济南泉水流量衰减过程及复流条件的物理模拟

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基于时间序列模型的济南趵突泉地下水位预测

基于时间序列模型的济南趵突泉地下水位预测

基于时间序列模型的济南趵突泉地下水位预测1 研究背景济南市素有“泉城”的美誉,辖区内分布多处名泉,其中尤以趵突泉最为著名。

而今由于社会经济和城市化进程的不断推进,使得泉水补给区面积骤减,大量新增的硬化面积,削弱了泉域岩溶水的补给量,破坏了区域地下水系统的自然平衡状态,近年来,泉水分布区地下水位的持续下降,使得泉水喷涌受到严重威胁[1-2]。

为了保障泉水的持续喷涌,缓解日益突出的水资源供需矛盾,济南市在启动引黄供水工程的同时充分利用南水北调东线的水源,将外调水与当地地表水相结合,在泉域岩溶水的直接补给区开展回灌补源工程。

随着济南市保泉供水工作陆续开展,王庆兵等[3]设计了4类地下水资源开采方案,运用地下水流数值模型模拟了4种方案对泉群地下水水位及泉水流量动态变化的影响,最终确定泉域地下水可持续开采方案。

高宗军等[4]采用微量元素水文地球化学方法,对济南泉域范围内的丰枯水期岩溶水化学特征及其变化进行调查研究。

邢立亭等[5]采用示踪试验、泉水位动态观测等方法揭示济南岩溶含水介质特征。

张展羽等[6]针对地下水位在时间序列上表现出高度的随机性和滞后性,建立了基于主成分分析与多变量时间序列CAR模型,对泉域内岩溶水水位进行预测。

齐欢等[7]利用地下水数值模拟GMS软件对玉符河补源进行评价,提出西郊水位的抬升可以缓解地下水开采对趵突泉水位的影响,减小保泉的压力。

本文借鉴已有的研究成果,从保泉供水、区域地下水资源保护的角度出发[8],结合济南泉域岩溶水补给区的水文地质特征和现有的回灌补源工程,利用灰色动态GM(1,1)和时间序列ARIMA、Holt-Winters三种模型分别对趵突泉历年的水位数据进行评价分析,并选择拟合效果最优的模型对泉水位的波动趋势进行预测,为济南市水生态文明建设及泉水资源保护提供依据。

每逢讲到这些故事时,多半别人都是站在女的一面,说那男子都是念书念坏了,一看了那不识字的又不是女学生之类就生气。

济南四大泉群泉水出流量分析

济南四大泉群泉水出流量分析

济南四大泉群泉水出流量分析相华;封得华;蒋国民【摘要】通过对济南四大泉群6年的流量监测,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.可为有关部门提供可靠的泉流量变化过程,为保泉、泉水资源开发利用提供科学依据.【期刊名称】《山东水利》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】2页(P49-50)【关键词】济南市;泉群;泉流量【作者】相华;封得华;蒋国民【作者单位】济南市水文局,山东济南 250014;山东省水文局,山东济南 250002;济南市水文局,山东济南 250014【正文语种】中文【中图分类】TV213.4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。

谈济南泉域的雨水利用与地下水补给

谈济南泉域的雨水利用与地下水补给

谈济南泉域的雨水利用与地下水补给杨同春;孙清明【摘要】针对济南泉域内地下水水位下降和泉水曾经停止喷涌的情况。

通过对济南泉域范围内岩溶水系统、济南泉域雨水利用与地下水补给条件分析,总结分析济南泉域雨水利用的条件、方式、工程措施及相关的影响因素,在此基础上提出济南市雨水利用的巨大潜力和雨水补给地下水对于泉水正常喷涌的重要意义,以供参考。

【期刊名称】《山东水利》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】2页(P27-28)【关键词】济南泉域;雨水利用;地下水补给【作者】杨同春;孙清明【作者单位】济南市小清河管理处,山东济南250014;济南市锦绣川水库管理处,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】TV213.4随着人类活动对地表径流和地下径流的影响日趋加剧,以及城市范围内下垫面的变化,改变了天然径流的数量和质量,特别是地面硬化面积的增加,人为增加了地表径流量,减少了对土壤水和地下水的补给量。

