壹、氣象水文
1.氣象
九裏山泉域巖溶水系統地處中緯度地帶，屬大陸季風型溫暖帶半幹旱性氣候，四季分明。據焦作氣象站1952～2008年降水觀測資料（圖10-2），57年平均降水量為598.31mm，最大年降水量為1101.7mm（1955年），最小年降水量為243.3mm（1981年）。降水年內分配不均（表10-1，圖10-3），多集中在6月、7月、8月，占年降水量的75%左右，而12月、1月、2月降水總量僅占全年降水量的5%。多年平均蒸發量為1774.2mm，是年降水量的三倍，其中以5月、6月、7月蒸發量最大，三個月蒸發量占全年蒸發量的40%。多年平均氣溫為13.4℃，相對濕度為70%。最低氣溫出現在元月份，平均氣溫為-2.1℃，最高氣溫出現在6月份，月平均氣溫為27.0℃。
圖10-2 焦作市1952～2008年年降水量柱狀圖
表10-1 焦作市1952～2008年月均降水量統計表
圖10-3 焦作市多年月均降水量柱狀圖
2.水文
系統內河流有丹河、西石河、山門河、紙坊溝、峪河、新河、大沙河等（圖10-1），丹河屬黃河水系，其余河流屬海河水系。丹河和峪河為常年性河流，其他河流均為季節性河流。
丹河發源於山西省高平縣境內，幹流長為162km，流域面積為3150km2。在系統內流經寒武-奧陶系灰巖巖溶發育區（圖10-1），漏失嚴重，河水成為九裏山泉域巖溶水系統的重要補給源之壹。其中後寨至後陳莊段是河水強烈滲漏河段，滲漏量1.284～1.734m3/s。丹河山路平水文站46年（1955～2000年）年均徑流量為7.34m3/s，最大徑流量為22.00m3/s（1956年），多年趨勢變化總體上呈階段性下降（圖10-4）。西石河、山門河、紙坊溝流經灰巖分布區，河流漏失嚴重，除豐水年有洪水流出山口外，其余時間均無水流，常表現為幹谷，河水在距出山口5～10km地段全部漏失補給地下水。
二、地形地貌
焦作市區北部為太行山區，南部為黃河、沁河沖洪積平原。全區地形整體上為西北高、東南低。北部山區地面高程200～1790m，地形陡峭，地面起伏大，河谷深切，巖石裸露，發育地表巖溶景觀。市區及市區南部為山前傾斜平原區，地面標高80～200m，地形略向南、南東傾斜，總體由北向南逐漸降低（圖10-5）。
在長期內外地質營力的作用下，形成了山地和沖洪積平原兩個壹級地貌單元。根據地貌成因和形態特征，山地和沖洪積平原可劃分為七個二級地貌單元。分述如下：
圖10-4 丹河山路平水文站年均流量動態變化曲線圖
圖10-5 焦作附近地形地貌衛星影像圖
1.山地
（1）構造侵蝕中山
分布於市區北部山西境內的晉廟鋪、柳樹口、奪火壹帶，山體呈北東向展布，標高為1000～1790m，地形陡峭，溝谷深切，似峰林地貌。山體出露地層主要是元古宇變質巖。
（2）構造溶蝕低山
分布於寨豁、趙莊、西村、黑龍王廟壹線以北，地面標高為500～1000m。地形起伏較大，溝谷深切。山體巖層多為寒武-奧陶系灰巖和白雲巖，地表巖溶發育，有溶隙、溶溝、溶槽和大型溶洞。
（3）構造剝蝕丘陵
分布於近山前地帶，標高為200～500m，山頂呈渾圓狀，山坡平緩。地表多出露中奧陶統灰巖和石炭-二疊系砂巖、泥巖。
2.山前傾斜平原
分布於山前壹帶，由河流沖洪物堆積而成。分坡洪積斜地、沖洪積扇、扇前和扇間窪地、交接窪地等二級地貌單元。
（1）坡洪積斜地
不連續地分布於市區東北部的方莊、薄壁等近山前地帶，由重力和坡面水流作用堆積而成，黏土、碎石、卵石等組成的坡積物呈倒石錐狀或圍繞坡麓堆積構成坡積裙，坡積裙相連組成坡積斜地。
