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行业新闻

水系调研第544天——走进中条山之浩吉铁路中条山隧道

发布时间:2023-04-20 09:42:48            文章来源:

我们知道,运城盐池从孕育到新生,源动力在于不断的地质构造运动,而横亘南端的中条山,与其有着千丝万缕的紧密关联。

从本期开始,运城市盐保中心在山西省地勘局二一四地质队专家的引领下,将走进中条山、认识中条山、解读中条山,期望从地质构造的角度了解更多关于“千古中条一池雪”的故事。

首篇探访的是穿山而过的中条山隧道中,岩石与水的关系乃至与盐池的关系。

远在新生代初期,由于喜马拉雅山构造运动的作用,在现今中条山区发生大面积的地层沉陷运动,这次地壳变化构成了盐池原始湖泊的雏形,并沉积了很厚的淤积层。

到了新生代第四纪初,又受到新的地壳变化作用,中条山发生垂直升降运动,使中条山北麓造成断裂,形成狭长的陷落地带。盐池原始湖泊就位于这一凹陷地带的最低处,每遇山洪暴发则形成天然湖泊,湖水里含有大量钾盐、石灰盐、镁盐、硫酸盐以及食盐。这些盐类与早期的淤积层相结合,经过长期蒸发,结成很厚的盐层。

后来,又在不断的地壳变化中,盐层和池水融合,便形成真正的天然盐湖。

2019年1月30日,世界上一次建成里程最长的重载铁路和国内规模最大的运煤专线蒙华铁路(现更名为浩吉铁路)头号重点控制性工程——中条山隧道顺利贯通。

浩吉铁路是我国“北煤南运”的战略运输通道,浩吉铁路北起内蒙古鄂尔多斯市境内浩勒报吉南站,终到江西省吉安市境内吉安站,线路全长1813.544千米,其间的中条山隧道全长18.4公里,为双洞单线隧道。整个隧道要穿越8条断层,地层含水量较大,地质条件复杂,是浩吉铁路全线地质条件最复杂的隧道。

根据设计,中条山隧道穿越了第三系地质,其中V、Ⅵ级围岩约占全隧道的33%,隧道最大承压水量每天约7万立方米,压力高达17兆帕。

为确保万无一失,施工时专门设置了一个排水平行导坑,以应对每天高达数万方的涌水。

那么,中条山为何会源源不断地排出这么多淡水呢?地质专家就此进行了解读。

地层有储水性好的,也有不好的,好与不好与岩石种类有关。

涑水杂岩

中条山靠近盐池这边的岩石,二一四地质队之前将其间的主要岩石命名为涑水杂岩。这种岩石由好多层火成岩侵入体组成,成分较杂,有花岗片麻岩、安山岩等多种岩石,不太好区分,所以就统称其为杂岩。其储水性、透水性都较差,在中条山隧道里占据一大半。

之所以有这么多的储水,是和一种叫灰岩的岩石有关,而成片的灰岩集中分布在中条山南端靠近平陆那端。

那么,岩石和水的关系是什么呢?

地下水的存储需要有空间,按照存储空间的不同可分为三大类。

第一类是孔隙水,它是沙和沙粒之间缝隙里所存储的地下水;

第二类是裂隙水,它是岩石裂开缝隙之后所存储的地下水;

第三类是岩溶水,它是可溶岩在地下水作用下溶解之后,所留下的空间内存储的地下水。

灰岩

灰岩就是一种可溶岩,我们在有些景点看到的溶洞、暗河就是可溶岩溶解后留下的,里面存储的就是岩溶水。

从中条山隧道里出来的水也是岩溶水,属于灰岩里面的。杂岩里面虽然也有裂隙水,但水量非常少。

专家说,中条山南段的灰岩区域,都是浩吉铁路岩溶水的补给区,如果你进入隧道,还能看到个别出水点。平陆县张村乡刘卫庄是隧道南侧出口所处村落,过去在那里进行勘查时,打出钻孔后,水就直接往出冒。

中条山隧道里源源不断流出来的岩溶水给周边地下水位带来直接影响,我们从与浩吉铁路直线距离3公里之外的平陆洪池三凹村就能管窥其变。

三凹村包括芦凹、后凹和前凹3个自然村,现已并入东郑村。

芦凹村直到中条山上的二十岭,其间的灰岩都是浩吉铁路岩溶水的补给区。

三凹村之前的地下水位较高,基本上就在地表,那里有眼三凹泉,属于涌出成泉的岩溶水,过去为此还修建有一个名为“幸福”的水库,用来解决当地群众的饮水灌溉问题。

浩吉铁路修建后,当地岩溶水的水位大幅下降,基本上下降到与浩吉铁路同样的高程,这个高程比三凹泉要低300米左右,所以三凹泉后来就干涸了。

为了解决村民的吃水问题,2018年,扶贫队给该村打了一眼井,井深240米。


 