雨水直接利用和利用雨水补给地下水已成为一种有效的淡水资源利用措施。

本文就济南泉域内雨水利用和地下水补给提出一些建议,以供参考。

1 济南泉域自然地理概况济南市位于鲁西北平原与鲁中山地的交汇处,南望泰山北靠黄河,是山东省的省会城市。

济南泉域处于鲁中山地与鲁北平原的过渡地带,地势南高北低。

最南部的长城岭,同时也构成了汶河水系与小清河、玉符河的分水岭,最高点为988.8 m。

在泉域的北部,黄河与山前冲洪积平原之间有小清河,两河均为不对称水系,右岸多支流,左岸无支流或支流少而短。

山前洪积、冲积地貌比较发育,可以明显地看出侵蚀低山、剥蚀丘陵、堆积平原等地貌。

济南泉域地处中纬度地带,由于受太阳辐射、大气环流和地理环境的影响,属暖温带大陆性季风气候。

其主要气候特征是:季风明显,四季分明;冬冷夏热,雨量集中。

济南泉域历年平均降水量在600~700 mm之间,由于受季风影响,降水量的季节分配极不均匀。

济南泉域的河流分属黄河和小清河两大水系。

济南泉域岩溶水水文地球化学及其环境意义

济南泉域岩溶水水文地球化学及其环境意义

(4)In terms of the comparative analysis of12samples of oxygen and hydrogen isotope,it is found that it is similar to the D-Region of the meteoric water line.It presents that the eigenvalues of atmospheric precipitation isotope in the southern mountain region and reflects that the karst underground water derives from the southern mountain region. And it is believed from the sulphur isotope research that,the growth of coal consumption indicates the development of local industries and aggravates the pollution of karst underground water indirectly as well.Through a comprehensive study on hydrogeology,geochemistry,environmental isotopes,dynamic comparison and other methods,the paper proposes“spring protection”measures or techniques to realize the protection and rehabilitating Jinan features of “Spring City”,and intends to provide a scientific reference for pollution control,resource conservation,rational exploitation,as well as sustainable utilization of Jinan groundwater.Key words:Karst groundwater;hydro-geochemistry;environmental Isotope;Ji'nan spring area;environmental significance目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.1.1研究背景 (1)1.1.2依托课题 (1)1.1.3选题目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1济南泉域地下水相关研究 (2)1.2.2水文地球化学相关研究 (3)1.2.3环境同位素相关研究 (5)1.2.4岩溶地下水污染相关研究 (7)1.2.5存在问题 (8)1.3主要研究内容 (8)1.3.1研究内容 (8)1.3.2研究方法与技术路线 (9)1.3.3时间安排 (10)第二章研究区背景条件 (11)2.1自然地理 (11)2.1.1区位交通 (11)2.1.2地形地貌 (12)2.1.3气候气象 (12)2.1.4水文水系 (14)2.2社会经济 (17)2.3区域地质 (17)2.3.1区域大地构造 (17)2.3.2地层 (17)2.3.3构造 (19)2.3.4岩浆岩 (21)2.4济南岩溶水系统 (21)2.4.1泉域子系统 (21)2.4.2岩溶水开采 (23)2.4.3补径排条件 (23)第三章采样过程与技术要求 (25)3.1采样过程 (25)3.1.1资料收集与分析 (25)3.1.2水工环专门调查 (25)3.1.3样品采集与测试 (25)3.1.4地下水位观测 (27)3.2技术要求 (27)第四章济南泉域岩溶地下水特征 (28)4.1岩溶发育特征 (28)4.2泉水成因分析 (28)4.3水资源转化关系 (29)4.3.1地下水径流 (29)4.3.2转化关系 (30)4.4岩溶水水位特征 (32)4.4.1水位动态分析 (32)4.4.2泉水断流原因 (34)4.5岩溶水化学特征 (35)4.5.1水化学分布特征 (35)4.5.2水化学动态变化 (36)第五章水文地球化学及其环境意义 (37)5.1地下水质量评价 (37)5.1.1评价方法 (37)5.1.3单因子评价 (38)5.1.4分类质量评价 (39)5.2环境污染特征分析 (41)5.2.1工业污染 (41)5.2.2农业污染与生活污染 (42)5.3元素对比分析 (43)5.3.1NO3-Cl分析 (43)5.3.2Br/Cl-Cl分析 (43)5.3.3SO4-Cl分析 (44)5.3.4H2SiO3-Cl分析 (45)5.3.5元素对比结论 (46)5.4环境同位素分析 (46)5.4.1氢氧同位素 (46)5.4.2硫同位素 (47)5.5保护措施建议 (47)5.5.1补给源头的保护 (48)5.5.2末端泉水的保护 (48)5.5.3径流过程的保护 (48)第六章结论与建议 (49)6.1结论 (49)6.2建议 (49)参考文献 (51)攻读硕士学位期间的研究成果 (56)致谢 (57)学位论文原创性声明、学位论文知识产权权属声明 (58)第一章绪论第一章绪论1.1课题背景及意义1.1.1研究背景“水是生命之源”,水也是人类生活和发展最不可缺的要素之一[1]。

济南泉水成因

济南泉水成因

济南泉水成因济南泉水成因古时,人们对济南泉水成因的说法很多。

有的认为济南泉水来源于河南的王屋山。

如宋代沈括在《梦溪笔谈》中说:济水自王屋山东流,有时隐伏地下,至济南冒出地面而成诸泉。

明代胡赞宗诗云:“王屋流来山下泉,清波聊酌思泠然”。

前人也有关于济南泉水来源的正确说法。

如宋代曾巩、金代元好问等人认为,济南的泉水并非济水之出露,而是来自济南城南的山区。

曾巩在任齐州知州期间,为摸清泉水来路,曾进山调查,认为南山区的水下渗潜流至市区而出露成泉。

他在《齐州二堂记》中论述说:“泰山之北与齐之东南诸谷之水,西北汇黑水之湾(即锦阳川水),又西北汇于柏崖之湾(疑在柏崖山处),而至于渴马之崖(在今党家庄镇东、西渴马村一带)。

盖水之来也众,其北折而西也,悍疾尤甚。

及至于崖下,则泊然而止。

而自崖以北至于历城之西,盖五十里,而有泉涌出,高或至数尺,其旁之人名之曰趵突之泉。

……盖泉自渴马之崖潜流地中,而至此复出也。

”现代地质工作者调查研究认为,济南泉水来源于市区南部山区,大气降水渗漏地下顺岩层倾斜方向北流,至城区遇侵入岩体阻挡,承压水出露地表,形成泉水。

济南南部山区为泰山余脉,自南而北有中山、低山、丘陵,至市区变为山前倾斜平原和黄河冲积平原的交接带,高差达500多米,这种南高北低的地势,利于地表水和地下水向城区汇集。

在地质构造上,南部山区属泰山隆起北翼,为一平缓的单斜构造。

由于北侧断裂切断,形成许多小断块,其中千佛山堑断块是构成城区泉群的构造基础。

山区以前震旦系变质岩为基底,上布有1000多米厚的寒武系和奥陶系石灰岩岩层。

岩层3~15度倾角向北倾斜,至市区埋没于第四系沉积层之下。

在漫长的地质年代,这些可溶性灰岩,经过多次构造运动和长期溶蚀,岩溶地貌发育,形成大量溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河等,共同组成了能够储存和输送地下水的脉状地下网道。

