济南四大泉群泉水出流量分析

2017-03-12封得华蒋国民

山东水利 2017年12期

相华，封得华，蒋国民

为保障济南市防洪安全、供水安全、生态安全，保障市民的生活质量，水利部决定将济南定位为首个水生态文明建设试点城市，为全国水生态文明建设积累经验，发挥示范引导作用。济南市水利局围绕“节水保泉”和“城市水生态”为切入点，部署开展了对趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭四大泉群流量实时监测项目。济南市水文局承担了2010年7月至2016年6月的四大泉群流量实时监测工作。经过6个水文年度的实时监测，收集了大量的水文监测资料，经过对监测资料的分析初步掌握了泉水出流的规律。

1 监测资料代表性分析

本次测流时段从2010年7月至2016年6月，该监测时段内，经历了2011年和2013年的丰水年份、2012年的平水年份以及2014年、2015年和2016年上半年的枯水期，降水年际变化较大，资料具有较好的代表性。该监测期内，趵突泉地下水位日平均值为28.38 m。根据济南市水利局2005年7月至2016年6月的地下水位监测资料分析，最近11年趵突泉地下水位日平均值为28.39 m，与泉水监测期内监测的趵突泉地下水位基本一致。因此，2010年7月至2016年6月监测期内监测的资料具有较好的代表性。

2 降水对泉群地下水位的影响分析

降水是地下水的主要补给水源，也是济南四大泉群的主要补给来源，降水通过下渗，补给地下水，四大泉群地下水位相应抬高，泉水出流相应增大。根据降水情况及趵突泉地下水位的变化情况来分析四大泉群监测资料的合理性，见图1。

图1 趵突泉地下水位与降水量关系图

2010年7月，济南市区平均降水量136.0 mm，8月份降水量418.0 mm，为有水文资料记载以来（60年系列）历年同期最大值，比历年同期偏多164.3%。雨水下渗有效补充了地下水，9月23日趵突泉地下水位突破30.0 m大关，创1966年以来最高值；2013年7月，济南市区平均降水量366.3 mm，8月15日趵突泉地下水位达到年度最大值29.88 m；2013年8月至2016年6月，降水较历史同期偏少，开始进入枯水年份。趵突泉地下水位逐步下降，出流也逐渐减小。2015年6月21日、2016年6月14日分别达到年度最低水位27.16 m和27.17 m，黑虎泉停喷、趵突泉断流。随着汛期雨水增多，趵突泉地下水位逐步上升，黑虎泉复涌。

每年的4月份左右，趵突泉地下水位会有小幅度的上升，说明济南市政府采取的一系列保泉措施有效发挥了作用。

综上所述，降水是泉水出流的主要补给来源，趵突泉地下水位与前期降水量有较强相关性、一致性。

3 泉水出流与地下水位关系

趵突泉地下水位与四大泉群出流有较强的相关性，地下水位升高，则泉水出流就变大，地下水位下降，则泉水出流就变小，泉水出流与趵突泉地下水位有较强的正相关性，变化一致。见图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。受此影响，自8月起，泉水出流逐步增大，至9月28日达到最大值3.61 m3/s。10月份之后，济南市降水量较小，造成了严重的春旱，趵突泉地下水位也由30.01 m下降为27.80 m，相继突破了黄色、橙色警戒线，保泉形势严峻。泉水出流量也由3.61 m3/s下降为1.59 m3/s；2013年8月，趵突泉地下水位上升到当年最高水位，出流量也相应增大，出现当年最大流量；每年最枯流量均发生在5～6月，也是每年地下水位最低时间。由此可见，四大泉群出水量随着地下水位的变化而呈现正相关变化。

4 四大泉群流量变化情况分析

对四大泉群各监测断面的泉水流量监测资料进行分析计算，依据实测流量采用连续实测流量过程线法，推求各监测断面过水水量。四大泉群各泉群出流情况变化见图3。

图3 济南四大泉群各泉群出流情况变化图

从图3可以看出，珍珠泉泉群出流比较稳定，月均出水量50万m3，受外界影响较小；五龙潭泉群月均出水量113万m3，变幅稍大，受外界因素影响较大。趵突泉和黑虎泉泉群受降水、地下水位、地下水开采等影响因素最大，流量变幅较大，趵突泉月均出水量210万m3，黑虎泉月均出水量180万m3。

5 各泉群出流所占比例情况

根据2010年7月至2016年6月流量实测资料，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。五龙潭泉群占20.4%，珍珠泉泉群占9.2%。趵突泉与黑虎泉的出水量占四大泉群出水量的70.4%，所占比例较大，这也与趵突泉“三股大泉，从池底冒出，翻上水面有二三尺高”以及黑虎泉“水激柱石，声如虎啸”的威名相符。