一滴水的成泉之旅

引言：本文通过记叙一滴水从邢台西部山区到百泉的成泉之旅，向大众科普沿途相关知识。

邢台因平地出泉无数被誉为“百泉之城”，“环邢皆泉，遍野甘露溢，平地群泉涌”，这是关于邢台百泉泉域众泉喷珠吐玉的情景。百泉泉域是邢台最大的泉域，包括邢台县、内丘县、沙河市以及邯郸市武安和永年部分地区，东部由内丘～邢台弧形大断裂构成东部阻水边界；南部边界西段为北洺河地下水分水岭，东段为煤系地层和火成岩体构成阻水边界；西部以太行山地表分水岭为界；北界为内丘西北岭一带的地下分水岭，泉域面积3843km²,包含百泉泉群和达活泉泉群。其中，百泉泉群最大的一组泉眼为百泉，位于邢台顺德府城东南八里，紧邻百泉村；达活泉泉群最大的一组泉眼为达活泉，位于邢台顺德府城西北五里（今达活泉公园）。那么，西部山区的水是怎么到达百泉的，让我们追随一滴水的脚步，看看它的成泉之旅。

一、雨水——裂隙水

有一天，在信都区路罗镇西部，雨水从天空中倾泻而下，雨滴拍打在岩石上，发出清脆的声响，我们故事的主角小水滴就是其中的一份子。这里是一片红色的砂岩地貌——丹霞地貌，丹霞地貌的形成是因为元古界沉积的厚达数百米的长城系红色石英砂岩在长期的风化剥离和流水的侵蚀作用下，沿着垂直的节理逐渐发展，最终形成了平顶、陡崖、孤立突出的堡状、塔状、柱状或峰林状等地形。

雨水有的在山间谷地形成急流，有的沿着岩石中的裂隙渗透到地下，这些裂隙就像天然的管道或水池一样，可以收集输送地下水，小水滴便跟着小伙伴们从雨水转化为裂隙水。裂隙水是指赋存并运移于岩石裂隙中的地下水，主要存在于坚硬基岩中，分布不均匀，往往无统一的水力联系，是丘陵、山区供水的重要水源。

二、裂隙水——地表水

随着更多的雨水渗入，裂隙中的水位逐渐上升，当地下水位上升到与地表相通的裂隙位置时，水便开始通过这些裂隙流出地表，形成泉点或地表径流。小水滴从山体出来后，开始沿着地形的低洼处流动，逐渐汇聚成小溪，最终汇入路罗川，小水滴从裂隙水转化为地表水。路罗川发源于太行山东麓，该区域旅游资源丰富，除了河流本身，还有许多著名景点，如爱情山、太行大峡谷等。

路罗川的水流与野沟门水库流出的水交汇，交汇后的水流继续沿着路罗川的干流流动，最终汇入朱庄水库。朱庄水库通过大坝拦截了路罗川的水流，形成了蓄水区域，在这里，小水滴有了短暂的停留。

朱庄水库位于邢台沙河市朱庄村西，收邢台、沙河、内邱三县数十条河流、溪谷之水，控制范围达一千二百多平方公里，是一座拦洪、灌溉、发电综合利用的大型水库。整个水库可蓄水七亿立方米，总水面达二万四千亩，能够安全拦蓄二十年一遇的洪水，使东部各县免除洪水之害。从水库引出南北两条干渠，使沙河和邢台县山区、丘陵的三十八万亩“望天田”得到灌溉，两条干渠渠首还兴建了发电站。除此之外，朱庄水库还起到为大沙河及市区各泉眼生态补水的作用。邢台市水务局会结合邢台百泉泉域监测指挥中心提供的地下水、泉水数据及邢朱庄水库蓄水情况启动补水工作，补水后，小水滴从朱庄水库流入大沙河河道。

邢台百泉泉域监测指挥中心位于邢台地学科普中心二层，该中心由河北省地矿局第九地质大队联合邢台地勘公司历时近一年研发建成，旨在协助政府职能部门开展保泉护泉工作，具有预警报警、模拟分析、决策指挥等功能模块，可以为邢台百泉持续稳定复涌提供新的有力支撑。

三、地表水——岩溶水

地质九队还协助邢台市制定了生态补水方案，在朱庄水库下游河段，修筑了11道拦渗堰。该段河底基岩岩性为石灰岩，属于沙河强渗漏地段，朱庄水库提供的生态补水经过这11道拦渗堰时，会下渗补给地下水，这时候，小水滴便从地表水转化为了岩溶水。岩溶水，又称喀斯特水，是贮存并运动于溶蚀洞隙中的地下水。其主要分布在碳酸盐岩地区，如我国的广西、云南、贵州等地，这些地区是世界上岩溶地貌发育最广泛、最典型的区域。