市区北部为燕山期辉长岩——闪长岩侵入体,质地细密,岩质坚硬,隔水性能好。

千佛山断块西有通过纬一路的千佛山断层;东有穿过解放桥和老东门的羊头峪断层,这样就组成了东西北三面阻水岩体,构在了三面封闭的排泄单元。

济南四大泉群附近补给路径及补给比例研究

济南四大泉群附近补给路径及补给比例研究

济南四大泉群附近补给路径及补给比例研究李常锁1,2,3,高 帅 1,2,3,殷延伟 4,逄 伟 1,2,3,孙 斌 1,2,3,柳浩然1,2,3,陈奂良 1,2,3,刚什婷 1,2,3,邢立亭 5,耿付强1,2,3(1. 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队, 山东 济南 250014;2. 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心, 山东 济南 250014;3. 山东省地质矿产勘查开发局地下水资源与环境重点实验室, 山东 济南 250014;4. 薛城区自然资源局, 山东 枣庄 277000;5. 济南大学水利与环境学院, 山东 济南 250022)摘 要:济南地区岩溶大泉是集供水、旅游、生态等功能于一体的重要自然资源,但随着经济社会的快速发展,人类活动影响不断增强,各岩溶大泉受到水质劣化、流量衰减的威胁。

为了明确济南四大泉群附近主要补给路径,更加科学合理的保护泉水资源,文章采用流速流向定量分析、地下水流场分析、水化学同位素分析、聚类分析、三端元混合比计算等研究方法,分析了济南四大泉群主要补给路径,定量计算了各泉群补给路径贡献比例。

研究表明,四大泉群的主要补给路径可划分为西部、南部、东南部补给路径,每个泉群受到不同补给路径的混合补给作用,其中趵突泉、黑虎泉、五龙潭、珍珠泉泉群的主要补给来源分别为南部补给路径(流量占比40.21%)、东南部补给路径(流量占比47.42%)、西部补给路径(流量占比47.13%)、南部补给路径(流量占比51.04%),研究工作可为我国北方岩溶大泉成因机制和生态保护提供参考。

关键词:趵突泉泉域;流速流向;水化学同位素;补给路径;补给比例中图分类号:P641.8 文献标识码:A 文章编号: 1001 − 4810 ( 2023 ) 05 − 0875 − 12开放科学 ( 资源服务 ) 标识码 ( OSID ):0 引 言我国北方地区岩溶水以其动态稳定、水质良好的特点成为北方地区城市供水、工农业生产的重要水源,为经济社会发展的提供了重要支撑[1−2]。

基于小波变换方法的济南市区泉水影响因素研究

基于小波变换方法的济南市区泉水影响因素研究

基于小波变换方法的济南市区泉水影响因素研究刘春伟 1,2,齐 欢 1,2,林广奇 1,2,柳浩然 1,2,逄 伟 1,2,于令芹 1,2,马河宽1,2(1. 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队(山东省地矿工程勘察院), 山东 济南 250014;2. 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心, 山东 济南 250014)摘 要:济南市区泉水的喷涌主要受大气降水和地下水开采等因素的影响,为查明降水量和地下水开采对济南市区泉水的影响,选取济南市区、济南西郊和济南东郊的水源地十年开采量数据,以及同期市区泉水位动态观测数据和降水量数据,采用交叉小波变换、小波相干谱和多元小波相干谱的方法进行分析。

结果表明:①市区泉水位与降水量、地下水开采量均存在约1 a 的频域周期,市区泉水位滞后于降水量133.22 d ,市区泉水位与济南西郊开采量和济南东郊开采量的响应时滞分别为125.43 d 和83.85 d ,济南市区泉水与济南西郊地下水、济南东郊地下水存在水力联系;②济南市区泉水位与降水量的平均小波相干值(AWC )为0.58,市区泉水位与济南西郊开采、市区开采和济南东郊开采的AWC 分别为0.47、0.40和0.32,PASC 分别为13.90%、16.81%和10.09%,在研究期开采条件下,降水量和岩溶地下水开采量对市区泉水位的影响明显,市区开采对市区泉水位的影响最大,济南东郊开采对市区泉水位的影响最小;③在两种影响因素的作用下,降水量和济南西郊开采量、降水量和市区开采量两种组合可以作为市区泉水位变化的最大影响因素;在三种影响因素的作用下,降水量和济南西郊开采量、市区开采量组合可以成为市区泉水位变化的最大影响因素。

关键词:降水量;地下水开采;济南泉水;多元小波相干谱;交叉小波变换;小波相干谱中图分类号:P641.8 文献标识码:A 文章编号: 1001 − 4810 ( 2023 ) 05 − 0995 − 10开放科学 ( 资源服务 ) 标识码 ( OSID ):0 引 言济南因其泉水而闻名,在历史上泉水资源为济南市的社会经济发展做出了重要贡献[1]。

济南市四大泉群泉流量衰减规律研究

济南市四大泉群泉流量衰减规律研究
水 保 护 力度 , 小 地 下 水 开 采 量 , 突 泉 水 位 基 本 保 持 在 2 . 减 趵 80
式中: W为排 泄总量 ; p为降水量 ; q为降水入渗效率
计算 15 - 2 0 9 9 0 8年( 中缺少 19 其 9 0年 、 9 资料 ) 1 1 9 济南
市泉域 的降水 入渗效率 , 到降 水人渗效 率变化 曲线 , 图 l 得 见 。
第3 2卷筇 1 2期
21 0 0年 1 j 2,




V0 . 2. . 2 1 3 No 1 De .. 0 0 c 2 】
YE L L 0
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【 资源 】 水
济南市 四大泉群泉流量衰减 规律研究
徐 光瑜 , 刘福 臣, 张道 震
( 山东 水 利 职 业学 院 b 日照 26 2 ) 东 7 8 6