（2）沖洪積扇
在丹河、西石河、山門河、子房溝、翁澗河等河流的出山口處，間歇性暫時洪流堆積作用形成了壹系列沖洪積扇。不同時期、不同河流的洪積扇相互重疊或相連，呈帶狀沿太行山前連成壹片。組成物質為粉質黏土、黏土、卵礫石等。
（3）扇前窪地
分布於焦枝鐵路線以南至新河間的朱村—於村—墻南—待王壹帶，為西石河、翁澗河、山門河洪積扇的前緣地帶，地形低窪，地面標高95～85m，微向東南傾斜。組成物質以粉質黏土、粉土為主，局部夾有砂層。
（4）交接窪地
分布於新河—大沙河壹帶，為黃河、沁河的沖積平原與太行山山前沖洪積平原之間的交接窪地，由粉質黏土、粉細砂土組成。地勢低窪，地面標高100～90m，微向東南傾斜。
在山前沖洪積平原中上部，分布有十幾座煤礦。采煤引起地表下沈變形，地表形成塌陷坑。據調查，焦作礦區有較大的塌陷坑17個，塌陷面積近70km2。
三、地層與構造
1.地層
區域出露的地層有太古宇變質巖、震旦系石英砂巖、寒武系和奧陶系碳酸鹽巖，石炭系和二疊系煤系地層、三疊系砂頁巖、新近系砂泥巖、第四系松散沖洪積物。由老至新分述如下：
太古宇（Ar）：出露於山區峪河口、薄壁壹帶，主要巖性為變質程度中等的片麻巖和混合巖，厚度大於1000m。
震旦系（Z）：分布於山區馬鞍石水庫壹帶，與下伏太古寧呈角度不整合接觸。主要巖性為淺紅、紫紅色石英砂巖，厚度為100～500m。
寒武系（）：出露於丹河、峪河等深切河谷中，與下伏震旦系地層平行不整合接觸。總厚度為300～500m，分下統、中統、上統。下統主要為泥灰巖、泥質灰巖、磚紅色頁巖和砂巖，中統下部為紫紅色頁巖、砂巖，中上部為深灰色亮晶灰巖、白雲巖，上統是中厚層狀白雲巖。
奧陶系（O）：山區廣泛出露於地表；山前傾斜平原區則隱伏於石炭-二疊系之下，與下伏寒武系呈整合接觸。總厚度約500m，分中統、下統。下統出露於深切河谷兩岸，巖性為青灰色細晶白雲巖和矽質條帶或矽質團塊白雲巖。中統廣泛分布於山區，山前傾斜平原區除局部埋藏於新生代地層之下外，大部分埋藏在石炭紀地層之下。是壹套碳酸鹽巖地層，厚度約400m。巖性主要是黑色、灰色厚層狀灰巖、白雲質灰巖和泥灰巖。
石炭系（C）：山區零星出露，山前平原區則隱伏於新生代地層之下，是壹套由灰巖、泥巖、頁巖組成的海陸交互相沈積，含煤數層。厚70～90m。
二疊系（P）：隱伏於山前平原之下。巖性為砂巖、頁巖互層，夾可采煤層。厚度為70～120m。
新近系及第四系（R+Q）：據鉆孔資料，新近系下部為礫巖、泥巖、砂巖、灰巖互層，上部是黏土、砂礫石互層。第四系（Q）分布於山前沖洪積平原區，由礫石、砂、粉土和粉質黏土組成，沈積物厚度從北向南由薄到厚，顆粒由粗變細。前沖洪積平原上部（近山前）沈積物壹般為粉質黏土、礫石層或粗砂層，中部壹般為粉質黏土夾粉土或中細砂層，沖洪積平原前緣多為粉質黏土夾粉土或砂透鏡體。第四系地層厚度在近山前地帶小於50m；老城區為75～150m，局部大於200m；焦枝鐵路線南至新河壹帶，厚為175～200m；新河至大砂河壹帶，厚度大於500m。
區內分布的地層由於巖性不同，構成不同的含水介質。廣泛分布的寒武系和奧陶系灰巖和白雲巖巖溶裂隙普遍發育，富水性和導水性強，並具有很好的補給條件，富含巖溶水。石炭系薄層灰巖，巖溶裂隙較為發育，也富含有巖溶水。分布於山前沖洪積平原第四系沖洪積物，厚度大，砂卵石及砂層孔隙中，富含孔隙水。
2.構造
