趵突泉泉群流量研究

相 华 封得华 蒋国民 仇东山 于训鹏

（1.济南市水文局 济南 250014 2.山东省水文局 济南 250002）

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。通过试点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、五龙潭等趵突泉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月的泉群流量实时监测工作。经过六个水文年度的实时监测，收集了大量的水文监测资料，通过对监测资料的分析初步掌握了泉群流量的规律。

1 监测资料代表性分析

本次测流时段从2010年7月～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28.38m。根据济南市水利局2005年7月～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～2016年6月监测期内监测的资料具有较好的代表性。

2 降水对趵突泉地下水位的影响分析

降水是地下水的主要补给水源，也是趵突泉泉群的主要补给来源，降水通过下渗，补给地下水，趵突泉泉群地下水位相应抬高，泉水泉流量相应增大。根据降水情况及趵突泉地下水位的变化情况来分析趵突泉泉群监测资料的合理性。见图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136mm，8月份降水量418mm，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30m大关，创1966年以来最高值；2013年7月份，济南市区平均降水量366.3mm，8月15日趵突泉地下水位达到年度最大值29.88m；2013年8月～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，泉流量也逐渐减小。2015年6月21日、2016年6月14日分别达到年度最低水位27.16m和27.17m，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。

图1 趵突泉地下水位与降水量关系图

图2 趵突泉地下水位与趵突泉泉群泉流量过程线图

图3 济南趵突泉泉群各泉群出流情况变化图

图4 济南趵突泉泉群泉流量比例图

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，降水是泉水泉流量的主要补给来源，趵突泉地下水位与前期降水量有较大相关性、一致性。

3 泉水泉流量与地下水位关系

趵突泉地下水位与趵突泉泉群泉流量有较好的相关性，地下水位升高，则泉水泉流量就大，地下水位下降，泉水泉流量就变小，泉水泉流量与趵突泉地下水位有较高的正相关性，变化一致。图2是趵突泉地下水位与趵突泉泉群泉流量过程线图。

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。受此影响，自8月起，泉群泉流量逐步增大，至9月28日达到最大值3.61m3/s。10月份之后，济南市降水量很小，造成了严重的春旱，趵突泉地下水位也由30.01m下降为27.80m，相继突破了黄色、橙色警戒线，保泉形势严峻。泉水泉流量也由3.61 m3/s下降为1.59m3/s；2013年8月，趵突泉地下水位上升到当年最高水位，泉流量也相应增大，出现当年最大流量；每年最枯流量均发生在5、6月份，也是每年地下水位最低时间。由此可见，趵突泉泉群出水量随着地下水位的变化而呈现正相关变化。

4 趵突泉泉群流量变化情况分析

对趵突泉泉群各监测断面的泉流量监测资料进行分析，依据实测流量采用连实测流量过程线法，推求各监测断面水量。见图3济南趵突泉泉群各泉群出流情况变化图。

从图3可以看出，珍珠泉泉群泉流量比较稳定，月均出水量50万m3，受外界影响较小；五龙潭泉月均出水量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 各泉群泉流量所占比例情况

根据2010年7月～2016年6月流量实测资料，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。五龙潭占20.4%，珍珠泉占9.2%。趵突泉与黑虎泉的出水量占趵突泉泉群出水量的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”的描述相符。各泉群出流比例见图4。

6 结语

为做好水生态文明建设试点工作，应坚持泉水水质与水量同步监测。在济南趵突泉泉群监测范围内，布设水质水量监测站，在主要排污口设立进水退水水质监测站。监测项目由单一水位、水量增加到水位、水量和水质同步监测。通过监测分析，为水行政主管部门提供及时可靠的监测分析成果，为政府在泉水资源开发利用和保护决策中提供技术支撑■