( 1 1
年代开始 , 随着泉域 地下水开采量的增大 , 流量大幅减小 , 泉 甚
至 出现 了干 涸 断流 现象 。趵 突 泉 17 9 2年 6月最 低水 位 为 2 . 首次出现断流现象 ;9 2年 、9 9年 、00年 出现全年 7 1m, 18 18 20 断流现象 ,9 9年 3月 2日一2 0 19 o 1年 9月 1 7日断流 9 6天 , 2 是 历史上断流时 间最长 的 一 。进 入 2 次 l世纪 以来 , 通过 加 大 泉
m / d・ m) 平 均 为 00 5万 m / d ・ ( m , .6 ( mm) 。 ( ) 二 阶 段 (9 1 19 2第 18 — 9 9年 ) 。人 工 开 采 量 的 剧 增 首 先
岩溶水 顶托补给第 四系孔 隙水 主要是 指玉符 河 下游地 带小 清 河睦里庄 、 周王庄大桥附近 , 岩与第 四系直 接接触 , 灰 岩溶水 头

影响济南市区泉群流量的因素分析

影响济南市区泉群流量的因素分析

影响济南市区泉群流量的因素分析
张茂国
【期刊名称】《山东水利》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】影响济南市泉群喷涌及其流量大小,既有区域因素。

也有局部因素。

区域:影响因素主要是指流域内降雨、人类活动、水工建筑等引起的地下水位升降;局部影响因素是指喀斯特裂隙规模大小、管状流性状、岩溶塌陷以及地质输移等。

实际上,区域因素主要是通过地下水在喀斯特含水层中的运移来影响泉水的溢出流量。

在人类活动逐渐增强的今天,泉流量的影响因素往往是综合交织起作用。

【总页数】2页(P43-44)
【作者】张茂国
【作者单位】山东大学、山东省水利厅
【正文语种】中文
【中图分类】TV1
【相关文献】
1.济南泉群滞迟效应及泉流量预测分析 [J], 冷爱国;刘福臣
2.济南四大泉群泉水出流量分析 [J], 相华;封得华;蒋国民
3.百脉泉泉群流量动态特征及影响因素分析 [J], 崔爱萍;于翠翠
4.济南新火车东站及轨道交通建设对济南白泉泉群的影响分析 [J], 王燕
5.济南西郊水源地和市区泉群的水质变化 [J], 万利勤;徐慧珍;殷秀兰;李文鹏;王庆兵;段秀铭;高赞东
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利用MODFLOW模型计算分析济南市保泉生态需水量

利用MODFLOW模型计算分析济南市保泉生态需水量

文章编号:100722284(2008)0820035203利用MODFLOW模型计算分析济南市保泉生态需水量滕朝霞1,2(1.北京林业大学,北京100083;2.山东省济南市水利局,济南250000) 摘 要:基于济南市四大泉群最低景观流量和常年性喷涌喷涌约束条件下的生态需水量是泉域岩溶生态地质环境良性循环发展的前提。

根据济南泉域岩溶地下水系统特征,建立了泉域岩溶介质的三维可视化地下水流模拟数学模型,采用MODFLOW模拟裂隙岩溶介质地下水运动规律,趵突泉枯水期水位控制在27.6m以上,四大泉群能够保证长年喷涌,同时在西郊增大开采量,并进行了回灌补源条件下的地下水、地表水联合调蓄模拟,提出济南泉域允许开采量不超过39万m3/d是泉域生态地质环境功能修复的前提,计算四大泉群最小景观流量为10万m3/d。

关键词:MODFLOW模拟模型;济南市;生态需水量;计算与分析 中图分类号:TV211.1 文献标识码:A济南市的保泉工作始于20世纪80年代初,随后历经“采外补内”保泉、“节水”保泉、“引黄”保泉、“封井”保泉等阶段[1]。

目前,虽然四大泉群已连续出流四年,但都未从根本上解决泉水长期连续壮观喷涌和城市居民饮用优质地下水问题。

综合分析济南地区水资源条件、水文地质特征、生态环境背景与问题及城市水资源供需状况等,在枯水期或者枯水年份要保持泉水持续喷涌,认为发挥岩溶地下水系统调蓄功能,进行水资源地下调蓄[2],实施回灌补源工程措施等是保泉供水与泉域生态地质环境保护的有效措施。

其中,建立正确的水文地质概念模型和数学模型,是确定实施生态需水量的水位约束和泉域地下水开采优化布局则是关键[1,3]。

1 模型的建立MODFLOW是美国地质调查局开发的一套专门用于孔隙介质中三维有限差分地下水流数值模拟的软件,具有程序结构模块化、离散方法简单化、求解方法多样化等优点。

本研究区主要含水层为寒武-奥陶纪裂隙岩溶含水层,大气降水是其主要补给来源,大型抽水试验、示踪试验和回灌试验分析证实[2],西郊岩溶含水与第四系孔隙水存在水力联系,虽然溶蚀裂隙发育不均匀,但区域岩溶地下水具有统一的水面,可以运用MODFLOW来描述和求解。