本區基巖斷裂構造發育（圖10-6），多為高角度正斷層。受斷裂構造控制，區內地層形成自北向南呈階梯狀下降的單斜式構造形式，地層傾角為10°20°。現將對巖溶水賦存和運動有控制意義的斷層簡要描述如下：
圖10-6 焦作礦區基巖斷裂構造綱要圖
（1）鳳凰嶺斷層
西起石河附近，與盤古寺斷裂相交，向東經丹河、瓦窯溝，在焦作北部沿太行山山前展布，地貌上構成山區與平原的分界線。過焦作後隱伏於新生界地層之下，向東經過王母泉、葛莊，至獅子營壹帶尖滅，全長約70km。斷層呈東西向走向，傾向南，傾角70°～80°，為壹正斷層，落差200～300m。該斷層帶巖石破碎，溶蝕裂隙、溶孔、溶洞發育，多個鉆孔揭露過直徑大於1m的溶洞，導水性和富水性強，是巖溶地下水的強徑流帶和富集帶，大型集中水源地（崗莊、閻河等）和大型巖溶水充水礦井（演馬礦）均處在該斷層帶上，各水源地取水量很大，但水位降深和影響範圍有限。
（2）朱村斷層
朱村斷層是盤古寺-新鄉斷裂的壹部分，盤古寺-新鄉斷裂西起濟源克井盆地以西山區，向東經盤古寺、河口、柏山、焦作，直至新鄉市南部的郎公廟，全長約160km。呈東西走向，傾向南，傾角為60°～70°，北盤上升，南盤下降，落差700～1000m。斷層北盤的奧陶系灰巖巖溶含水層與南盤的石炭-二疊煤系地層及新生界相對阻水的地層對接，使巖溶水不能越過斷層向南運動，從而構成巖溶水的南部邊界。斷層帶巖石破碎，巖溶發育，斷層北側構造發育，斷層北側的巖溶水沿王封斷層、39號井斷層等北東向導水斷層滲流。
（3）九裏山斷層
斷層走向北東，傾向北西，傾角70°。南東盤上升，北西盤下降，落差300～1000m。南東盤局部地段中奧陶統灰巖出露地表，形成北東向展布的殘丘，殘丘附近中奧陶統灰巖與第四系接觸，形成“天窗”。天然狀態下，殘丘附近曾是區域巖溶地下水的排泄中心，巖溶水以泉群形式集中排泄，20世紀50年代泉流量達12m3/s。該斷層也是巖溶水強徑流帶，演馬莊礦特大型突水後，巖溶水降落漏鬥也沿斷層擴展。九裏山斷層西南端與朱村斷層交會，中間被鳳凰嶺斷層截斷，東北端與方莊斷層交會，起到溝通各大斷層的作用。
（4）趙莊斷層
西南端與鳳凰嶺斷層斜接，向北東方向延伸，全長35km，傾向南東，傾角65°～85°。趙莊斷層和朱嶺斷層組成地壘構造，對焦作地區巖溶水滲流和分布有壹定控制作用。斷層兩側巖溶水水位及動態明顯不同，北側為高水位區，斷層南側為低水位區，斷層兩側水位相差70～240m。
（5）方莊斷層
呈北西走向，落差200m，傾向南西，西盤上升，東盤下降。導水性強，該斷層西側的馮營礦多次突水，最大突水量85m3/min。該斷層與NE向展布的九裏山斷層相交，來自北部山區的巖溶水沿方莊斷層帶和九裏山斷層帶運動、富集。
此外，規模比較大的斷層還有39號井斷層、3號井斷層、天官區斷層、王封斷層、馮封斷層、黑龍王廟斷層、馬坊泉斷層等。
四、巖溶水系統邊界
九裏山泉域巖溶水系統周邊均為隔水邊界，巖溶水有獨立的補給、徑流和排泄條件。
1.西北邊界
系統西北為丹河小山字形東南弧壓性斷層組成的隔水邊界，總體上北盤上升、南盤下降。在晉城孔莊白水河河谷地面可見主斷層帶內發育約80cm厚斷層糜棱巖，區域水文地質條件分析認為，水掌泉、三姑泉的出流與該斷層帶的相對阻水有關。
2.北部邊界
大致在丹河壹帶，山字形構造前弧斷層壓性特征減弱，在青天河水庫壩址北約2km可見斷層面，斷層帶內發育角礫巖（未見糜棱巖），南北兩側地層斷距約70m。經巖溶所水均衡計算，認為該段為潛流邊界，三姑泉域巖溶水系統內約有0.944m3/s潛流量補給九裏山泉域巖溶水系統（崔光中，1993）。