我们在芦凹村看到,远处山梁上有长条状黑管,深井就在一旁,还有机井房。当年的水库就是依托三凹泉而建的,远处的堤坝如今仍依稀可见。据说当时的泉水量挺大。三凹泉干涸之后,当地村民还曾向下深挖二三十米,但依然没有见水,只好放弃。

事实上,新打的深井管道预留了浇地的接口,直径4寸,但近年来的利用率并不高,主要因为这里的大部分村民在井打成之后都陆续移民了。

专家认为,这里处在补给区上游,水量没问题,水质也好,完全可以用于灌溉(芦凹村有300亩地已被承包),上游用得多了,下游排的就少了。

能够看出来,地下岩溶水的水位,与浩吉铁路有直接关系。

浩吉铁路修建之后,中条山南端的岩溶水水位下降。至于降了多少,从三凹村的井深就能够得以了解,原来的水在地表,现在的水在240米深的地下,所以那里的水位至少下降了240米。

浩吉铁路海拔比这里要低300米,这里的水位虽然比原来低240米,但依然比浩吉铁路高60米,所以这里的地下水还会向浩吉铁路方向流去、排走。

至于中条山北端靠近盐池的区域,地下水本身比较贫乏,出水量不多,所以地下水位受浩吉铁路影响并不太大。而它对于盐池的影响则是——淡水的持续排入,造成水质的淡化。

专家说,总体来看,浩吉铁路的影响范围是,以解州到芦苇庄方向的铁路为起点,沿东西两侧向外各扩10公里,10公里之外过了灰岩区就不影响了,杜马塬上有个上村,那边的泉水就基本不受影响。

专家拿出一张地图,介绍了具体方位,谈到云梦山石英砂岩是二一四地质队按照地层定的名,是对于一种特定地层的叫法。

我们了解到,中条山隧道里曾出现地基下沉的现象,原因是随着地下水位的下降,泥岩里的含水量降低,从而产生收缩,收缩之后就跟原来的路面之间产生空洞,而解决的有效办法是注入水泥浆。
 

一般来讲,隧道的设计都是人字坡,而中条山隧道的设计是单坡,而且越往南越高,最高处海拔是480米,靠近盐池的区域海拔下降为370多米。

我们在此前关于解州镇的调研中了解到,中条山隧道打通后,每天要向盐池排两三万立方米的山泉水。排出来的水,在镇政府门口流进了盐池。镇上现在偶尔把水通过过去的五龙峪河道引到倾力打造的“小三亚”——五龙峪河公园,未来想把这股水变成活水,构建五龙峪河公园的整体水系。

2021年,运城银龙水务有限公司在中条山隧道口附近新建了解州水厂,其设计制水能力是1.5万立方米,实际制水能力可达1.8至2万立方米。

时至今日,当我们再次来到镇政府附近的一处绿地时,依然看到汩汩流淌的山泉水在缓缓向东,去处是盐池。

在地质专家看来,这持续流淌的山泉水进入盐池并不妥当。因为,从保护盐池的角度讲,防止外水进入是历代所遵循的一道铁律。比如,从夏县庙前开始一路逶迤向前的姚暹渠,目的就是将水引导到盐池之外。

运城每年的蒸发量是2000多毫米,是降雨量的4倍左右。每天进入盐池的淡水肯定不能蒸发完,它势必会对盐池的卤水浓度进行稀释。现在的水进入盐池,造成的影响是让卤水淡化,矿化度(溶解性固体总量)降低,那就不是真正的盐湖,而是成了淡水湖,会影响其生物多样性。

专家说,从中条山隧道过来的水,刚开始最多的时候每天有5万立方米。当时隧道不通,这5万立方米水全部从南段抽排进了黄河;隧道通了之后,因为南高北低,所以就全部流了过来。

那么,这些隧道水进入盐池周边的湿地会怎样?专家认为同样会影响盐池的卤水浓度。

调研中大家一致认为,这么好的水资源,如此白白地流掉,有点可惜。因为它的水质比引黄水和泗交水都要好一些,属于矿化度比较低的淡水。

这里的水究竟该流向哪里呢?

专家说,如果能够全部作为饮用水(银龙水务已经用了一部分),那是最好的;如果用不了,可以直接排入硝池滩,然后通过姚暹渠进入伍姓湖,最终排入黄河——这样的水是没有污染的天然水,完全可以达到进入黄河的标准。

在专家看来,这些水尽量不要排进盐池,不要让它往东走,而是应该往西走,最终排进黄河是对的。

无独有偶。按照中国隧道院最初的设计,排出来的水就是要进入硝池滩,然后顺着姚暹渠排入黄河,这和专家现在的建议是一致的。

水系调研的初衷源于那年秋天的持续强降雨。不管是雨水,还是隧道水,我们认为,外水的进入应该成为保护盐池的一个新时代课题,需要集思广益,探寻其因由和路径,守护盐池之特质。
 

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