相 華 封得華 蔣國(guó)民 仇東山 于訓(xùn)鵬
(1.濟(jì)南市水文局 濟(jì)南 250014 2.山東省水文局 濟(jì)南 250002)
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(gè)水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)城市。通過試點(diǎn)為全國(guó)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(duì)趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)兜弱劳蝗毫髁繉?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。濟(jì)南市水文局承擔(dān)了2010年7月至2016年6月的泉群流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作。經(jīng)過六個(gè)水文年度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),收集了大量的水文監(jiān)測(cè)資料,通過對(duì)監(jiān)測(cè)資料的分析初步掌握了泉群流量的規(guī)律。
本次測(cè)流時(shí)段從2010年7月~2016年6月,該監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi),經(jīng)歷了2011年和2013年的豐水年份、2012年平水年份以及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(cè)期內(nèi),趵突泉地下水位日平均值為28.38m。根據(jù)濟(jì)南市水利局2005年7月~2016年6月的地下水位監(jiān)測(cè)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(cè)期內(nèi)監(jiān)測(cè)的趵突泉地下水位基本一致。因此,2010年7月~2016年6月監(jiān)測(cè)期內(nèi)監(jiān)測(cè)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,也是趵突泉泉群的主要補(bǔ)給來源,降水通過下滲,補(bǔ)給地下水,趵突泉泉群地下水位相應(yīng)抬高,泉水泉流量相應(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趵突泉泉群監(jiān)測(cè)資料的合理性。見圖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136mm,8月份降水量418mm,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30m大關(guān),創(chuàng)1966年以來最高值;2013年7月份,濟(jì)南市區(qū)平均降水量366.3mm,8月15日趵突泉地下水位達(dá)到年度最大值29.88m;2013年8月~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,泉流量也逐漸減小。2015年6月21日、2016年6月14日分別達(dá)到年度最低水位27.16m和27.17m,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。
圖1 趵突泉地下水位與降水量關(guān)系圖
圖2 趵突泉地下水位與趵突泉泉群泉流量過程線圖
圖3 濟(jì)南趵突泉泉群各泉群出流情況變化圖
圖4 濟(jì)南趵突泉泉群泉流量比例圖
每年的4月份左右,趵突泉地下水位會(huì)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,降水是泉水泉流量的主要補(bǔ)給來源,趵突泉地下水位與前期降水量有較大相關(guān)性、一致性。
趵突泉地下水位與趵突泉泉群泉流量有較好的相關(guān)性,地下水位升高,則泉水泉流量就大,地下水位下降,泉水泉流量就變小,泉水泉流量與趵突泉地下水位有較高的正相關(guān)性,變化一致。圖2是趵突泉地下水位與趵突泉泉群泉流量過程線圖。
2010年8月,趵突泉地下水位由27.87m上升到29.75m,9月27日突破30.01m。受此影響,自8月起,泉群泉流量逐步增大,至9月28日達(dá)到最大值3.61m3/s。10月份之后,濟(jì)南市降水量很小,造成了嚴(yán)重的春旱,趵突泉地下水位也由30.01m下降為27.80m,相繼突破了黃色、橙色警戒線,保泉形勢(shì)嚴(yán)峻。泉水泉流量也由3.61 m3/s下降為1.59m3/s;2013年8月,趵突泉地下水位上升到當(dāng)年最高水位,泉流量也相應(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月份,也是每年地下水位最低時(shí)間。由此可見,趵突泉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(duì)趵突泉泉群各監(jiān)測(cè)斷面的泉流量監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析,依據(jù)實(shí)測(cè)流量采用連實(shí)測(cè)流量過程線法,推求各監(jiān)測(cè)斷面水量。見圖3濟(jì)南趵突泉泉群各泉群出流情況變化圖。
從圖3可以看出,珍珠泉泉群泉流量比較穩(wěn)定,月均出水量50萬m3,受外界影響較??;五龍?zhí)度戮鏊?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~2016年6月流量實(shí)測(cè)資料,趵突泉泉群泉流量中,趵突泉泉流量占37.9%,黑虎泉泉流量占32.5%,低于趵突泉泉流量。五龍?zhí)墩?0.4%,珍珠泉占9.2%。趵突泉與黑虎泉的出水量占趵突泉泉群出水量的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”的描述相符。各泉群出流比例見圖4。
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(cè)。在濟(jì)南趵突泉泉群監(jiān)測(cè)范圍內(nèi),布設(shè)水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)站,在主要排污口設(shè)立進(jìn)水退水水質(zhì)監(jiān)測(cè)站。監(jiān)測(cè)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(cè)。通過監(jiān)測(cè)分析,為水行政主管部門提供及時(shí)可靠的監(jiān)測(cè)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■