泉水成因分析及生態(tài)環(huán)境保護(hù)

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五泉山位于甘肅省蘭州市城關(guān)區(qū)南部的皋蘭山北麓，是蘭州市歷史文化遺產(chǎn)中的瑰寶。因在此處有五處泉水出露而得名，五泉即“惠泉、蒙泉、甘露泉、掬月泉和摸子泉”。相傳西漢漢武帝時(shí)期，驃騎將軍霍去病西征匈奴途中在此駐軍時(shí)，士兵口渴難耐，霍去病手執(zhí)馬鞭，連擊地面五次，鞭響泉涌，遂成五泉。然而，以泉得名的五泉山公園，目前卻面臨著泉水?dāng)嗔鲉?wèn)題。相比濟(jì)南趵突泉、敦煌月牙泉等著名泉水景觀，五泉山泉水由于得不到重視和缺乏高品質(zhì)開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致不能開(kāi)展全面有效的泉水保護(hù)工程。蘭州旅游素有“一游五泉、二看黃河”之說(shuō)，可見(jiàn)五泉山對(duì)于蘭州市城市魅力的重要性。在生態(tài)文明建設(shè)的新時(shí)代背景下，五泉山泉水保護(hù)和高品質(zhì)開(kāi)發(fā)應(yīng)該成為城市重點(diǎn)工程進(jìn)行建設(shè)。為保護(hù)泉水生態(tài)環(huán)境，讓泉水永葆清流，打造名副其實(shí)的五泉山泉水名片，提升蘭州市獨(dú)特旅游魅力，同時(shí)讓更多人認(rèn)識(shí)五泉山泉水來(lái)由和積極參與泉水保護(hù)工作，本文從水文地質(zhì)角度系統(tǒng)分析了泉水成因以及目前泉水?dāng)嗔鞯沫h(huán)境問(wèn)題，進(jìn)而為保護(hù)泉水提供可行的對(duì)策建議。

１地理地質(zhì)背景研究

區(qū)位于五泉山公園，屬于甘肅省蘭州市城關(guān)區(qū)，地處黃河上游黃土丘陵梁峁區(qū)，海拔為１５４０～１６５０ｍ，多年平均降雨量為３２４ｍｍ，年均氣溫為１０．３℃。北距黃河干流約３ｋｍ，黃河自西向東徑流，西側(cè)為黃河一級(jí)支流雷壇河［１］，流域面積為２５９ｋｍ２，自南向北匯入黃河，干流長(zhǎng)度為４３ｋｍ，多年平均徑流量為０．１１ｍ３／ｓ，但目前該河流已經(jīng)斷流。研究區(qū)自下而上、由老到新出露的地層巖性主要包括新近系（Ｎ）泥巖、砂巖、砂礫巖和第四系（Ｑ）早更新統(tǒng)五泉礫石層（Ｑ１）、中更新統(tǒng)離石黃土（Ｑ２）、晚更新統(tǒng)馬蘭黃土（Ｑ３）、全新統(tǒng)砂礫石、碎石（Ｑ４）等。新近系泥巖、第四系五泉礫石層、離石黃土在研究區(qū)僅有零星分布，泥巖未見(jiàn)底，五泉礫石層和離石黃土層厚度分別約為９０ｍ、大于２００ｍ，馬蘭黃土在五泉山表部廣泛分布，厚度１０～５０ｍ，全新統(tǒng)砂礫石及碎石主要分布在雷壇河溝谷地帶。構(gòu)造上處于蘭州斷陷盆地—城關(guān)盆地南部邊緣的皋蘭山隆起帶，西側(cè)為雷壇河斷裂，近南北向展布，該斷裂第四紀(jì)以來(lái)活動(dòng)比較活躍?；萑⒏事度?、掬月泉、摸子泉和蒙泉自西向東依次在五泉山坡腳分布（圖１）。在早期水流充沛和無(wú)人為活動(dòng)影響的條件下，泉水會(huì)在五泉山的東、西兩側(cè)，從巖石裂隙中自然流出，形成瀑布，故被當(dāng)?shù)匕傩账追Q為“東龍口”和“西龍口”，而五泉正好夾在東龍口和西龍口之間。根據(jù)筆者２０２１年９月４日實(shí)地調(diào)查和走訪，目前五處泉水均已斷流，泉口所見(jiàn)積水均為雨水或自來(lái)水，但是在蒙泉往上直行７２ｍ處，有一處泉水景觀—懸崖吐液（圖１），仍有幾處泉眼正常涌水，以泉群線狀分布，現(xiàn)場(chǎng)有很多游客在排隊(duì)接水品嘗，水質(zhì)清澈、口感甘甜，這是因?yàn)槿缓J等微量元素，屬于鍶型礦泉水。目前，甘肅省已發(fā)現(xiàn)４１７處天然礦泉水，類型包括鍶型、偏硅酸型、鋰型、碘型、鋅型和硒型六類，其中以鍶型為主［２］。五處泉水及懸崖吐液具體位置、現(xiàn)狀情況詳見(jiàn)圖１。因此而言，蘭州市五泉山名為五泉，實(shí)際還有其它泉眼分布。

