第１期（总第１５９期）２００６年２月
Ｎｏ．１（ＴｏｔａｌＮ０．１５９）
Ｆｅｂ．２００６
李强
（山西省运城市水资源管理委员会办公室，运城０４４０００）
山西水利科技
ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲＯＴＥＣＨＮＩＣＳ
１００６－８１３９（２００６）０１－５２－０２
摘要：山西地下热水的分布，在全国、特别是相对于内陆各省（区）来说，是数量较多的省
份之一。文中以热水的分布规律、类型特征为基础，结合浅部和深部地质构造特征，对其成
因条件作初步分析。
关键词：山西；地下热水；分析
裂隙水中图分类号：Ｐ６４１文献标识码：Ｂ
１地下热水的出露及分布规律
１．１地下热水的出露状况
据目前已掌握的资料统计，山西省境内共发现地下热水２１８处，４４７个出露点。山西地下热水分布相当广泛，北自阳高盆地，南至运城盆地，西起吕梁，东到太行山区均有分布，涉及到１０个市地，４４个县市，但分布并不均匀，总的来看南部较密集，北部较稀疏；盆地、丘陵边缘较多，山区较少。山西地下热水绝大部分为小于４０℃的温水（１９８处），而温热水（４０℃￣６０℃）１６处，大于６０℃的热水仅４处。 １．２地下热水的分布规律
从分布特征而言，山西地下热水点的分布具有“四多”
“四少”的特点，即南部点多、北部点少；盆地平原多、山区少；温水和温热水露头多，热水露头少；人工揭露点多，天然露头少。
山西热水点主要分布于中部断陷盆地区，北自天阳盆地、大同盆地、忻定盆地、大原盆地、临汾盆地、侯马盆地直至最南端的运城盆地．相对于两侧山区属热水分布相对集中地带．共有热水２０６处，占全省的９０％以上；西部吕梁山区，资料记载温泉达２２处．但实际调查仅发现天然露头２处，人工揭露点６处。
从地质构造特征来看，全省共有桑干河新裂陷、滹沱河裂陷、晋中新裂陷、临汾运城裂陷、长治新裂陷、芮城新裂陷等六个构造单元。目前除长治新裂陷区未发现热水点外，其它五个区内均有热水分布。尤以临汾、运城新裂陷内密度最大，具有明显的规律性，表现为：
１）地下热水点主要分布于陷隆和浅凹陷中，深凹陷中少见。
２）沿陷隆和凹陷带之间交界的深大断裂带，地下热水点呈线状分布，高温中心在断裂带上。这在贯穿中部地区的自北而南的各个断陷盆地中均可见到分布较为密集的地下热水点。
３）地下热水点沿山前活动断裂带呈线状分布。如太原市的平泉、王家坟、东马峪、运城市的界滩、夏县南山底等地的热水点即为此例。
以上所述为新裂陷区内地下热水分布与浅部地质构造之间的生成关系，而在盆地东、西两侧的山区，目前所见地下热水点很少，且大多受断裂构造控制，为沿断裂深循环形成的地下热水。此外，本省热水点展布与晚近期地震活动在空间上的一致性，也受到普遍的重视，地震与热水在地理上分布的一致性，主要是由于二者与新构造活动具有密切联系。因为新断裂活动既是发生地震的主要原因，也为热水的循环提供了良好通道。
从地下热水储集层岩性特征来看，寒武奥陶系岩溶含水层是主要的热矿水储集层，这主要是由于寒武～奥陶系碳酸盐地层裂隙发育，具有良好的透水性，是良好含水层。特别是在断陷盆地中，其上覆石炭、二叠系、第三、第四系具有良好的阻水隔热性能、构成了良好的盖层，使热量不易散失，不易与冷水混合所致。山西大部分地下热水点出露于第四系松散层中，特别是在中部断陷盆地内，大部分裂隙岩溶含水层伏于松散层之下，当其上覆盖具有较好隔热的钻孔揭露到一定深度时，细粒黏性土层即可获得具有一定温度的热水。
２地下热水形成的水文地质背景
山西地下热水主要来自大气降水，其形成与区域水文地质条件密切相关。自然地理和地质条件控制着各盆地水资源的分布状况，山西的地形特征是东西两侧为高耸山，中部挟持着一系列低洼盆地，这又构成了地表水和地下水向盆地汇集的有利条件。根据地下热水的热量传递方式分为深循环对流型地下 热水系统和深埋传导型地下热水系统；根据地质构造、地形和地貌单元，将山西划分为九个地下水系统：桑干河新裂陷地下水系统、滹沱河新裂陷地下水系统、晋中新裂陷地下水系统、临汾新裂陷地下水系统、运城新裂陷地下水系统、长治新裂陷地下水系统，此外，还有沁水块坳地下水系统、盂县娘子关坳缘翘起带地下水系统以及吕梁块隆地下水系统。 各地下水系统的含水建造，从垂向上大致可以分为两层结构，其上为水交替强烈带（简称上带），其下为水交替迟缓带（简称下带）。上带主要指在盆地松散层覆盖区的孔隙含水层以及基岩山区风化裂隙水、浅层裂隙岩溶潜水。下带是指盆地内深埋藏的孔隙水或基底岩溶、裂隙水以及山区深埋藏的岩溶、裂隙水。各地下水系统构成相对独立的系统，系统与
