位于河南省西北部，豫晋交界的济源市，地处“太行八陉”之首的“古轵道”要冲（图1），是传统中原文化的核心区域，是河南省公布的首批历史文化名城之一，是国家产城融合示范区。济源因处于济水发源地而得名；自然山水奇特，物产丰富，有金山玉川之美誉；历史文化底蕴深厚，是愚公移山精神的发祥地，构成了独具特色的是“一山一水一精神”。今天，我们主要讨论一下济源水脉与水文地质特征。
一、济源的整体山水格局
济源的整体山水格局为：“北太行、西王屋、南丘陵，东边簸箕大盆地；三山围一川，水往东南流，断层控泉水，济水藏地下”（图2）。
济源的总体地势为：“西北高、东南低”。北部的太行山和西部的王屋山都是高大山地，南部是黄土覆盖的丘陵，中间的济源盆地呈向东敞开，就像一个“簸箕”。山区占全市域的七成，平原只占不到两成，“山地产水、盆地存水、断层送水、泉眼出水”，就是济源水脉最核心的地质密码。
二、地表河流体系（地表水水脉）
济源的地表水分为沁河水系、蟒河水系、济河水系（古济水）、黄河干流四大水脉（图3）。
1、沁河水脉（济源的北部边界大河）
沁河（图3）从山西穿过太行峡谷流入济源北部，河谷深切、峡谷险峻，属于山区峡谷型河流，河道窄、落差大，洪水迅猛。五龙口就在沁河的出山口，河水冲出太行山这个大山之后，水流散开，泥沙沉积，形成了山前洪积扇，这片洪积扇就是太行山区送给平原的水土礼物，包括五龙口和梨林，扇面土层厚、地下水丰富，是济源农耕的核心区。
这里需要说明的是：从小流域看，沁河水系和济河、蟒河水系各自独立、关系不大，但在历史时期，英雄的济源人民发扬愚公移山精神，在长达2000年的时间里，致力于水利工程的修建，先后修建了“秦渠、广利渠、广惠渠”（图4）、引沁济蟒渠等水利工程，让簸箕状的济源盆地成为旱涝保收的“河朔小江南”。
2、蟒河水脉（济源盆地的主干河流）
蟒河（图3）的上游部分分为北蟒河、南蟒河两支。北蟒河发源于王屋山区的山西境内从克井盆地流入济源市区，南蟒河源自济源南部的丘陵，二者在济源市的合河村汇在一处，向东南穿过济源盆地，是济源盆地最主要的地表径流。蟒河进入济源盆地之前要经过盘古寺、封门口两条近东西向大断裂，受断裂影响，两侧的寒武-奥陶系石灰岩裂缝、溶洞多，河水大量渗漏补给地下水，地表水悄悄钻进地下，到济源盆地再变成泉水冒出来，因此说，蟒河是济源地表水-地下水互相转换最典型的一条河。
3、济河水脉（古代四渎之一?济水源头）
今天济源市区的济河（图3），是古济水上游的残留段，全长只有十余公里，由龙潭泉（西源）、济渎庙珍珠泉（东源）两大泉群涌出汇聚而成，常年清冽稳定，是岩溶断层泉。古济水最传奇的地质现象就是伏流潜行（图5）。古人观察泉水平地涌出，看不到上游地表河道，于是就产生了“王屋山顶太乙池之水，地下潜行七十里，从济渎庙、龙潭涌泉成河”的认知。现代地质解释为：王屋山区的降水渗入山体岩石的裂隙、孔隙和溶洞，沿着断层破碎带长距离地下径流，到济源盆地北部，被地下不透水层阻挡，承压涌出地面，形成大型泉群，造就了济水“见而复隐、隐而复现”的水文奇观。因此说，“济水不是一条看得见的长河，是一套“地上河+地下暗河”的复合水脉”。
4、黄河水脉（济源的南部边界大河）
黄河从济源南部丘陵区自西向东流过，属于过境大河（图3）。黄河河床与济源盆地之间隔着南部丘陵，因此，黄河水一般侧向补给不到济源盆地内，济源盆地的地下水大多来自于北、西、南部的山区，二者是两套独立水文系统。这也是古济水可以“清济不与黄浊相混”的重要的地质基础之一（图6）。
三、四大地下水水文地质类型（地下水水脉）
济源地区的地下水（图7）一共有四类，分别为基岩裂隙水、碳酸盐岩溶水、松散层孔隙水和构造裂隙地热水。其中的非碳酸盐分布的山区主要为基岩裂隙水，碳酸盐为主体分布的山区主要为碳酸盐岩溶水，平原地区主要为松散层孔隙水，构造裂隙地热水主要分布在大断裂附近。
