劉莉莉，宋蘇林 ，崔春梅

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.濟(jì)南市水文局，山東 濟(jì)南 250014）

濟(jì)南市城區(qū)分布著以趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)端拇笕禐橹鞯娜s130處，多年平均泉水噴涌量約為14萬m3/d。隨著泉域地下水開采量的增加，1966年起泉群噴涌量開始衰減，1971年趵突泉斷流，此后斷流情況更加嚴(yán)重，1981-03至1982-09，趵突泉停噴 18個(gè)月，1993-02至 2001-09，趵突泉最長斷流時(shí)間達(dá)926 d之久。濟(jì)南市市委、市政府將“保泉”列為重大問題研究，采取了一系列的保泉措施，確保了泉水的噴涌。

1 泉水的成因

濟(jì)南泉域特殊的地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，形成了舉世聞名的四大名泉群，泉水的成因主要與泉域的地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、氣象等因素有關(guān)。

1）地形地貌。濟(jì)南位于魯中山地，地勢南高北低，從南往北依次有中山、低山、丘陵，地勢有利于地下水和地表水向城區(qū)匯集。泉水出露處位于丘陵與華北平原相接的山前傾斜平原之上。

2）地質(zhì)構(gòu)造。南部山區(qū)屬泰山隆起北翼，為單斜構(gòu)造。由于北側(cè)斷裂切斷，形成許多小斷塊，其中千佛山斷塊是構(gòu)成四大泉群的構(gòu)造基礎(chǔ)。南部山區(qū)基底為前震旦系變質(zhì)巖，上覆寒武系和奧陶系石灰?guī)r巖層，市區(qū)為第四系沉積層。在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長期溶蝕的作用下，巖溶地貌發(fā)育，形成了大量溶溝、溶孔、溶洞等，組成了脈狀地下網(wǎng)道。市區(qū)北部為燕山期輝長巖——閃長巖侵入體，閃長巖巖質(zhì)堅(jiān)硬、質(zhì)地細(xì)密、隔水性能好，向南延伸覆于石灰?guī)r之上。千佛山斷塊以西有千佛山斷層，東有羊頭峪斷層，這樣就組成了東西北三面阻水巖體，構(gòu)成了三面封閉的排泄單元。

3）氣象。濟(jì)南地處溫帶，平均年降雨量為675 mm，大氣降水是泉水的主要補(bǔ)給源。

綜上濟(jì)南泉水的成因?yàn)椋旱叵滤赡喜可絽^(qū)接受大氣降水的補(bǔ)給，沿地層傾向向北徑流，受北部巖漿巖體的阻擋，沿巖石的風(fēng)化裂隙穿過較薄的第四系松散巖層出露出地表形成泉。從成因上講，濟(jì)南泉水屬于侵蝕——火山巖體接觸泉。

2 泉水?dāng)嗔鞯某梢?/h2>

2.1 補(bǔ)給量減少

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，泉域下墊面條件發(fā)生改變，地下水入滲能力下降，減少了泉水的補(bǔ)給量。城市化過程對于泉水的影響主要反映在對降雨徑流關(guān)系以及地下水入滲補(bǔ)給的影響方面。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，1991—1993年汛期徑流系數(shù)3年平均值為0.62，最大次降雨徑流系數(shù)達(dá)0.82，而1960—1965年間最大次降雨徑流系數(shù)僅為0.41。降雨入滲量的減少，影響了泉群的噴涌。

南部山區(qū)位于泰山背斜的北翼，作為城市的天然生態(tài)屏障，不僅維護(hù)著城市大氣環(huán)境的正常新陳代謝，而且也是整個(gè)泉域地下水資源的重要涵養(yǎng)補(bǔ)給區(qū)和城市的“后花園”。但伴隨著城市化的發(fā)展，南部山區(qū)生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞，地下水補(bǔ)給量不斷減少，在一定程度上影響了市區(qū)泉群的噴涌。

2.2 地下水超采

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，濟(jì)南市需水量劇增，巖溶水開采量也逐漸增加。1936年，濟(jì)南市首次建成了趵突泉水廠用于城市供水，日均開采地下水0.76萬m3。1939年最高供水量1.4萬m3/d，1945年供水量約0.6萬m3/d、1948年供水量約0.71萬m3/d，當(dāng)時(shí)人們對地下水的開采量較小，泉水未出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下水開采量由1959年的不足10萬m3/d，發(fā)展到上世紀(jì)90年代的70～80萬m3/d；泉水位由1959年的30 m降低到1993年的小于27.5 m（泉群噴涌水位），造成泉群的斷流。隨著相關(guān)部門保泉工作的大力開展，限制了地下水的開采量，巖溶水開采量在近幾年有所減小。

3 保泉措施

3.1 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測

目前濟(jì)南泉域地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要由兩部分組成：1）由水利系統(tǒng)完成的地下水位自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，在泉域范圍內(nèi)布設(shè)了15眼自動(dòng)監(jiān)測井，現(xiàn)已發(fā)展至36眼；2）由地礦部門完成的地下水水位與水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，在濟(jì)南示范區(qū)安裝了29臺自動(dòng)水位監(jiān)測儀，布設(shè)51個(gè)水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)，其中地下水水質(zhì)點(diǎn)31個(gè)。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的建立，能夠準(zhǔn)確、合理、及時(shí)地監(jiān)測泉域地下水位、水質(zhì)時(shí)空變化的全過程，為調(diào)整地下水開采布局提供技術(shù)支持，為泉水復(fù)涌作出了重大貢獻(xiàn)。