济南岩溶泉域地下水流模拟

济南岩溶泉域地下水流模拟

济南岩溶泉域地下水流模拟王庆兵;段秀铭;高赞东;Fred Kloosterman;周仰效;李文鹏【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2009(36)5【摘要】为深入研究济南岩溶泉域地下水资源变化的现状及未来发展趋势,探索地下水资源可持续管理途径,文章建立了济南泉域地下水稳定流和非稳定流模拟模型,分析了地下水流场及泉水流量变化趋势,并圈划了泉群地下水汇流带.在泉群汇流带内开采地下水直接影响泉流量,而水源地开采通过影响泉群汇流带间接影响泉流量.泉流量呈明显的季节性变化,且与降水量紧密相关:丰水期水位升高,泉流量增加;枯水期水位降低,泉流量减少.保护天然补给量与增加人工补给量是保证泉水长流的重要措施.【总页数】8页(P53-60)【作者】王庆兵;段秀铭;高赞东;Fred Kloosterman;周仰效;李文鹏【作者单位】山东省地质环境监测总站,济南,250014;山东科技大学,青岛,266510;山东省地质环境监测总站,济南,250014;山东省地质环境监测总站,济南,250014;荷兰应用地球研究所,荷兰乌特勒兹;联合国教科文组织水资源学院,荷兰德尔福特;中国地质环境监测院,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P641.2【相关文献】1.济南泉域岩溶地下水三维等参有限元数值模拟 [J], 汪家权;吴义锋;钱家忠;李福林2.济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测 [J], 于翠翠3.济南泉域岩溶地下水防污性能评价方法研究 [J], 张海涛;刘文静;傅玲子;刘叶;寇明月4.济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化 [J], 管清花; 李福林; 王爱芹; 冯平; 田婵娟; 陈学群; 刘丹5.水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义——以山西神头泉域为例 [J], 郭清海;王焰新因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

济南泉水与济西地下水

济南泉水与济西地下水

济南泉水与济西地下水关于泉域西边界——兼析济南泉水与济西地下水关系济西是罕见的超大型岩溶富水区,搞清泉域西边界,对合理开发济西地下水至关重要。

1.1西郊与城区之间有一条透水性极弱的岩溶弱发育带西郊峨嵋山至城区泉群之间不仅有巨厚的隔水火成岩体(济南岩体西南部)相隔,还有该岩体南侧的侵入接触带和与之相连的石灰岩区岩溶弱发育带,共同把济西地区与城区岩溶水分隔开来。

平面上呈圆弧形向南凸出的侵入接触带,长期不利于地下水富集,形成了地下水活动相对滞缓的地带。

据801队资料,位于该接触带的八一礼堂钻孔,孔深390.3m,主要岩性为火成岩和岩溶发育不良的石灰岩,抽水降深达48.45m,出水量仅157.9m3/d,已接近干孔;位于接触带附近的其他钻孔,如7313厂、车桥厂基岩深孔,其抽水资料也反映了大降深、小水量贫水特征。

刘长山西侧的三眼基岩钻孔水量甚小以至不足成井,东侧原水泥厂一带也因水量太小未能成井。

附近局部地段虽有出水量700m3/d的井孔,但没有形成面状得的相对富水区。

这一带透水性微弱,从深到浅难以找到东西向贯通的地下水渗透带(更缺少强渗透带)。

侵入接触带往南郎茂山、万灵山至分水岭村一带,为地下岩溶弱发育带。

同样是奥陶系及上寒武石灰岩,但由于地处补给区,水动力条件较差,致使地下岩溶很不发育。

这一带市劳教所、郎茂山小区、双龙庄、九曲、南康、复兴村等地的钻孔和机井,均未见明显的岩溶发育段,抽水降深5~40m,出水量仅在100~700m3/d;而且在九曲、南康、复兴村一带更是以干孔为主。

说明这一带地下水极度贫乏,透水性、导水性俱差。

离开该岩溶弱发育带,往西至峨嵋山以西,往东北至城区永庆街、普利门、泉城路解放桥一带,富水性增强,单井出水量递增至5000~10000m3/d。

与上述岩溶弱发育带的贫水特征形成明显反差。

1.2沿岩溶弱发育带存在着一条连续稳定的地下水分水岭为搞清济南地区特别是这一带地下水水面形态,特增加密度进行长期跟踪监测。

对济南泉水停止泉涌研究及治理方案的探究

对济南泉水停止泉涌研究及治理方案的探究

对济南泉水停止泉涌研究及治理方案的探究摘要:济南作为泉城,由于人为因素和气候环境因素的影响,却在近年出现泉水停止泉涌的现象,地下水量严重减少,因此政府采取了且需要采取很多措施来改变这一现象,更好的保护地下水源,保护泉水,合理开发利用地下水。

关键词:泉涌地下水水量减少治理方案一、引言:济南是著名的泉城,城中有72眼泉,尤其是著名的天下第一泉——趵突泉。

由于泉水都来自岩层深处,属于地下水,水中悬浮物质极少,水质很好,无色透明,且矿化度较高,是很好的饮品。

但是,由于人为或自然的原因,泉水受到很大的破坏。

且由于经济的发展,济南作为缺水严重的城市,由于过度开发地下水,是地下水位降低,使得很多泉水的水源受到很大的影响,甚至有的泉水已经衰竭停止泉喷。

趵突泉甚至每年停止泉喷达半年以上。

因此,如何治理地下水便成为现在政府的一项要务。

二、现状及成因分析从济南市的地质分析及水源来看,济南的南部山区是济南泉水的水源地。

“济南市区座落于泰山余脉千佛山北麓冲积倾斜平原地带”(1)。

即济南的南部地区为泰山山麓的余脉,而市区则为平原地带,落差高达500米,有利于地下水和地表水向城区汇集。

从地质构造来看,济南历经了一燕山运动为主的造山运动,且其南部山区“为一平缓的单斜构造”(2),北侧则有很多小断块,“其中千佛山堑断块是构成城区泉群的构造基础”(2)。