第１期（总第１５９期）２００６年２月Ｎｏ．１（ＴｏｔａｌＮ０．１５９）
Ｆｅｂ．２００６
系统之间很少或仅有较弱的水力联系。系统的边界条件主要有两种类型：一种是由于隔水岩层或构造线阻水，使两个系统之间不发生水力联系，形成隔水边界；另一种是由与地表分水岭基本一致的地下分水岭构成的边界。在天然条件下，各地下水系统以点状（泉）、线状（向河流泄流）或面状（蒸发）为排泄形式。地下水系统的划分虽以地质构造单元为基础，但没有完全按地质构造单元截然分开。如临汾—运城新裂陷属于同一构造单元，但从地下水补给、径流、排泄条件分析，临汾与运城具
有不同的特点，故将其划分为两个地下水系统。而芮城新裂陷与运城新裂陷不是同一构造单元，但从水文地质条件来说，具有相似特征，故划分为同一地下水系统。又如桑干河新裂陷地下水系统，包括燕山断块、内蒙断块以及太行吕梁断块三个燕山期二级单元，并与喜马拉雅期新裂陷构成同一地下水系统，主要从水文地质条件分析，具有同一补给来源，最终排泄带为桑干河，故划分为同一个地下水系统。
３地下热水成因分析
从山西目前发现的地下热水点来看，根据揭露的热水温度与井深关系推算，除个别点是属于正常增温外，大部分都反映出一定的热异常显示（即地热增温率在４℃／１００ｍ以上）。地下热异常的形成，首先必然受地下热源性质及其在地壳中的分布埋藏条件所制约，也受到浅部地质构造的影响。３．１深部构造对地壳热状态的影响
山西地区莫霍面以上的地壳可分为上、中、下三层。上地壳包括沉积盖层，深浅变质岩系和花岗岩侵入体。中地壳主要由花岗岩质层组成，该层在华北地区普遍为低速层，在山西断陷盆地内具有高导层存在，厚度在４ｋｍ～５ｋｍ，埋深在１４ｋｍ左右，在两侧山区，厚度变薄乃至消失，根据物理特征推断，此层是低速高导层，具有高温（达６００℃），可能在此位置形成熔融的相对软弱层。这是盆地内形成的地热异常的热源区。３．２浅部地质结构特征对上地壳热状态的影响
山西中部的一系列断陷盆地内的壳内低速高导层规模较大，埋深也较两侧山区浅，温度高，从而造成盆地地区大地热流值明显高于两侧山区，也高于全球平均大地热流值，具备了形成地下热水的有利条件。然而，在各个盆地内的浅部热状态并不是均一的，而是存在着明显的差异，这种差异性明显地表现出地下热水点分布与盆地内部地质结构的密切相关性。其主要因素是：
１）岩石导热性差异。不同类型岩石的热导率差异很大，松散沉积物的热导率一般小于０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）；而坚硬岩石如石灰岩、白云岩、砂岩及岩浆岩等热导率介于１．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）￣５．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）之间；泥质岩、页岩、凝灰岩类的热导率为０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）～２．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）。热流在岩石中的传导速度、热流量的大小均与岩石热导率有关。在盆地地区，上部为厚度很大的新生代松散沉积层，相对于基底沉积岩和结晶岩来说其热导率低，构成相对隔热盖层。由于隔热层的存在，使自地下深部来的热量不易外逸而聚集在盖层底部的高热导率基岩中，故盆地的地温比山区为高。在山区，由于缺少松散沉积盖层，
高热导率的基岩裸露于地表，深部来的热量极易散失，所以山区一般为低地温区。
２）构造特征对地温分布的影响。基底构造对覆盖层的地质有着明显的控制作用，地温的分布往往与构造形态的展布方向相一致。在断陷盆地内，存在着由一系列断裂构成的凸起和凹陷，它们的组合特征影响深部热量的传导、聚积和散失，从而导致热量的不均匀分配。