２泉水成因與環(huán)境問(wèn)題分析

２．１泉水成因分析

第四紀(jì)以來(lái)，由于蘭州斷陷盆地南部邊緣皋蘭山的不斷隆起，使得雷壇河河道向西北側(cè)變遷至目前所處河道位置，最終在五泉山一帶留下了雷壇河古河道。古河道主要巖性為五泉礫石層，又被稱之為五泉礫巖，主要巖性為河流相的礫石層、砂層等沉積物和山前或山麓地帶間歇型流水沉積形成的洪積礫石層［３］，屬于較好的含水層和導(dǎo)水通道，為泉水出露形成了基本的水文地質(zhì)條件（圖２）。根據(jù)泉水的出露原因可以將其劃分為侵蝕泉、接觸泉、溢流泉、涌流泉和斷層泉［４］。由于五泉山泉水的出露位置位于五泉礫石層（含水層）與底部新近系泥巖（隔水層）接觸部位，同時(shí)水源含水層類型為潛水含水層，因此從出露成因分析，五泉山泉水屬于接觸下降泉。此外，分析６處泉水所處地表高程，蒙泉、惠泉處于同一高程，介于１５８５～１５８８ｍ，甘露泉、掬月泉、摸子泉、懸崖吐液處于同一高程，介于１６１４～１６１７ｍ，表明幾處泉水還可能存在著一定的成因差異。根據(jù)２０１１年甘肅水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院完成的《蘭州市五泉山水資源保護(hù)水文地質(zhì)勘查報(bào)告》，這是因?yàn)槊扇?、惠泉出露在五泉山坡腳的滑坡體上，屬于滑坡成因?qū)е略械匦蜗陆?，而后四者由于滑坡向下滑?dòng)錯(cuò)斷了原有古河道含水層，因此導(dǎo)致泉水在滑坡后緣含水層與底部泥巖隔水層的接觸部位出露（圖３）。五泉山泉水主要在每年７月至９月的雨季在雷壇河上游阿甘鎮(zhèn)至二十里鋪一帶接受河道滲漏以及大氣降水等補(bǔ)給并以潛流形式自東南向北西徑流（圖２），泉水流量與雷壇河徑流量大小緊密相關(guān)，具有季節(jié)性變化的特點(diǎn)。