山区地下有石灰岩岩层,经历多次板块构造以及长期水的侵蚀、溶蚀后,形成了大量的溶洞溶沟,地下暗河发育,形成了地下水系网道。

而市区北部受到燕山期辉长岩——闪长岩侵入,对地下流水在市区造成堵截,使水压增大,垂直涌出,形成大量的泉涌。

由此看来,泉涌需要一定高度的地下水水位,但是由于政府的保护不利和对地下水的过度开发和利用以及某些自然因素,使得地下水量减少,造成了泉水的停歇。

近几十年来,济南的地下水位大幅度下降。

“在五六十年代,济南市区年平均地下水位30 m左右,由于人为因素干扰,随后地下水位持续下降,至1990年枯水期泉水位降至历史最低水平20.8 m,至80年代中期初步形成市区、西郊和东郊开采漏斗区,地下水降落漏斗内,水位低于趵突泉泉水出流标高26.9 m,以地下水位标高27 m”。

济南四大泉群泉水补给来源混合比探讨

济南四大泉群泉水补给来源混合比探讨

济南四大泉群泉水补给来源混合比探讨邢立亭;周娟;宋广增;邢学睿【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2018(25)3【摘要】济南泉水众多闻名于世,人类活动造成泉水断流.为恢复名泉,多年来一直实施地下水自备井限采、集中开采的水源地禁采、回灌补源等措施,但保泉效果并不明显.根据泉水位观测、示踪试验、水质指标测试、岩溶发育程度分析、数理统计等方法,研究泉水补给来源的混合比例.研究结果表明:泉水位及泉水电导率动态变化特征揭示泉水补给来源存在季节性差异,丰水期泉水以东南方向管道流补给为主,枯水期泉水以西南方向裂隙流补给为主;岩溶水系统排泄区的水位动态与泉水位具有明显的相关性,奥陶系灰岩补给区地下水位与泉水位的相关性高于张夏组岩溶水水位与泉水位的相关性,枯水期在张夏组灰岩含水层进行回灌补源并不能遏制泉水位下降的势态;根据42组水质资料计算,泉水的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、总硬度等常规离子组分含量介于寒武系张夏组岩溶水和奥陶系岩溶水之间,四大泉群流量中,来自张夏组含水层的补给比例占11%~32%,凤山组—奥陶系含水层的补给比例占24%~60%,历阳湖占5%~10%,兴济河占0~6%,玉符河占1%~8%,市区回灌对五龙潭的流量有重要影响.可见,北方岩溶发育极其不均,泉水动态变化反映出北方岩溶的管道流与裂隙流并存,济南保泉回灌补源地点宜选择在奥陶系灰岩分布区.【总页数】13页(P260-272)【作者】邢立亭;周娟;宋广增;邢学睿【作者单位】济南大学资源与环境学院,山东济南250022;济南大学资源与环境学院,山东济南250022;济南大学资源与环境学院,山东济南250022;中国冶金地质总局山东局地质环境研究院,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】P641.8【相关文献】1.济南市四大泉群泉流量衰减规律研究 [J], 徐光瑜;刘福臣;张道震2.济南四大泉群泉水出流量分析 [J], 相华;封得华;蒋国民3.济南四大泉群水生态监测技术研究 [J], 封得华;徐效涛4.济南四大泉群补给来源差异性研究 [J], 孟庆晗; 王鑫; 邢立亭; 董亚楠; 朱恒华; 武朝军; 李传磊; 于苗; 侯玉松5.基于模糊相似优先比法的济南四大泉群补给来源 [J], 李江柏;邢立亭;侯玉松;邢学睿;邓忠;张凤娟;孟庆晗;武东强因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测于翠翠【摘要】The Mingshui spring area is located at the transition zone from the mountainous region to the piedmont tilting plain in central Shandong Province.It is bounded by the Wenzu fault in the west,Yuwangshan fault in the east,metamorphic rocks and the floor of Lower Cambrian series in the south,and the Ordovician limestone roof 600 m below surface in the north,respectively,with an area about 660 km2.The overall direction of karst groundwater flow is from south to north in the spring area.The spring water mainly originates from the area with outcropped limestone and abundant karst cracks in the south.The infiltration of precipitation and surface runoff result in abundant karst-crack water.This water flows along the dip direction of strata from south to north.When reaching the most low-lying area in the northern spring area,the karst ground water is blocked by the coal measures strata,and then the water ascends through cracks to become spring groups.The main recharge of karst groundwater of the Mingshui spring area is precipitation,followed by seepage supply of the Qingyang river and Dongbalou river,as well as agricultural irrigation supply.The dominate drainages are spring water drainage,artificial mining,and coal mine drainage.To provide technical basis for the rational development and protecting karst groundwater resources,and the management of karst groundwater resources in the Mingshui spring area,this work has established a 3D numerical model of groundwater forthe Mingshui spring area using the groundwater modeling software GMS.Then we conducted karst groundwater numerical simulation and water balance analysis of the spring area,calculated and evaluated the karst groundwater resources,and estimated the recoverable karst groundwater amount on the condition that perennial springs spewing.On the basis of above study,this research predicted the dynamic levels of spring water using the time series analysis method.Results show that the mean annual (2003-2014) groundwater recharge of the Mingshui spring area is 1.23 × 108 m3 · a-1,the groundwater discharge is 1.36 × 108 m3 · a-1,and the water balance is-1.30 × 108 m3 · a-1.The model predicts that in the next 20 years,the lowest spring water level is 55.65 m,the highest spring water level is 68.72 m,and the average spring flow is 34.6×104m3 · d-1,respectively.%应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量.在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测.结果表明:明水泉域多年(2003-2014年)地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1.【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】8页(P533-540)【关键词】明水泉域;岩溶;地下水;数值模拟【作者】于翠翠【作者单位】山东省地质测绘院,济南250014【正文语种】中文【中图分类】P641.2中国岩溶地下水分布较广,在北方地区分布集中、泉流量大,占有重要地位[1]。

