相 華 ,封得華 ,蔣國民
為保障濟(jì)南市防洪安全、供水安全、生態(tài)安全,保障市民的生活質(zhì)量,水利部決定將濟(jì)南定位為首個水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)城市,為全國水生態(tài)文明建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn),發(fā)揮示范引導(dǎo)作用。濟(jì)南市水利局圍繞“節(jié)水保泉”和“城市水生態(tài)”為切入點(diǎn),部署開展了對趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)端拇笕毫髁繉?shí)時監(jiān)測項(xiàng)目。濟(jì)南市水文局承擔(dān)了2010年7月至2016年6月的四大泉群流量實(shí)時監(jiān)測工作。經(jīng)過6個水文年度的實(shí)時監(jiān)測,收集了大量的水文監(jiān)測資料,經(jīng)過對監(jiān)測資料的分析初步掌握了泉水出流的規(guī)律。
本次測流時段從2010年7月至2016年6月,該監(jiān)測時段內(nèi),經(jīng)歷了2011年和2013年的豐水年份、2012年的平水年份以及2014年、2015年和2016年上半年的枯水期,降水年際變化較大,資料具有較好的代表性。該監(jiān)測期內(nèi),趵突泉地下水位日平均值為28.38 m。根據(jù)濟(jì)南市水利局2005年7月至2016年6月的地下水位監(jiān)測資料分析,最近11年趵突泉地下水位日平均值為28.39 m,與泉水監(jiān)測期內(nèi)監(jiān)測的趵突泉地下水位基本一致。因此,2010年7月至2016年6月監(jiān)測期內(nèi)監(jiān)測的資料具有較好的代表性。
降水是地下水的主要補(bǔ)給水源,也是濟(jì)南四大泉群的主要補(bǔ)給來源,降水通過下滲,補(bǔ)給地下水,四大泉群地下水位相應(yīng)抬高,泉水出流相應(yīng)增大。根據(jù)降水情況及趵突泉地下水位的變化情況來分析四大泉群監(jiān)測資料的合理性,見圖1。
圖1 趵突泉地下水位與降水量關(guān)系圖
2010年7月,濟(jì)南市區(qū)平均降水量136.0 mm,8月份降水量418.0 mm,為有水文資料記載以來(60年系列)歷年同期最大值,比歷年同期偏多164.3%。雨水下滲有效補(bǔ)充了地下水,9月23日趵突泉地下水位突破30.0 m大關(guān),創(chuàng)1966年以來最高值;2013年7月,濟(jì)南市區(qū)平均降水量366.3 mm,8月15日趵突泉地下水位達(dá)到年度最大值29.88 m;2013年8月至2016年6月,降水較歷史同期偏少,開始進(jìn)入枯水年份。趵突泉地下水位逐步下降,出流也逐漸減小。2015年6月21日、2016年6月14日分別達(dá)到年度最低水位27.16 m和27.17 m,黑虎泉停噴、趵突泉斷流。隨著汛期雨水增多,趵突泉地下水位逐步上升,黑虎泉復(fù)涌。
每年的4月份左右,趵突泉地下水位會有小幅度的上升,說明濟(jì)南市政府采取的一系列保泉措施有效發(fā)揮了作用。
綜上所述,降水是泉水出流的主要補(bǔ)給來源,趵突泉地下水位與前期降水量有較強(qiáng)相關(guān)性、一致性。
趵突泉地下水位與四大泉群出流有較強(qiáng)的相關(guān)性,地下水位升高,則泉水出流就變大,地下水位下降,則泉水出流就變小,泉水出流與趵突泉地下水位有較強(qiáng)的正相關(guān)性,變化一致。見圖2。
2010年8月,趵突泉地下水位由27.87 m上升到29.75 m,9月27日突破30.01 m。受此影響,自8月起,泉水出流逐步增大,至9月28日達(dá)到最大值3.61 m3/s。10月份之后,濟(jì)南市降水量較小,造成了嚴(yán)重的春旱,趵突泉地下水位也由30.01 m下降為27.80 m,相繼突破了黃色、橙色警戒線,保泉形勢嚴(yán)峻。泉水出流量也由3.61 m3/s下降為1.59 m3/s;2013年8月,趵突泉地下水位上升到當(dāng)年最高水位,出流量也相應(yīng)增大,出現(xiàn)當(dāng)年最大流量;每年最枯流量均發(fā)生在5~6月,也是每年地下水位最低時間。由此可見,四大泉群出水量隨著地下水位的變化而呈現(xiàn)正相關(guān)變化。
對四大泉群各監(jiān)測斷面的泉水流量監(jiān)測資料進(jìn)行分析計(jì)算,依據(jù)實(shí)測流量采用連續(xù)實(shí)測流量過程線法,推求各監(jiān)測斷面過水水量。四大泉群各泉群出流情況變化見圖3。
圖3 濟(jì)南四大泉群各泉群出流情況變化圖
從圖3可以看出,珍珠泉泉群出流比較穩(wěn)定,月均出水量50萬m3,受外界影響較??;五龍?zhí)度涸戮鏊?13萬m3,變幅稍大,受外界因素影響較大。趵突泉和黑虎泉泉群受降水、地下水位、地下水開采等影響因素最大,流量變幅較大,趵突泉月均出水量210萬m3,黑虎泉月均出水量180萬m3。
根據(jù)2010年7月至2016年6月流量實(shí)測資料,四大泉群泉水出流中,趵突泉泉群出流量占37.9%,黑虎泉泉群出流量占32.5%,低于趵突泉泉群出流量。五龍?zhí)度赫?0.4%,珍珠泉泉群占9.2%。趵突泉與黑虎泉的出水量占四大泉群出水量的70.4%,所占比例較大,這也與趵突泉“三股大泉,從池底冒出,翻上水面有二三尺高”以及黑虎泉“水激柱石,聲如虎嘯”的威名相符。
為做好水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)工作,應(yīng)堅(jiān)持泉水水質(zhì)與水量同步監(jiān)測。在濟(jì)南四大泉群監(jiān)測范圍內(nèi),布設(shè)水質(zhì)水量監(jiān)測站,監(jiān)測項(xiàng)目由單一水位、水量增加到水位、水量和水質(zhì)同步監(jiān)測。通過監(jiān)測分析為水行政主管部門提供及時可靠的監(jiān)測分析成果,為政府在泉水資源開發(fā)利用和保護(hù)決策中提供技術(shù)支撐。