3.東北邊界
東北邊界分別與三姑泉域巖溶水系統和太行山散流區巖溶水系統為地下分水嶺邊界。
4.東部、南部邊界
南部為朱村斷層，該斷層使中奧陶統含水層與南盤的石炭-二疊煤系地層及新生界相對阻水的地層對接，構成隔水邊界；東南部為碳酸鹽巖含水層埋深大致在1000m的滯流性隔水邊界。
5.西部邊界
西部邊界從山西晉城冶底—追山並沿逍遙河西側分水嶺構成與延河泉域巖溶水系統的地下水分水嶺或隔水邊界。
五、區域水文地質概況
1.含水巖組及富水性
依據含水介質特征、儲水條件、地層時代和含水層富水性，區內含水層可以劃分為寒武-奧陶系灰巖巖溶含水層組、石炭系薄層灰巖巖溶含水層和第四系松散沈積物孔隙含水層組。
（1）寒武系—奧陶系灰巖巖溶含水層組
由寒武系中上統和奧陶系中統灰巖組成，總厚約900m，巖溶裂隙發育，富含裂隙巖溶水，是本區最富水的含水層。在北部山區呈裸露型，山前傾斜平原區掩埋於石炭-二疊系和新生界地層之下，呈埋藏型。巖溶發育程度和含水層富水性與巖性、構造、地形、地貌等條件有關。主幹斷層帶包括鳳凰嶺斷層帶、朱村斷層帶、九裏山斷層帶和方莊斷層帶，是巖溶水地下強徑流帶和富集帶，巖石破碎，巖溶發育，裂隙密集，巖溶水沿這些主幹斷層富集、運動。鳳凰嶺斷層帶上分布著數個大型水源地，其中崗莊水源地，在0.05km2的面積上布有50個水源井，取水量超過2.5m3/s。鳳凰嶺斷層與朱村斷層之間的焦西礦區、鳳凰嶺斷層與九裏山斷層相交構成的三角形區域即演馬、韓王、九裏山、古漢山壹帶，在東西向主幹構造控制下，北東向斷裂構造發育，造成巖石破碎，巖溶發育，並發育有溶洞，富水性強，是巖溶水極強富水區，單井出水量大於3000m3/d，最大可達16000m3/d。處於該區的演馬礦、九裏山礦、王封礦等均是大型巖溶水充水煤礦，常發生大型巖溶水突水事故。方莊斷層和九裏山斷層相會處附近即馮營、方莊壹帶，奧陶系灰巖埋深小於500m，巖溶也比較發育，單井出水量1000～3000m3/d，是巖溶水強富水區。朱村斷層以南和焦東礦區的鳳凰嶺斷層以南，奧陶系灰巖巖溶含水層深埋於新生界和石炭-二疊系之下，巖溶發育微弱，富水性較差，是弱富水區。北部山區奧陶系灰巖出露於地表，巖溶水水位埋深大，巖溶發育程度和富水性具有不均勻性。
（2）石炭系薄層灰巖巖溶含水層
石炭系有5～11層薄層灰巖，其中第八層灰巖和第二層灰巖分布比較穩定，八灰厚為6～10m，二灰厚為4～21m，含裂隙巖溶水。八灰和二灰位於二煤（大煤）之下，距煤層分別是20m和70m，是煤層底板充水含水層。石炭系薄層灰巖地表露頭面積有限，直接接受大氣降水入滲補給量非常有限，僅在近山前及九裏山、演馬礦壹帶覆蓋在第四系松散沈積物地層之下，接受上部第四系孔隙水的越流補給。石炭系薄層灰巖雖然是煤層底板直接充水層，巖溶承壓水影響采掘生產，但沒有供水意義。
（3）第四系松散沈積物孔隙水含水層組
孔隙水主要分布於山前沖洪積平原區，含水層主要為砂礫石層或中細砂層，頂板埋深為20～40m。受地質、地貌和水文地質條件的影響，含水層富水性空間分布不均。丹河、西石河、山門河等河流的沖洪積扇上，含水層為砂礫石層，厚度20～50m，導水性和滲透性強，補給、徑流條件好，富水性最強。單井出水量扇體上部大於5000m3/d，扇體中下部為3000～5000m3/d。沖洪積平原的扇間區，含水層為砂、砂礫石，連續性差，常呈透鏡體狀，厚度為10～15m，導水性和滲透性較差，單井出水量為1000～3000m3/d。山前傾斜平原的前緣區，含水層為上更新統中細砂，單層厚度為5～10m，富水性差，單井出水量為500～1000m3/d。坡洪積裙區，含水層是坡洪積的碎石和礫石，連續性差，多呈透鏡狀，局部半膠結，富水性最差，單井出水量小於500m3/d。