基于长期监测的济南趵突泉水文地球化学演化规律研究

基于长期监测的济南趵突泉水文地球化学演化规律研究

基于长期监测的济南趵突泉水文地球化学演化规律研究柳浩然 1,2,张文强 1,2,刘 文 1,2,马雪莹 1,2,关 琴 1,2,张海林1,2(1. 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队, 山东 济南 250014;2. 山东省地质矿产勘查开发局地下水资源与环境重点实验室, 山东 济南 250014)HCO −3SO 2−4SO 2−4摘 要:为了做好泉水保护工作,文章基于济南趵突泉60多年水文地球化学监测数据,动态分析趵突泉水文地球化学演化规律。

结果显示:济南趵突泉水中、Ca 2+分别为阴、阳离子优势离子,、Cl −、Na ++K +等占比逐渐增加,水化学类型以HCO 3-Ca 型为主,且呈现多元化、复杂化趋势;趵突泉水化学组分主要来源于水−岩作用,主要受碳酸盐岩和硅酸盐岩矿物风化溶解的共同作用,且呈现出向硅酸盐岩风化溶解偏移的趋势,Cl −存在除岩盐矿物溶解外的其他来源并逐年增加,石膏溶解作用产生的Ca 2+、浓度逐渐增加,指示了石膏溶解作用在不断增强。

氯碱指数反映了趵突泉水存在反向阳离子交换作用,且枯水期较丰水期强。

矿物饱和指数指示了趵突泉总体处于过饱和状态,且总体上丰水期较枯水期、平水期偏高。

研究表明,济南趵突泉水文地球化学特征主要受水−岩作用控制,农业活动、生活污水和人工补源等人类活动因素在不同历史时期对趵突泉水化学组分产生影响。

关键词:趵突泉;水文地球化学;演化规律;矿物饱和指数中图分类号:P641.3 文献标识码:A 文章编号: 1001 − 4810 ( 2023 ) 05 − 1061 − 13开放科学 ( 资源服务 ) 标识码 ( OSID ):0 引 言济南趵突泉被称为“天下第一泉”,是“泉城”济南的城市名片,是我国典型的北方岩溶泉之一[1]。

济南地区岩溶地下水资源丰富,是当地工农业生产和人民生活的重要水源,泉水对济南地区生态调节及社会经济发展具有重要意义[2−3]。

实验五、承压水模拟演示实验

实验五、承压水模拟演示实验

项目 数据 步骤
河水位
H河 (cm)
(B1)
泉点水位
H泉 (cm)
(B8)
平均水力梯度
I
泉流量 (L/s)
井流量 (L/s)
备注
3
抽水前 4
抽水后
次数
1
2
3
4
5
6
累计时间(s)
泉流量(L/s)
次数
7
8
9
10
11
12
5
累计时间(s)
泉流量(L/s)
次数
13
14
15
16பைடு நூலகம்
17
18
累计时间(s)
泉流量(L/s)
4.b 井抽水,测定泉流量及 b 井抽水量
为了保证 b 井抽水后,仍能测到各井水位,抽水前应抬高河水位(即抬高稳水箱)。待 测压水位稳定后测定泉流量,记入(表 6-1)。b 井抽水,待测压水位稳定后,测定各点水头, 标在(图 5-1) 的平面图上,画出 b 井抽水时的承压含水层平面示意流网;同时测定泉流 量及 b 井抽水量并记入(表 5-1)。
二、实验原理
充满于两个隔水层之间的含水层中的水,叫做承压水。承压水含水层上部的隔水层称作 隔水顶板,或叫限制层。下部的隔水层叫做隔水底板。顶底板之间的距离为含水层厚度。承 压水受到隔水层的限制,与大气圈、地表水圈的联系较弱。当顶底板隔水性能良好时,他主 要通过含水层出露地表的补给区(这里的水实际上已转为潜水)获得补给,并通过范围有限 的排泄区排泄。本实验所模拟的以抬高河水的水位来补给承压水,同时以泉、集水廊道和井 的形式进行排泄,通过演示承压水运移规律,让学生更直观的了解承压水,同时通过测量泉 流量,可以更清楚地了解天然条件下泉流量的衰减曲线。

济南岩溶泉水流量衰减原因分析及动态模拟

济南岩溶泉水流量衰减原因分析及动态模拟

济南岩溶泉水流量衰减原因分析及动态模拟王茂枚;束龙仓;季叶飞;陶玉飞;董贵明;刘丽红【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2008(27)1【摘要】以济南岩溶泉水为例,采用统计学方法,结合统计学分析软件SPSS对岩溶含水系统的流量动态进行分析.根据济南市38年(1959-1996年)的观测资料,将泉水流量多年动态过程分为两个阶段(1959-1968年及1969-1996年),分别对其进行偏相关分析.结果发现,前一阶段的影响因素主要为自然因素,而后一个阶段则受自然因素和人类活动共同影响.在此基础上,建立了各阶段的数学模型并对流量动态进行了模拟和预测.结果表明,模拟阶段(1959-1980年)的流量误差为2%,预测阶段(1981-1987年)的流量误差为3.4%,结果较好.【总页数】6页(P19-23,31)【作者】王茂枚;束龙仓;季叶飞;陶玉飞;董贵明;刘丽红【作者单位】河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】P641.134【相关文献】1.龙子祠泉岩溶水流量衰减原因及防治对策 [J], 叶海东2.辛安泉水流量衰减原因分析 [J], 孙兴亮3.柳林泉流量动态模拟及衰减原因分析 [J], 白媛丽;郑秀清;陈军峰;臧红飞4.火力发电厂给水流量低停机原因分析及共性问题探讨 [J], 刘国弼; 屈红岗; 于鑫5.济源市济渎泉水流量衰减原因分析及复流措施研究 [J], 姜宝良;姜英博;田鹏洲;卢金阁;王秀明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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济南泉水流量衰减过程及复流条件的物理模拟季叶飞1 ,邹靖 1 ,顾锦1 ,张维11.河海大学水文水资源学院,江苏南京 (210098)E-mail:jiyefei@摘 要:为了研究济南泉流量衰减的物理机理,本文运用物理模型对泉水的成因及其衰减过程进行模拟。