２．２泉水環(huán)境影響分析

目前，五泉山泉水存在的主要問(wèn)題為泉水流量衰減和斷流。據(jù)２００６年《甘肅日?qǐng)?bào)》記載［５］，位于西龍口的惠泉在若干年前是五泉中泉水流量最大的，被當(dāng)?shù)匕傩沼靡赞r(nóng)田灌溉和生活用水水源，因此被稱為惠泉。此外，位于五泉山西南側(cè)雷壇河中游的水磨溝也有諸多泉水出露，與五泉山公園隔山相望，因此又被當(dāng)?shù)匕傩辗Q為后五泉村。表明在人類活動(dòng)影響較少的若干年前，五泉山一帶生態(tài)環(huán)境良好，地下水流量較大，處處有泉水出露。然而，近幾十年以來(lái)，隨著人類活動(dòng)的加劇改變了地下水含水系統(tǒng)和流動(dòng)系統(tǒng)，泉水流量出現(xiàn)了快速衰減。１９８８年［５］西龍口泉水流量為１０３６ｍ３／ｄ，但是到１９９５年［６］五處泉水已經(jīng)只剩下兩處泉水—蒙泉、惠泉，兩處泉水流量分別為１９０ｍ３／ｄ、４００ｍ３／ｄ，至今五泉山五處泉水已經(jīng)全部斷流，只剩下東龍口處的泉水懸崖吐液仍然在自流。泉水?dāng)嗔鞯闹饕蚴侨祟惢顒?dòng)的嚴(yán)重干預(yù)，在五泉山山體內(nèi)部修建防空洞對(duì)含水層造成破壞和雷壇河水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)造成泉水補(bǔ)給來(lái)源減少等是導(dǎo)致五泉山泉水?dāng)嗔鞯闹饕颍郏罚?。五泉山公園泉水?dāng)嗔鞑粌H直接造成了泉水景觀的消失，使五泉山變得有山無(wú)泉、有名無(wú)實(shí)。位于山東省濟(jì)南市的“天下第一泉”趵突泉曾經(jīng)也出現(xiàn)過(guò)停噴現(xiàn)象，最長(zhǎng)停噴時(shí)間長(zhǎng)達(dá)９２６ｄ，嚴(yán)重?fù)p害了濟(jì)南“泉城”的文化形象，而且阻礙了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展，但是經(jīng)過(guò)濟(jì)南市政府高度重視和及時(shí)地恢復(fù)性治理，使得趵突泉自２００３年實(shí)現(xiàn)噴涌以來(lái)，至今已連續(xù)噴涌１８ａ而不斷流［８］。開(kāi)展五泉山泉水恢復(fù)治理和品質(zhì)提升改造項(xiàng)目，進(jìn)一步挖掘與泉水相關(guān)的文化與自然魅力，如此既會(huì)提升五泉山公園整體環(huán)境，也會(huì)為蘭州市南北兩山生態(tài)文明建設(shè)增姿添彩。

３泉水生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策建議

３．１制定相關(guān)政策保障泉水生態(tài)保護(hù)

為加強(qiáng)泉水保護(hù)，山東省濟(jì)南市、山西省等先后出臺(tái)了《濟(jì)南市名泉保護(hù)條例》、《山西省泉域水資源保護(hù)條例》等制度性文件，為該地區(qū)泉水保護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)的制度保障。在生態(tài)文明建設(shè)的新時(shí)代背景下，五泉山地區(qū)泉水作為在蘭州市主城區(qū)集文化與自然一身的獨(dú)特景觀，有必要出臺(tái)相應(yīng)的泉水保護(hù)管理辦法，大力保障五泉山及其周邊后五泉村等泉水景觀的恢復(fù)性治理，促進(jìn)蘭州市水生態(tài)文明建設(shè)，為蘭州市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和塑造蘭州黃河之濱城市形象增添光彩。

３．２科學(xué)劃定泉域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)

區(qū)泉域是指泉水的匯水范圍，包括補(bǔ)給、徑流和排泄區(qū)。五泉山地區(qū)泉水由于缺乏深入研究，對(duì)其補(bǔ)徑排條件還缺乏全面掌握，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)五泉山及其周邊泉水的專項(xiàng)水文地質(zhì)勘察研究，進(jìn)一步摸清五泉山地區(qū)泉水的間接補(bǔ)給區(qū)、直接補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)和排泄（出露）區(qū)，參考相關(guān)規(guī)范或地方經(jīng)驗(yàn)，合理劃定泉域保護(hù)區(qū)范圍和級(jí)別，設(shè)立保護(hù)區(qū)標(biāo)識(shí)，并制定相應(yīng)的分區(qū)分級(jí)管控措施。

３．３積極開(kāi)展雷壇河流域水生態(tài)環(huán)境修復(fù)

