趵突泉泉群流量研究

相 華 封得華 蔣國民 仇東山 于訓鵬

（1.濟南市水文局 濟南 250014 2.山東省水文局 濟南 250002）

為保障濟南市防洪安全、供水安全、生態安全，保障市民的生活質量，水利部決定將濟南定位為首個水生態文明建設試點城市。通過試點為全國水生態文明建設積累經驗，發揮示范引導作用。濟南市水利局圍繞“節水保泉”和“城市水生態”為切入點，部署開展了對趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍潭等趵突泉泉群流量實時監測項目。濟南市水文局承擔了2010年7月至2016年6月的泉群流量實時監測工作。經過六個水文年度的實時監測，收集了大量的水文監測資料，通過對監測資料的分析初步掌握了泉群流量的規律。

1 監測資料代表性分析

本次測流時段從2010年7月～2016年6月，該監測時段內，經歷了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。

該監測期內，趵突泉地下水位日平均值為28.38m。根據濟南市水利局2005年7月～2016年6月的地下水位監測資料分析，最近11年趵突泉地下水位日平均值為28.39 m，與泉水監測期內監測的趵突泉地下水位基本一致。因此，2010年7月～2016年6月監測期內監測的資料具有較好的代表性。

2 降水對趵突泉地下水位的影響分析

降水是地下水的主要補給水源，也是趵突泉泉群的主要補給來源，降水通過下滲，補給地下水，趵突泉泉群地下水位相應抬高，泉水泉流量相應增大。根據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測資料的合理性。見圖1趵突泉地下水位與降水量關系圖。

2010年7月，濟南市區平均降水量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%。雨水下滲有效補充了地下水，9月23日趵突泉地下水位突破30m大關，創1966年以來最高值；2013年7月份，濟南市區平均降水量366.3mm，8月15日趵突泉地下水位達到年度最大值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，黑虎泉復涌。

圖1 趵突泉地下水位與降水量關系圖

圖2 趵突泉地下水位與趵突泉泉群泉流量過程線圖

圖3 濟南趵突泉泉群各泉群出流情況變化圖

圖4 濟南趵突泉泉群泉流量比例圖

每年的4月份左右，趵突泉地下水位會有小幅度的上升，說明濟南市政府采取的一系列保泉措施有效發揮了作用。

綜上所述，降水是泉水泉流量的主要補給來源，趵突泉地下水位與前期降水量有較大相關性、一致性。

3 泉水泉流量與地下水位關系

趵突泉地下水位與趵突泉泉群泉流量有較好的相關性，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日達到最大值3.61m3/s。10月份之后，濟南市降水量很小，造成了嚴重的春旱，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，保泉形勢嚴峻。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年最高水位，泉流量也相應增大，出現當年最大流量；每年最枯流量均發生在5、6月份，也是每年地下水位最低時間。由此可見，趵突泉泉群出水量隨著地下水位的變化而呈現正相關變化。

4 趵突泉泉群流量變化情況分析

對趵突泉泉群各監測斷面的泉流量監測資料進行分析，依據實測流量采用連實測流量過程線法，推求各監測斷面水量。見圖3濟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定，月均出水量50萬m3，受外界影響較小；五龍潭泉月均出水量113萬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。

5 各泉群泉流量所占比例情況

根據2010年7月～2016年6月流量實測資料，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。五龍潭占20.4%，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。

6 結語

為做好水生態文明建設試點工作，應堅持泉水水質與水量同步監測。在濟南趵突泉泉群監測范圍內，布設水質水量監測站，在主要排污口設立進水退水水質監測站。監測項目由單一水位、水量增加到水位、水量和水質同步監測。通過監測分析，為水行政主管部門提供及時可靠的監測分析成果，為政府在泉水資源開發利用和保護決策中提供技術支撐■