2.巖溶水的補給、徑流和排泄
太行山區是巖溶水系統補給區，地表分布有大面積的寒武-奧陶系碳酸鹽巖，地表及地下巖溶發育，且山區大氣降水豐富，大氣降水入滲是焦作巖溶水重要補給來源之壹。丹河常年有水，流經碳酸鹽巖分布區，河床滲漏嚴重，多年平均滲漏量為1.60m3/s。西石河、山門河和子房溝河流屬季節性河流，流經碳酸鹽巖分布區，河水在距出山口5～10km地段全部漏失補給地下水。地表水沿河滲漏也是焦作巖溶水的重要補給來源之壹。
巖溶水在焦作北部、西部接受補給後，由北向南、東南以水平徑流方式向山前排泄區徑流匯集。趙莊斷層是壹條弱導水斷層（圖10-6），巖溶水以趙莊斷層為界形成水位差達70～200m的地下水力陡坎。斷層北為高水位區，巖溶水水位與大氣降水同步變化，豐水期（9～10月）水位200～240m，枯水期（3～5月）水位130～160m，水位升降幅度與降水量大小成正比。斷層南是低水位區，巖溶水水位低，水位受大氣降水和人工開采的雙重影響，年水位變幅小，豐水期水位為80～85m，枯水期水位為70～80m，年水位變幅為10～12m。近山前地帶斷裂構造和巖溶發育，巖溶水循環徑流交替條件好，是巖溶水排泄-徑流區，也是巖溶水富集區。來自北部山區的巖溶水，沿鳳凰嶺斷層、九裏山斷層、朱村斷層等強導水斷裂運動、富集，並形成巖溶水強徑流帶。區內分支斷裂及小構造也十分發育，相互連通，從而使山前地區的巖溶水具有統壹流場和相似的水位動態。
天然條件下，巖溶水在九裏山殘丘南側的奧灰“天窗”處以泉群形式集中排泄，在目前開采條件下，人工開采和礦井排水是巖溶水的主要排泄方式。
3.孔隙水的補給、徑流與排泄
孔隙水補給來源有大氣降水入滲、農田灌溉水回滲和地下水側向徑流補給等。山前沖洪積平原區地勢比較平坦，地表植被發育，包氣帶巖性多為礫石、砂及粉質黏土等，滲透性好，大氣降水容易下滲補給孔隙地下水。因此，大氣降水入滲是孔隙水的重要補給來源之壹。市區西部和市區東部農業區多用礦井排水灌溉農田，焦作南部農業區多采用城市汙水灌溉農田，礦井水和汙水沿渠道滲漏、農田灌溉水回滲也是孔隙水的重要補給方式。人工開采、礦井排水和地下蒸發是孔隙水的主要排泄方式。此外，在靈泉碑和小張莊，孔隙水還以泉和自流井形式向外排泄。
天然條件下，孔隙水自沖洪積扇上部向扇前緣徑流，徑流方向與地形坡降方向基本壹致。在目前開采條件下，受煤礦排水和人工開采影響，孔隙水徑流狀態發生了變化，孔隙水分布區出現了水位深埋、含水層疏幹區，水位降落漏鬥區和水位穩定區。近山前地帶，因煤礦長期排水和人工開采，水位大幅度下降，水位埋深為30～60m，含水層處於疏幹—半疏幹狀態。老城區南部因集中開采已形成孔隙水水位下降漏鬥，漏鬥附近孔隙水由漏鬥邊緣向中心運動。豐收路以南孔隙水，補給與排泄處於平衡狀態，水位穩定，地下水自西北向東南運動。
4.孔隙水與巖溶水水力聯系
