—厚层状灰岩夹生物碎屑灰岩，底部为砂页岩夹薄层灰岩，灰岩厚而质纯，岩溶强烈发育，多形成溶蚀谷地、洼地及岩溶峡谷山地地貌，地下多溶洞、暗河，岩溶水十分丰富，“玉壶井”暗河补给、径流、排泄区均在该地层中，而暗河出口则为一顺河发育的溶蚀洼地；背斜两翼地层依次为上二叠统之峨眉山玄武岩、龙潭组、长兴组和下三叠统飞仙关组地层，峨眉山玄武岩为相对隔水层，使核部下二叠统灰岩地层形成相对独立的水文地质单元（图1）。

图1 “玉壶井”暗河出露位置示意图

1.3 岩溶地下水资源条件

筠连岩溶山地中广泛出露的灰岩，表生岩溶发育，可接受大量降雨补给，上游筠连河水部分下渗，构成了暗河水的主要补给源；暗河由南西向北东方向径流，与构造线方向和地表河流方向基本一致；暗河排泄出口有两处，相距约500m，枯季流量为342L/s，洪季最大流量可达2000～3000L/s。暗河水量受降雨影响，暗河流域为亚热带与温带过渡性季风气候区，年均降雨量为1138mm，主要集中在5～9月，年均水面蒸发量为1054mm，年平均气温17.6℃，相对湿度82%。一般补给区降雨1～2日后水量增大，若上游下暴雨，暗河水可能变浑浊，历时1周左右方可恢复。取样分析结果（见下表），为HCO₃—Ca型，矿化度286.9mg/L，pH值7.9，根据地下水水质评价标准（GB/T 14848-1993），属水质良好类。

水质分析成果表

2 “玉壶井”暗河水源地开发工程

2.1 饮用、灌溉、公益项目开发利用方案

“玉壶井”暗河一直是筠连县城的供水水源。1971年以前未建水厂，居民自行取水，水质难以保证。1971年建简易自来水厂，自出水口取水直接饮用。1988年修建了沉淀池和过滤装置，用明矾消毒，用水质量得到了提高。1994年以后使用液氯消毒，达到国家饮用水质量标准。目前水厂日供水能力达10000t以上，完全满足县城区用水。除生活饮用外，暗河还为几家工厂提供工业生产用水，而大部分余水则汇入筠连河，用于下游农业灌溉。仅每年2～3月份水量较小，偶尔出现水量不足现象，但均能保证生活饮用。

“玉壶井”暗河的开发利用虽然简单，但其社会效益很大，利用该暗河修建的“玉壶公园”在筠连市民心中是一块圣洁之地，有不可割舍的情怀。

2.2 暗河开发带来的经济效益

筠连县自来水厂始建于1971年，由政府投资修建，首期资金仅4万～5万元，设施简陋。以后陆续投入资金进行改造，先后投资达100万元以上，建成现在年供水能力200万t规模，拥有职工近100人。2000年水厂改制，实行股份制，由国家控股，职工入股。自来水由政府定价，为1.0元/t，目前年供水量约200万t，年产值约200万元，上缴利税约10万元，扣除动力费、设备维护费、材料费及人员工资，年净利润约30万元。

3 结语

“玉壶井”暗河的开发利用虽然简单，但其社会效益很大。在开发过程中，利用暗河出露的有利条件，就地取材利用，减少了暗河改造工程的费用，减少了暗河开发成本。暗河作为地下水资源，具有优良水质、低水温等特点。在开发过程应充分发挥其地下水资源的特点，结合地区经济发展需要多种方式的利用开发，利用其发育地势条件的优势、水量丰富等特点，可修建活水公园等公益事业，发挥其良好的社会效益。

另外，暗河的开发利用，必须首先对地区进行详细的地质勘察，查明暗河发育的补、径、排条件及规模特点，进行合理规划开发方案，避免盲目投资。暗河的开发运营可根据地区经济发展的需要，进行分级、分期的开发，避免资源的浪费。由于全球气候变暖、补给区植被减少和采矿排水等因素影响，筠连“玉壶井”暗河水量有逐渐减少的趋势，枯季尤其明显。因此，当地方政府应合理规划利用岩溶地下水，避免过量开采引用引起地下水位下降，造成暗河枯竭。

参考文献

刘俊贤，葛文彬等.2002.四川岩溶地下水深循环研究［C］见：工中国地质调查局.严重缺水地区地下水勘查论文集

四川省地质调查院.2003.四川（川南、攀西）岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查报告

中国科学院地质研究所岩溶研究组.1979.中国岩溶研究［M］.北京：科学出版社

刘民生.2004.四川盆地及盆周地区深部岩溶地下水的循环模式分析［J］.地质灾害与环境保护，（2）：49～51

四川省地质矿产局成都水文地质工程地质队.1983.四川省地下水资源评价

四川省地质矿产局成都水文地质工程地质队.1983.四川大泉（暗河）分布图及说明书

四川省碳酸盐岩类地区综合开发研究课题组.1988.四川省碳酸盐岩类地区现状调查及开发利用途径研究报告