治理雷壇河是黃河蘭州段的一級(jí)支流，主溝長(zhǎng)度４３ｋｍ，流域面積２５９ｋｍ２，也是五泉山泉水重要補(bǔ)給來(lái)源，其徑流量及水質(zhì)的變化直接影響著五泉山泉水動(dòng)態(tài)。目前，雷壇河已經(jīng)干涸斷流，河道沿線環(huán)境還存在著污染風(fēng)險(xiǎn)，但是在６０ａ前水量還比較大［９］，水質(zhì)受人類活動(dòng)影響小。為恢復(fù)五泉山泉水生態(tài)，永葆泉水清流常在，需加強(qiáng)對(duì)雷壇河水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)治理，保護(hù)上游水源涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)環(huán)境，避免水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)，或采取生態(tài)補(bǔ)水等方式，保障河水生態(tài)流量［１０］，同時(shí)防止河道干流不受污水排放和垃圾污染等影響。

３．４加強(qiáng)泉水出露點(diǎn)景觀品質(zhì)提升改造

目前，五泉山５處泉水已經(jīng)采取了較好的品質(zhì)開(kāi)發(fā)，但是對(duì)于五泉以外的其它泉水出露點(diǎn)并沒(méi)有采取較好的泉水景觀提升改造和保護(hù)性開(kāi)發(fā)措施，整體仍然處于無(wú)序開(kāi)發(fā)管理的狀態(tài)。為系統(tǒng)改善五泉山公園泉水生態(tài)環(huán)境，需加強(qiáng)對(duì)五泉山及其周邊泉水出露點(diǎn)的日常維護(hù)和品質(zhì)升級(jí)改造，打造名副其實(shí)的歷史文化與自然景觀完美結(jié)合的景觀。

３．５加快建立科普及生態(tài)環(huán)境保護(hù)

教育基地五泉山公園作為蘭州市主城區(qū)為數(shù)不多的景點(diǎn)，是人們悠閑游玩的好去處。然而，作為以泉水得名的公園，其泉水卻不被人熟知，甚至日漸淡忘。同時(shí)泉水作為水生態(tài)環(huán)境變化的“晴雨表”，具有重要的環(huán)境指示意義。因此，在泉水生態(tài)系統(tǒng)改善和景觀品質(zhì)提升的基礎(chǔ)上，要加大對(duì)五泉山泉水的宣傳，加快建立科普或生態(tài)環(huán)境保護(hù)教育基地，開(kāi)展泉水常態(tài)化監(jiān)測(cè)管理，引領(lǐng)更多人關(guān)心泉水生態(tài)，讓人們認(rèn)識(shí)到保護(hù)泉水的重要價(jià)值及其意義。

４結(jié)語(yǔ)

（１）五泉山泉水位于蘭州市城關(guān)區(qū)南部皋蘭山北麓的五泉山公園，相傳與西漢驃騎將軍霍去病有關(guān)，具有悠久的歷史文化。第四紀(jì)以來(lái)的構(gòu)造抬升導(dǎo)致的皋蘭山底部隆起使得雷壇河古河道向西變遷，并在五泉山留下了古河道，為泉水出露提供了充分的含水條件和導(dǎo)水條件。泉水所處含水層巖性主要為五泉礫石層，上覆黃土，底部隔水層為新近系泥巖，主要接受五泉山南側(cè)雷壇河河道滲漏和大氣降水等補(bǔ)給。水文地質(zhì)條件分析認(rèn)為甘露泉、掬月泉、摸子泉屬于接觸下降泉，蒙泉、惠泉屬于滑坡泉。

（２）五泉山５處泉水已經(jīng)全部斷流，現(xiàn)僅有１處泉水出露點(diǎn)—懸崖吐液仍有泉水自流，主要?dú)w因于在五泉山修建防空洞破壞含水層及雷壇河流域水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)造成泉水補(bǔ)給量減少等人類活動(dòng)影響。本文針對(duì)泉水?dāng)嗔鲉?wèn)題，提出了制定相關(guān)政策、開(kāi)展雷壇河流域水生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理等五方面對(duì)策建議。

參考文獻(xiàn)

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作者:馬寶強(qiáng) 王瀟 湯超 李莉 單位:甘肅省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計(jì)研究院