3.2 引黃引庫保泉

為了保持泉群正常噴涌，需要減少地下水的開采量，為了保障濟(jì)南市社會經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)、高速發(fā)展，又需要不斷增加供水量，要解決兩者之間的矛盾、實(shí)現(xiàn)雙贏必須開辟新的水源。濟(jì)南市先后建成了臥虎山、錦繡川、狼貓山3座水庫及向城區(qū)供水的配套工程和鵲山、玉清湖2座引黃平原水庫及向城區(qū)供水的配套工程。地表水庫和引黃工程供水基礎(chǔ)設(shè)施的相繼建成與投入使用，使?jié)鲜锌退偷乇硭墓┧芰M(jìn)一步提高，供水格局發(fā)生了很大變化。打破了原來由地下水單一供水的供水格局，減少了地下水的開采，對保泉供水工作有深遠(yuǎn)的意義。2008年全市總供水量中，地表水與地下水的比例為55.44∶44.56。

3.3 人工回灌補(bǔ)源

濟(jì)南市水利局于2001-08在玉符河上游段進(jìn)行了第一次回灌補(bǔ)源試驗(yàn)，試驗(yàn)歷時(shí)12 d，放水量800萬 m3，2002-03-12至2002-03-27又進(jìn)行了第二次回灌補(bǔ)源，歷時(shí)15 d，放水量900萬m3。分析試驗(yàn)成果可知：1）玉符河上游東渴馬——潘村段可作為人工補(bǔ)源的最佳地點(diǎn)，在此處建立回灌補(bǔ)源工程；2）回灌補(bǔ)源工作有助于市區(qū)泉水地下水位的提升；3）市區(qū)和西郊是統(tǒng)一水體，之間有密切的水力聯(lián)系。

3.4 抽水試驗(yàn)

濟(jì)南市組織實(shí)施了濟(jì)南西郊抽水試驗(yàn)、西郊水廠停抽水試驗(yàn)和解放橋水廠停抽水試驗(yàn)。通過多次抽水試驗(yàn)研究結(jié)果，總體可以得出：濟(jì)南西郊、東郊地下水與泉域地下水之間都存在密切的水力聯(lián)系，大量開采西郊和東郊地下水都會威脅市區(qū)泉水正常噴涌。應(yīng)在保證泉水正常噴涌的前提下，適量開采東郊、西郊地下水資源；在泉群噴涌危機(jī)時(shí)要及時(shí)停采東郊、西郊地下水源。

3.5 人工增雨保泉

濟(jì)南市是干旱、冰雹等氣象災(zāi)害活動(dòng)頻繁的地區(qū)，水資源比較缺乏。經(jīng)研究表明，每年流經(jīng)濟(jì)南市的空中云水資源，轉(zhuǎn)化為地面降水的尚不足5%，空中云水資源非常豐富，可開發(fā)利用的潛力很大。在濟(jì)南市南部山區(qū)開展增雨 （雪）保泉人工影響天氣工作，可以最大限度地開發(fā)利用空中云水資源，增加地面有效降水量，涵養(yǎng)南部山區(qū)地下水源，保持市區(qū)泉水持續(xù)噴涌。

4 建議

4.1 加快建設(shè)人工回灌補(bǔ)源工程

回灌補(bǔ)源試驗(yàn)表明，回灌補(bǔ)源有利于泉域地下水位上升，在玉符河建設(shè)回灌補(bǔ)源工程是有效可行的。應(yīng)盡快實(shí)施人工回灌補(bǔ)源生態(tài)工程，在源頭上增加泉域地下水補(bǔ)給量。

4.2 實(shí)現(xiàn)分質(zhì)供水，達(dá)到優(yōu)水優(yōu)用

在開發(fā)利用地下水時(shí)，要以保持泉水的持續(xù)噴涌為前提，這樣就限制了優(yōu)質(zhì)地下水資源的可開采量。為進(jìn)一步體現(xiàn)優(yōu)水優(yōu)用的原則，應(yīng)盡快實(shí)施分質(zhì)供水工程，使優(yōu)質(zhì)地下水優(yōu)先供給人民生活。

4.3 充分利用現(xiàn)有地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

目前，濟(jì)南泉域地下水監(jiān)測系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）存在的主要問題是：水利部門與地礦部門的資源信息不能共享，這在一定程度上極大地浪費(fèi)了信息資源，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，盡快實(shí)現(xiàn)資源共享。

4.4 進(jìn)一步加強(qiáng)泉文化保護(hù)，提高泉水知名度

應(yīng)在保持泉水正常噴涌的同時(shí)，進(jìn)一步加大泉水水質(zhì)的保護(hù)和監(jiān)測，加強(qiáng)泉水文化的宣傳與保護(hù)工作。在保持泉水流量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步做好泉水水質(zhì)和水文化的保護(hù)與提高，使泉水保護(hù)達(dá)到“量”和“質(zhì)”并重。