３）地下水活动对地温分布的影响。在盆地边缘地带，尤其在石灰岩分布区，如太原盆地、临汾盆地的吕梁山东麓，由于降水渗入补给和寒武—奥陶系岩溶裂隙水对地下径流的影响，使山前地带的地温较一般地区低，形成低地温带。当深循环热水经断裂快速上涌时，由于具有较大的循环对流强度，水温大大高于正常地温，于是便在热水上升通道的周围和地表排泄口附近出现明显的地温增高现象，形成地热异常。
由于上述诸因素的影响，导致深部热量在近地表浅部的重新分配，从而产生地温分布的不均匀性。
４地下热水循环系统
地下深部的热量可以通过热传导和热对流等方式向地壳浅部传递。根据地质及热量传递方式，山西地下热水分为两大类，即对流型地下热水循环系统和传导型深埋热水系统（含水层）。后者为埋藏于盆地深部，由区域热传导加热形成的热水含水层，水的温度取决于区域热流值的大小和含水层埋藏的深度，热水在含水层中滞留的时间较长（可能为古封存水），具有较高矿化度。
地下热水循环系统系指大气降水补给，在区域热流的热机制下地下水经深循环加热形成的大气水环流系统。该地热系统一般由隔热盖层、热水储（层）、热源和水循环通道等构成。其中首要条件是存在有能使地下水发生深循环的通道，即地下热水的补给、径流和排泄主要沿断裂破碎带（或接触带、透水岩层）进行，水循环深度大，途径长，热水天然排泄点（温泉或浅部热水层）多出现在断裂破碎带
或其交会处附近地形较低的地方。目前，山西省所发现的地下热水均属于这种地下热水循环系统。
５结语
山西地下热水的分布，在全国、特别是相对于内陆各省（区）来说，是数量较多的省份之一，热水点主要分布于中部断陷盆地区，山西地下热水主要来自大气降水，其形成与区域水文地质条件密切相关，从目前发现的地下热水点来看，热源区为莫霍面以上中地壳花岗岩层，同时受到浅部地质构造的影响，导致深部热量在近地表浅部的重新分配，从而产生地温分布的不均匀性。山西地下热水系统可分为两大类，即对流型地下热水循环系统和传导型深埋热水系统。作者简介：李强，男，１９６９年生，１９９０年中国地质大学毕业，工程师。
［收稿日期：２００５－０８－０１］
（下转第５７页）
李强：山西地下热水的分布及特征分析
第１期（总第１５９期）
２００６年２月
Ｎｏ．１（ＴｏｔａｌＮ０．１５９）
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ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｓｏｆＨｏｔＧｒｏｕｎｄＷａｔｅｒｉｎＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ
ＬＩＱｉａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｈｏｔｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅｉｓｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｌａｎｄｌｏｃｋｅｄｐｒｏｖｉｎｃｅｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇｉｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗａｎｄｔｙｐｅｃｈａｒａｃｔｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｉｎｉｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｉｔｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｕｓｅｓｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｈａｌｌｏｗａｎｄｄｅｅｐ－ｓｅａｔｅｄｇｅｏｌｏｇｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅｈｏｔｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ
水质监测断面为旧街、阳泉、白羊墅３处。根据２００４年水质监测报告分析，符合Ⅲ类水的河长为２２ｋｍ，占总评价河长的３３．８％，其余６６．２％的河长为超Ⅴ类水，说明桃河已被严重污染。旧街以上河段为Ⅲ类水，水质尚可；旧街以下河段污染严重，几乎全为超Ⅴ类水，主要污染项目为：氨氮、化学需氧量、硫酸盐、溶解氧和汞等。从各时段水质相比，汛期水质明显好于非汛期，旧街断面汛期为Ⅱ类水，非汛期为Ⅳ水；阳泉、白羊墅断面虽然各时段均为超Ⅴ类水，但汛期各污染指标监测值明显低于非汛期。
３．２平定
平定境内的主要河流有绵河、阳胜河、南川河，评价总河
长１１２ｋｍ，劣于Ⅲ类水污染河长占１００％，其中超Ⅴ类水严重污染河长占１９．６％，严重污染河段主要分布在南川河，主要污染项目为氨氮、化学耗氧量、硫酸盐和ＰＨ。此外，其它河流也都有不同程度污染，如阳胜河大石门水库监测断面由于硫酸盐略超标０．４４倍而划为Ⅳ类水，再如绵河娘子关断面由于硫酸盐和氨氮略超标而划为Ⅳ类水。
３．３盂县
盂县境内的主要河流有滹沱河、龙华河、乌河和温河，评
价总河长１５１ｋｍ。温河污染严重，温池以下全部为超Ⅴ类水，主要污染项目为：氨氮、高锰酸盐指数和硫酸盐等。
温河，评价河长４８ｋｍ，监测断面１处，盂县县城以下河段全为超Ⅴ类水，主要污染项目为：氨氮、高锰酸盐指数和硫酸盐等，其中氨氮超标１３．５倍，是影响河流水质的主要因素。从各时段水质相比，汛期水质明显好于非汛期，虽然各时段均为超Ⅴ类水，但温池断面汛期氨氮最大监测值为２．８７ｍｇ／Ｌ、均值为２．８０ｍｇ／Ｌ，非汛期氨氮最大监测值为２９．８ｍｇ／Ｌ、均值为１８．４ｍｇ／Ｌ，非汛期氨氮值远大于汛期。
滹沱河，阳泉境内评价河长３４ｋｍ，监测断面１处，水质
尚可，梁家寨断面化学需氧量一项略超标０．０３倍而划为Ⅳ类水。
龙华河、乌河，评价河长分别为３３ｋｍ、３６ｋｍ，各有１处水质监测断面，龙华河会里断面总汞超标划为Ⅳ类水；乌河水质良好，枣园断面为Ⅱ类水。
经以上分析，说明阳泉市多数河流河段受到污染，部分河段污染严重。通过对主要水质指标进行评价，按其污染物排序为氨氮、化学耗氧量及溶解氧，说明以氨氮为首的有机物是影响阳泉市河流水质
的主要污染物，同时，总汞在市内河流中检出率比较大。
４应采取的措施
经调查，工业及生活废水的排放是造成河流污染、水资
源功能下降的根源之一，而水资源质量的恶化和功能的下降又导致生态环境遭到破坏，工农业生产受到严重影响，人民健康无法保障。因此有必要采取一定的措施。
１）水行政主管部门作为河道的主管机关，查清入河排污
口的位置、数量、废污水量和主要入河污染物，并掌握其排放规律及对河流水质的影响，才能更好地对水资源进行管理，合理开发、利用、保护水资源。
２）要提高各级政府和职能部门对河流水污染的重视程
度，要统一制订污染治理计划，不断加大执法、
监督和统筹规划力度，防止出现工业和生活污水错接乱排和一边治理、一边破坏的现象的发生。
３）加大资金投入，继续推进清洁生产，提高垃圾无害化
处理率。
作者简介：谷辰，男，１９７６年生，毕业于海河大学水文水资源专业，助理工程师。
［收稿日期：２００５－０９－０５］
谷辰：阳泉市主要河流水质污染现状分析
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＰｏｌｌｕｔｉｏｎＳｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＭａｉｎＲｉｖｅｒｓｉｎＹａｎｇｑｕａｎＣｉｔｙ
ＧＵＣｈｅｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｒｉｖｅｒｓｉｎＹａｎｇｑｕａｎＣｉｔｙ，ａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｒｉｖｅｒｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｈａｔｍｕｓｔｂｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｉｖｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｖｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓＹａｎｇｑｕａｎＣｉｔｙ
（上接第５３页）
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