下渗后，小水滴在压力的作用下沿地下径流带流向市区（承压水），沿途，它见到了大量的溶洞。溶洞的形成首先需要有石灰岩层作为基础。石灰岩的主要成分是碳酸钙，这种岩石在含有二氧化碳的水中容易发生化学反应。当含有二氧化碳的水渗入石灰岩的裂隙和孔隙中时，会与碳酸钙发生化学反应，生成可溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙随着地下水的流动被带走，导致石灰岩逐渐溶解。随着碳酸氢钙的不断溶解，石灰岩中的孔隙和裂隙逐渐扩大，形成了小规模的溶蚀空间。这些空间在地下水的持续作用下，逐渐扩大并相互连通，最终形成了大规模的溶洞系统。邢台著名的临城崆山白云洞就发育于寒武系灰岩中，是地质九队最早在此地开展工作，对这个奇特溶洞进行了深入的研究和考察，确定了崆山白云洞的形成机理。

经过一段时间后，小水滴身上锶元素含量逐渐升高（锶矿泉水），这是因为碳酸盐岩石锶含量丰富,且具有一定的可溶性，在地下水流经时锶元素被溶解。锶元素是一种微量元素，具有防止动脉硬化，防止血栓形成的功能，和钙元素、镁元素（碳酸盐岩主要成分就是碳酸钙和碳酸镁）同族。

到了第四系覆盖区，小水滴在这里遇到了水量极少的孔隙水，这里的地下水很难进入地下岩溶水系统为市区各泉眼补充水源，因为第四系覆盖区普遍存在多层粘性土组成的隔水层。孔隙水是主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水，在平原的第四纪地层中分布广泛存在，呈层状分布，空间上连续均匀，含水系统内部水力联系良好。根据埋藏条件可分为浅层地下水和深层地下水。是工农业和生活用水的重要供水水源。

快进入邢台市区时，小水滴遇到了一些铁元素量含量较高的地下水，这些地下水来自沙河市铁矿区，铁元素含量高是因为：首先，邯邢式铁矿床形成于燕山期中性火山岩与奥陶系碳酸盐岩的接触带，在矿体生成过程中，铁元素通过热液流体进入地下水系统；然后，在地下水循环过程中，磁铁矿及伴生矿物可能被氧化溶解为可溶性二价铁；最后，人类不恰当的采矿活动会进一步增加地下水中的铁含量。铁矿区内最大的要属白涧铁矿，铁资源量达1.04亿吨，是地质九队凭借本区丰富的工作经验和良好的技术优势，经过四十余年的艰苦努力，在矿床分布面积大、矿体形态复杂条件下完成勘探工作的。

四、岩溶水——泉水

终于到了百泉附近，地下水遇到了邢台断裂的阻隔，在压力和阻力的作用下地下水被迫向上寻找出口。邢台断裂是一条南北向地质构造断层带，这条断层带断距较大，两侧第四系厚度差异明显，松散层岩性存在显著差异，阻隔了地下渗流层，使得地下流水在遇到这一阻隔时冲破地表覆盖物，形成了“遍野甘露溢，平地群泉涌”的景观。

小水滴最终从银沙泉泉眼涌出，变成了泉水，然后流入了百泉鸳水公园。银沙泉‌位于百泉鸳水公园内，因喷涌时带动泉眼周围银沙翻滚而得名。百泉鸳水公园位于百泉大道以南、长安路以东，南区位于七里河南街以南、襄都路以东，以泉水为主题，融合历史与现代元素，园内泉眼遍布，打造了听泉、弄泉、品泉、悟泉、吟泉、赏泉6大文旅功能板块，并设有邢台泉文化体验中心、儿童沙滩、鸳鸯泉景观等特色区域，与百泉湖、黑龙潭等共同构成邢台泉域景观带，‌‌是市民和游客亲近自然、感受泉文化的热门目的地。

地质九队参与了邢台泉文化体验中心的建设，协助制作了百泉泉域沙盘模型及剖面模型，展示了百泉泉域3800平方公里的地形地貌、地层岩性和地质构造，动态展示了泉域内大气降水汇集、入渗、径流、排泄成泉的过程，地表水流、地下水流汇集路径和流向，直观形象地演示了百泉地下水循环演化的地质规律，阐明了百泉地质构造及地质成因。还为中心采集了36名泉泉水标本及30件岩石标本。

五、泉水——雨水

在百泉鸳水公园停留一段时间后，小水滴通过蒸发作用变成了水蒸气。在春夏两季，大陆升温迅速，空气受热膨胀上升，形成低压区，而海洋升温较慢，气压相对较高，这样就形成了较大的气压差，使得海洋上的空气向大陆流动，因此邢台风向一般会从东向西吹，将水蒸气带到西部的太行山。太行山巍峨挺拔的山势导致水蒸气上升、冷却并凝结成云，在一定条件下再次引发降水。