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我們知道,運(yùn)城鹽池從孕育到新生,源動(dòng)力在于不斷的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng),而橫亙南端的中條山,與其有著千絲萬縷的緊密關(guān)聯(lián)。
從本期開始,運(yùn)城市鹽保中心在山西省地勘局二一四地質(zhì)隊(duì)專家的引領(lǐng)下,將走進(jìn)中條山、認(rèn)識中條山、解讀中條山,期望從地質(zhì)構(gòu)造的角度了解更多關(guān)于“千古中條一池雪”的故事。
首篇探訪的是穿山而過的中條山隧道中,巖石與水的關(guān)系乃至與鹽池的關(guān)系。
遠(yuǎn)在新生代初期,由于喜馬拉雅山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用,在現(xiàn)今中條山區(qū)發(fā)生大面積的地層沉陷運(yùn)動(dòng),這次地殼變化構(gòu)成了鹽池原始湖泊的雛形,并沉積了很厚的淤積層。
到了新生代第四紀(jì)初,又受到新的地殼變化作用,中條山發(fā)生垂直升降運(yùn)動(dòng),使中條山北麓造成斷裂,形成狹長的陷落地帶。鹽池原始湖泊就位于這一凹陷地帶的最低處,每遇山洪暴發(fā)則形成天然湖泊,湖水里含有大量鉀鹽、石灰鹽、鎂鹽、硫酸鹽以及食鹽。這些鹽類與早期的淤積層相結(jié)合,經(jīng)過長期蒸發(fā),結(jié)成很厚的鹽層。
后來,又在不斷的地殼變化中,鹽層和池水融合,便形成真正的天然鹽湖。
2019年1月30日,世界上一次建成里程最長的重載鐵路和國內(nèi)規(guī)模最大的運(yùn)煤專線蒙華鐵路(現(xiàn)更名為浩吉鐵路)頭號重點(diǎn)控制性工程——中條山隧道順利貫通。
浩吉鐵路是我國“北煤南運(yùn)”的戰(zhàn)略運(yùn)輸通道,浩吉鐵路北起內(nèi)蒙古鄂爾多斯市境內(nèi)浩勒報(bào)吉南站,終到江西省吉安市境內(nèi)吉安站,線路全長1813.544千米,其間的中條山隧道全長18.4公里,為雙洞單線隧道。整個(gè)隧道要穿越8條斷層,地層含水量較大,地質(zhì)條件復(fù)雜,是浩吉鐵路全線地質(zhì)條件最復(fù)雜的隧道。
根據(jù)設(shè)計(jì),中條山隧道穿越了第三系地質(zhì),其中V、Ⅵ級圍巖約占全隧道的33%,隧道最大承壓水量每天約7萬立方米,壓力高達(dá)17兆帕。
為確保萬無一失,施工時(shí)專門設(shè)置了一個(gè)排水平行導(dǎo)坑,以應(yīng)對每天高達(dá)數(shù)萬方的涌水。
那么,中條山為何會(huì)源源不斷地排出這么多淡水呢?地質(zhì)專家就此進(jìn)行了解讀。
地層有儲(chǔ)水性好的,也有不好的,好與不好與巖石種類有關(guān)。
涑水雜巖
中條山靠近鹽池這邊的巖石,二一四地質(zhì)隊(duì)之前將其間的主要巖石命名為涑水雜巖。這種巖石由好多層火成巖侵入體組成,成分較雜,有花崗片麻巖、安山巖等多種巖石,不太好區(qū)分,所以就統(tǒng)稱其為雜巖。其儲(chǔ)水性、透水性都較差,在中條山隧道里占據(jù)一大半。
之所以有這么多的儲(chǔ)水,是和一種叫灰?guī)r的巖石有關(guān),而成片的灰?guī)r集中分布在中條山南端靠近平陸那端。
那么,巖石和水的關(guān)系是什么呢?