1、基岩裂隙水（王屋山、太行山深山）
岩石硬、裂缝少。雨水顺着岩石细小缝隙往下渗（图8），储存量不大。大多以山间小泉流出，是山林溪流的水源。水量受季节影响大，雨季泉大，旱季泉小。
2、碳酸盐岩岩溶水（太行山、王屋山石灰岩区）
寒武纪、奥陶纪的石灰岩，被雨水长期溶蚀，产生溶洞、溶沟、宽大裂隙。这是济源最“能存水”的地层。水在溶洞、断裂带里面长距离流动（图9），遇到阻挡，就从地面大泉喷涌而出。济渎泉、龙潭泉，都属于断层控制岩溶大泉，泉水流量常年稳定，不受短期旱涝剧烈影响，这就是济水千年长流不断的地质根基。
3、松散层孔隙水（济源平原盆地）
济源盆地里面，是几十万年河流搬运来的砂、砾石、黏土一层层堆积起来，厚度 50-200 米。砂砾石的缝隙里面存满了地下水，曾经是平原地区的饮用水和农田灌溉水的主力水源。越靠近山前，卵石粗，含水多；越往盆地中间，泥土变多，含水层变薄。松散层地下水的水质大多是低矿化度碳酸氢钙型淡水，适宜农耕与生活取水。
4、构造裂隙地热（温泉水脉）
盘古寺大断裂、封门口大断裂等深大断裂，直通地下深处。雨水沿着断裂向下渗透，被地下地热加温之后，再沿着断裂往上返，形成温泉（图10）。五龙口温泉，就是典型断裂型地热泉水，地下水深度循环，矿物质含量明显高于普通冷水泉。
四、两条关键控水大断层
断裂，既是山体的伤口，也是泉水的出口。相对于济源而言，这个观点就更加突出。尤其是盘古寺和封门口这两条深大断裂，更是济源水脉的总开关，可以说，没有这两条大断层，也就没有济水大泉。
1、盘古寺断层
盘古寺断层是一条西北-东南走向的大型断裂带，横穿济源北部。断层一侧隔水、一侧透水。岩溶地下水流到断层被阻挡抬升，大量泉水沿着断裂线出露。蟒河口、克井盆地、五龙口一带地下水，都受这条断裂控制，它就是济源北部地下水的“拦水大坝”。
2、封门口断层
横穿王屋山东段（图11），王屋山地下水顺着断裂流动，控制西部山区泉水分布。
五、济源水脉的三大特点
1、泉源主导
平原上游河水少，河流源头不是高山瀑布，而是平地涌出的岩溶大泉龙潭泉和济渎泉（图12）。泉水常年恒温、流量稳定，造就济水“清源”的特质。
2、水路双行
太行山和王屋山山区地表水大量转入地下，变成地下水长途潜行，在盆地重新涌出地表，地表、地下两套水系随时切换，就是济水“三伏三现”传说中第一次隐伏和再现背后真实的水文原理。
3、盆地分层含水
济源盆地地下水像多层蛋糕（图13），浅层潜水，中层微承压水，深层承压热水，不同深度水质、矿物质、温度完全不一样。浅层水浇地、中层水饮用、深层断裂水形成温泉。
需要说明的是，济源地区由于受盘古寺、封门口等断裂的影响，导致含水层碎片化特别明显，山前岩溶水、河谷孔隙水、丘陵黄土裂隙水交错分布，相隔几百米水质差异就十分巨大，即是同一小范围的不同钻井，水质的矿化度、钙镁比值波动就十分明显。
六、几个延伸思考的问题
1、为什么济水源头没有一条长长的高山河谷，龙潭和济渎泉的水却能够源源不断地涌出？
2、古济水曾以“三隐三现”“横渡黄河而不浑”的独特水文景观位列“四渎”。那么，“横渡黄河而不浑”是基于怎样的地质条件形成的？
3、蟒河的河水为什么流着流着就不见了，这些水都消失到哪里去了？
4、盘古寺断层是如何控制泉水涌出的？五龙口温泉又告诉了我们什么？
5、济源盆地（平原）的地下水，是来自黄河，还是主要来自太行山、王屋山的降水？
6、同样都是地下水，温泉为什么温度更高、水中的矿物质更多？
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