孔隙水與巖溶水屬於兩個不相同的含水層系統，各自有相對獨立的補給、徑流和排泄條件。孔隙水主要分布於山前沖洪積平原的第四系沖洪積物中，含水空間是孔隙；巖溶水主要分布於奧陶系灰巖中，含水空間是裂隙巖溶。巖溶水補給區在北部山區，屬於遠源補給，大氣降水入滲和山區河流滲漏是巖溶水的補給來源。山前傾斜平原區是巖溶水集中排泄區，人工開采和礦井排水是巖溶水的主要排泄方式。孔隙水的補給來源包括大氣降水入滲、農田灌溉水回滲、河流和溝渠地表水沿河滲漏等，補給區範圍與其分布範圍壹致，屬於近源補給。排泄方式為人工開采、蒸發、泉排泄及地下徑流等。在山前沖洪積平原上，第四系沖洪積物孔隙水含水層分布在淺部，奧灰巖溶水含水層埋藏於石炭-二疊煤系地層之下，奧灰含水層之上有350～400m厚的石炭-二疊系砂巖、泥巖隔水層，奧灰巖溶水與淺層孔隙水壹般無直接水力聯系。
在九裏山—演馬礦壹帶，由於九裏山斷層北西盤下降，南東盤上升，使石炭系、奧陶系灰巖覆蓋在第四系松散地層之下，局部區域中奧陶灰巖出露地表，形成“天窗”（圖10-7），使奧灰水、孔隙水和薄層灰巖巖溶水相互間發生水力聯系。20世紀60年代之前巖溶水水位高於孔隙水水位，巖溶水在此直接出露成泉。目前，孔隙水水位高於奧灰巖溶水水位，孔隙水補給巖溶水。石炭系薄層灰巖在松散沈積物分布區有條帶狀露頭，孔隙水水位高於薄層灰巖巖溶水水位，孔隙水越流太灰巖溶水，順地層傾向流入九裏山礦和演馬礦井田，以礦井排水形式排出地表。礦井水主要來源於太灰和奧灰巖溶水，礦井長期排水不僅造成巖溶水水位下降，也使九裏山、演馬礦附近的孔隙水水位下降，並形成水位降落漏鬥。因此，在九裏山—演馬礦壹帶，巖溶水和孔隙水有壹定水力聯系。
圖10-7 焦作九裏山奧灰與第四系沖洪積層“天窗”式接觸剖面示意圖
六、巖溶水水位及動態
巖溶水水位動態主要受山區大氣降水和人工開采（包括礦井排水）雙重因素的影響，隨開采量增加和降水減少呈階梯狀下降，自1952年至1993年上半年，水位呈臺階狀下降，大致可劃分5個階梯；1994～2008年的水位動態主要表現為動態性的波動（圖10-8）。
圖10-8 焦作礦區歷年巖溶水水位動態曲線
第壹階梯：1952～1964年，年均降水量734.3mm，巖溶水開采量小於1.50m3/s，水位標高在100～110m間波動，最高達到119m，高出九裏山泉群排泄極限標高（95m），巖溶水在九裏山奧灰露頭周圍以泉群形式排泄。泉水最大流量達到12m3/s。
第二階梯：1965～1970年，年均降水量512.4mm，降水量減少，礦井排水和自備井開采量增大到4.42m3/s，巖溶水水位在100～102m之間波動，略高於九裏山泉口標高，泉水流量減小。
第三階梯：1971～1976年，年均降水量602.4mm，巖溶水開采量和礦井排水量增加到6.58m3/s，水位標高在90～100m之間波動。此間，九裏山泉群開始出現斷流，並開始形成水位下降漏鬥。
第四階梯：1977～1985年，年均降水量546.9mm，巖溶水開采量增至10.1m3/s，其中礦井排水量為8.7m3/s，水位降至80～90m，低於九裏山泉口標高，泉水完全斷流。1980年9月焦作電廠崗莊水源地建成使用，開采量達到0.7m3/s。焦作第四水廠於1982年投入使用，開采量0.3m3/s。因集中開采巖溶水，出現了以崗莊水源地為中心的水位降落漏鬥。
第五階梯：1986～1993年，年均降水量561.0mm，開采量達到達到峰值10.3m3/s，水位在70～90m之間波動。
1994年以來，王封礦、焦西礦和焦東礦相繼被關閉，礦井排水量出現了逐年遞減的變化。近年來，工作面煤層底板含水層註漿改造技術在焦作煤礦得到普遍應用，礦井排水量減小，但城市供水開采巖溶水量逐步增加，由此抵消了消減的礦井排水量，巖溶水開采總量仍然保持在較高的水平，在8.5～9.5m3/s之間，巖溶水水位在70～90m之間波動。此間，1996年和2003年降水量較大，分別達到746.8mm和859.0mm，當年巖溶水水位最高回升至95m，接近巖溶泉水排泄標高。