地下水的存儲(chǔ)需要有空間,按照存儲(chǔ)空間的不同可分為三大類。
第一類是孔隙水,它是沙和沙粒之間縫隙里所存儲(chǔ)的地下水;
第二類是裂隙水,它是巖石裂開縫隙之后所存儲(chǔ)的地下水;
第三類是巖溶水,它是可溶巖在地下水作用下溶解之后,所留下的空間內(nèi)存儲(chǔ)的地下水。
灰?guī)r
灰?guī)r就是一種可溶巖,我們在有些景點(diǎn)看到的溶洞、暗河就是可溶巖溶解后留下的,里面存儲(chǔ)的就是巖溶水。
從中條山隧道里出來的水也是巖溶水,屬于灰?guī)r里面的。雜巖里面雖然也有裂隙水,但水量非常少。
專家說,中條山南段的灰?guī)r區(qū)域,都是浩吉鐵路巖溶水的補(bǔ)給區(qū),如果你進(jìn)入隧道,還能看到個(gè)別出水點(diǎn)。平陸縣張村鄉(xiāng)劉衛(wèi)莊是隧道南側(cè)出口所處村落,過去在那里進(jìn)行勘查時(shí),打出鉆孔后,水就直接往出冒。
中條山隧道里源源不斷流出來的巖溶水給周邊地下水位帶來直接影響,我們從與浩吉鐵路直線距離3公里之外的平陸洪池三凹村就能管窺其變。
三凹村包括蘆凹、后凹和前凹3個(gè)自然村,現(xiàn)已并入東鄭村。
蘆凹村直到中條山上的二十嶺,其間的灰?guī)r都是浩吉鐵路巖溶水的補(bǔ)給區(qū)。
三凹村之前的地下水位較高,基本上就在地表,那里有眼三凹泉,屬于涌出成泉的巖溶水,過去為此還修建有一個(gè)名為“幸福”的水庫,用來解決當(dāng)?shù)厝罕姷娘嬎喔葐栴}。
浩吉鐵路修建后,當(dāng)?shù)貛r溶水的水位大幅下降,基本上下降到與浩吉鐵路同樣的高程,這個(gè)高程比三凹泉要低300米左右,所以三凹泉后來就干涸了。
為了解決村民的吃水問題,2018年,扶貧隊(duì)給該村打了一眼井,井深240米。
我們在蘆凹村看到,遠(yuǎn)處山梁上有長條狀黑管,深井就在一旁,還有機(jī)井房。當(dāng)年的水庫就是依托三凹泉而建的,遠(yuǎn)處的堤壩如今仍依稀可見。據(jù)說當(dāng)時(shí)的泉水量挺大。三凹泉干涸之后,當(dāng)?shù)卮迕襁€曾向下深挖二三十米,但依然沒有見水,只好放棄。
事實(shí)上,新打的深井管道預(yù)留了澆地的接口,直徑4寸,但近年來的利用率并不高,主要因?yàn)檫@里的大部分村民在井打成之后都陸續(xù)移民了。
專家認(rèn)為,這里處在補(bǔ)給區(qū)上游,水量沒問題,水質(zhì)也好,完全可以用于灌溉(蘆凹村有300畝地已被承包),上游用得多了,下游排的就少了。
能夠看出來,地下巖溶水的水位,與浩吉鐵路有直接關(guān)系。
浩吉鐵路修建之后,中條山南端的巖溶水水位下降。至于降了多少,從三凹村的井深就能夠得以了解,原來的水在地表,現(xiàn)在的水在240米深的地下,所以那里的水位至少下降了240米。
浩吉鐵路海拔比這里要低300米,這里的水位雖然比原來低240米,但依然比浩吉鐵路高60米,所以這里的地下水還會(huì)向浩吉鐵路方向流去、排走。
至于中條山北端靠近鹽池的區(qū)域,地下水本身比較貧乏,出水量不多,所以地下水位受浩吉鐵路影響并不太大。而它對于鹽池的影響則是——淡水的持續(xù)排入,造成水質(zhì)的淡化。
專家說,總體來看,浩吉鐵路的影響范圍是,以解州到蘆葦莊方向的鐵路為起點(diǎn),沿東西兩側(cè)向外各擴(kuò)10公里,10公里之外過了灰?guī)r區(qū)就不影響了,杜馬塬上有個(gè)上村,那邊的泉水就基本不受影響。
專家拿出一張地圖,介紹了具體方位,談到云夢山石英砂巖是二一四地質(zhì)隊(duì)按照地層定的名,是對于一種特定地層的叫法。