七、巖溶水水化學特征
本區巖溶水屬於大氣降水、地表水溶濾-入滲型，其化學成分是水-巖相互作用的結果。太行山山區分布有大面積的碳酸鹽巖地層，巖石化學成分主要是CaO和MgO，在水和水中CO2***同作用下，碳酸鹽巖中的碳酸鈣、碳酸鎂等被溶於水中，從而使巖溶水以、Ca2+、Mg2+等離子為主，水化學類型以-Ca2+·Mg2+型為主。
東部山區巖溶水水化學形成環境和西部山區略有不同。在西部山區，奧陶系碳酸鹽巖地層之上覆蓋有富含硫化物的石炭-二疊煤系地層，大氣降水的淋濾作用將煤系地層中的硫化物溶於水中，隨入滲水流進入到巖溶水中，致使巖溶水含量較高，水化學類型演變為·-Ca2+·Mg2+型。這種類型巖溶水分布於寨豁—西張莊—李封以南、焦作電廠以西，水中化學成分以、、Ca2+、Mg2+為主，固化物、總硬度和各種離子含量，特別是含量均明顯高於東部。東部山區，奧陶系—寒武系碳酸鹽巖地層上基本沒有煤系地層覆蓋，大氣降水、地表水通過巖溶裂隙補給巖溶水，水中含量不及西部地區，水化學成分主要是、Ca2+、Mg2+，水化學類型壹般為-Ca2+·Mg2+型。
八、地下水資源概況及開采利用現狀
1.地下水資源概況
焦作的地下水資源由巖溶水和孔隙水組成，以巖溶水資源為主。據河南省第壹水文地質工程地質大隊“河南省焦作市東小莊水源地水文地質勘查報告”（1989年），焦作地區地下水天然資源總量為10.758m3/s，其中巖溶水為8.09m3/s，相當於25512.6萬m3/a；孔隙水為2.668m3/s，相當於8413.80萬m3/a。
2.地下水資源開采利用現狀
焦作市開發利用地下水的形式有：供水總公司大型水源地集中開采、廠礦自備水源地（水源井）集中或分散開采、礦井排水和郊區農業分散開采四種（表10-2）。
表10-2 焦作市規劃區2008年地下水開采現狀統計表 單位：萬m3/a
焦作市供水公司現有水廠六座（第三水廠於2001年4月停產），以開采巖溶水為主，並利用少量群英水庫地表水，其中以第七水廠（東小莊水源地）和第二水廠（周莊水源地）開采規模較大。2008年供水公司開采巖溶水4348萬m3。
焦作城區***有廠礦自備水源井224眼，其中巖溶水開采井96眼，孔隙水開采井128眼。巖溶水的開采主要集中在焦作電廠（崗莊水源地46眼井）、愛依斯萬方電廠（待王水源地14眼井）、化工三廠（6眼井）、熱電廠（4眼井）、中州鋁廠（14眼井）和化工總廠等企業，孔隙水的開采主要集中在造紙廠、平光廠、中州機械廠、化工壹廠、輪胎廠和化工二廠等企業。2008年自備井開采地下水4403萬m3，其中開采巖溶水3533萬m3，開采孔隙水870萬m3。
焦作礦區現有大型煤礦9座，主要分布在焦東礦區，2008年礦井排水總量為5.97m3/s，相當於18827萬m3/a，扣除20%的重復排水量，實際抽排地下水15062萬m3/a，其中巖溶水為12050萬m3/a，孔隙水3012萬m3/a。
近郊農村農民生活用水、農田灌溉用水和鄉鎮企業生產用水開采孔隙水約為4600萬m3/a。
巖溶水開采量為19931萬m3/a，低於巖溶水天然資源量；孔隙水開采量為8482萬m3/a，略高於孔隙水天然資源量。巖溶水尚有壹定開發潛力，而孔隙水則處於超采狀態。