我們了解到,中條山隧道里曾出現(xiàn)地基下沉的現(xiàn)象,原因是隨著地下水位的下降,泥巖里的含水量降低,從而產(chǎn)生收縮,收縮之后就跟原來的路面之間產(chǎn)生空洞,而解決的有效辦法是注入水泥漿。
一般來講,隧道的設(shè)計(jì)都是人字坡,而中條山隧道的設(shè)計(jì)是單坡,而且越往南越高,最高處海拔是480米,靠近鹽池的區(qū)域海拔下降為370多米。
我們在此前關(guān)于解州鎮(zhèn)的調(diào)研中了解到,中條山隧道打通后,每天要向鹽池排兩三萬立方米的山泉水。排出來的水,在鎮(zhèn)政府門口流進(jìn)了鹽池。鎮(zhèn)上現(xiàn)在偶爾把水通過過去的五龍峪河道引到傾力打造的“小三亞”——五龍峪河公園,未來想把這股水變成活水,構(gòu)建五龍峪河公園的整體水系。
2021年,運(yùn)城銀龍水務(wù)有限公司在中條山隧道口附近新建了解州水廠,其設(shè)計(jì)制水能力是1.5萬立方米,實(shí)際制水能力可達(dá)1.8至2萬立方米。
時(shí)至今日,當(dāng)我們再次來到鎮(zhèn)政府附近的一處綠地時(shí),依然看到汩汩流淌的山泉水在緩緩向東,去處是鹽池。
在地質(zhì)專家看來,這持續(xù)流淌的山泉水進(jìn)入鹽池并不妥當(dāng)。因?yàn)?,從保護(hù)鹽池的角度講,防止外水進(jìn)入是歷代所遵循的一道鐵律。比如,從夏縣廟前開始一路逶迤向前的姚暹渠,目的就是將水引導(dǎo)到鹽池之外。
運(yùn)城每年的蒸發(fā)量是2000多毫米,是降雨量的4倍左右。每天進(jìn)入鹽池的淡水肯定不能蒸發(fā)完,它勢必會(huì)對鹽池的鹵水濃度進(jìn)行稀釋。現(xiàn)在的水進(jìn)入鹽池,造成的影響是讓鹵水淡化,礦化度(溶解性固體總量)降低,那就不是真正的鹽湖,而是成了淡水湖,會(huì)影響其生物多樣性。
專家說,從中條山隧道過來的水,剛開始最多的時(shí)候每天有5萬立方米。當(dāng)時(shí)隧道不通,這5萬立方米水全部從南段抽排進(jìn)了黃河;隧道通了之后,因?yàn)槟细弑钡?,所以就全部流了過來。
那么,這些隧道水進(jìn)入鹽池周邊的濕地會(huì)怎樣?專家認(rèn)為同樣會(huì)影響鹽池的鹵水濃度。
調(diào)研中大家一致認(rèn)為,這么好的水資源,如此白白地流掉,有點(diǎn)可惜。因?yàn)樗乃|(zhì)比引黃水和泗交水都要好一些,屬于礦化度比較低的淡水。
這里的水究竟該流向哪里呢?
專家說,如果能夠全部作為飲用水(銀龍水務(wù)已經(jīng)用了一部分),那是最好的;如果用不了,可以直接排入硝池灘,然后通過姚暹渠進(jìn)入伍姓湖,最終排入黃河——這樣的水是沒有污染的天然水,完全可以達(dá)到進(jìn)入黃河的標(biāo)準(zhǔn)。
在專家看來,這些水盡量不要排進(jìn)鹽池,不要讓它往東走,而是應(yīng)該往西走,最終排進(jìn)黃河是對的。
無獨(dú)有偶。按照中國隧道院最初的設(shè)計(jì),排出來的水就是要進(jìn)入硝池灘,然后順著姚暹渠排入黃河,這和專家現(xiàn)在的建議是一致的。
水系調(diào)研的初衷源于那年秋天的持續(xù)強(qiáng)降雨。不管是雨水,還是隧道水,我們認(rèn)為,外水的進(jìn)入應(yīng)該成為保護(hù)鹽池的一個(gè)新時(shí)代課題,需要集思廣益,探尋其因由和路徑,守護(hù)鹽池之特質(zhì)。