由于不同时期泉流量动态的影响因素不同,设计了三个方案对不同时期的泉流量动态变化过程进行模拟,模拟结果与实际情况相符。

同时在泉流量动态模拟的基础上,设计了两个使泉水复流的方案,并根据模型的模拟结果,提出了保持泉水常年喷涌的建议。

关键词:济南泉水、物理模拟、流量衰减、泉水复流山东省济南市处于我国北方碳酸盐岩岩溶发育地区[1],水文地质条件复杂,生态环境脆弱,在人类活动的影响下,尤其是大量地开采地下水资源,导致区域性地下水位持续下降、水质恶化、泉水流量衰减甚至断流等一系列环境问题[2]。

济南市是一个资源型缺水城市,水资源开发利用程度很不均匀,地表水开发程度很低,地下水开发程度较高,特别是市区及其周边地区,部分地区已出现超采。

地下水超采不仅会改变地下水本身的水动力场,形成区域性的地下水位降落漏斗,而且会袭夺地表径流,改变地下水与地表水的补排关系[3]。

济南泉水从1972 年春季开始出现断流,以后几乎年年有停喷现象,而且停喷时间逐年延长[4],由于过量开采地下水,漏斗区面积已扩大到289 km2。

泉流量大小与附近地下水位高低成正比,也与附近含水层渗透性能有关[5]。

研究济南泉水的衰减原因对济南市的保泉供水及其它地区类似问题的研究有着极其重要的参考价值,本文通过物理模拟实验对济南泉域泉水流量衰减的影响因素进行分析,并提出了相应的解决方案。

1.研究区简介济南市位于鲁中山地西北,地理坐标为东经116°11'-117°44',北纬36°01'-37°32',面积8154 km2。

济南市东临环渤海经济圈,西临山西能源基地,北靠京津唐城市带,南接沪宁杭经济区,是我国东部沿海经济开发区重要的中心城市之一,也是华北与华东、沿海与内地的陆路交通枢纽,地理位置十分优越。

济南泉域为一相对闭合流域,地处中纬度内陆地带,属温带大陆性气候,春季干燥多风,夏季炎热多雨,秋季晴爽,冬季寒冷干燥。

多年平均气温14.20℃,多年平均降水量为675.31mm[6]。

泉域总面积818.5 km2,其地域范围为:东到埠村向斜构造(章丘地界),南到莱芜盆地、锦绣川以北的区域分水岭,西到济南火成岩体(隔水)西南部及与之相连的刘长山——万灵山岩溶弱发育带,北到济南阻水的火成岩体。

济南市区的泉水依其地理分布大体可基金资助:河海大学大学生创新基金项目分为四大泉群:趵突泉泉群、五龙潭泉群、黑虎泉泉群和珍珠泉泉群。

它们集中分布在东起青龙桥,西至匡市街,南起正觉寺街,北至大明湖这一面积约2.6km2的范围内(图1)[7]。

图1 济南岩溶泉水分布图济南市南部为泰山山地,北部为黄河冲积平原,地势南高北低,地质构造总体上是一个以古生代地层为主体的北倾单斜构造,大气降水在南部山区以直接和间接的方式补给地下水。

南部山区的大气降水沿裂隙入渗,地下水沿地层倾向流到市区北部受到岩浆岩体的阻挡,沿相对封闭的顶板裂隙上升喷出地表而形成泉水。

图2 济南泉水成因示意图注:引自山东省地矿局第一水文地质队资料由济南泉域1959-1987年的降水量、趵突泉流量和地下水开采量的变化过程线(图3)可知:1968年是一个明显的转折点,1968年以前地下水开采量较小,小于泉流量,泉流量只与降水量存在较高的相关关系;1968年以后,地下水开采量迅速增大,大于泉流量,泉水流量急剧下降且与地下水开采量、降水量变化密切相关。

2.物理模拟 2.1 模型简介 本实验器材由英国Armfield 公司生产的BHS 系统(Basic Hydrology System),其结构示意图见图4。

该系统主要由以下几个部件构成:降雨装置、测压管、含水介质模拟区、出水口和开采井等。

降雨系统主要为实验提供不同的降雨条件;测压管用于测量地下水头;含水介质模拟区用于填放实验的含水介质(如岩块、粗砂、中砂等)以模拟岩石中的空隙;出水口用于模拟泉水出流;开采井则用于控制地下水的开采量。

该实验器材的主要功能包括:(1)模拟降雨与径流之间的关系;(2)模拟地下水流及其影响因素之间的关系等。

第一个功能分为六个子功能,第二个功能分为8个子功能,在此不一一列举。

本文主要运用该系统的第二个功能,对泉流量的动态变化及其与影响因素之间关系的模拟。

图4 BHS 结构示意图 2.2 裂隙介质的选定及其排列方式 由于裂隙岩溶水介质的复杂性,要建立实验室模型较为困难,尤其是设计出近似于实际含水层的实验室模型更加困难[8]。

为了使物理模型与实际的地质条件相似,选择石灰岩作为含水介质的模拟材料,其为规则的长方体,长30cm、宽15cm、厚2cm。

实验槽的规格为长2m、宽1m,高0.2m。

介质的局部排列方式如图5所示。

在实验仪器中共铺设六层石灰岩块,用石料间的缝隙来模拟实际的裂隙。

经实验测得裂隙模拟区的裂隙率为0.25。

图5 模拟的裂隙介质局部排列方式2.3 方案确定根据上述分析,为了更好地了解泉流量的动态变化,拟定了以下的三个模拟方案(表1):表1 泉流量衰减过程模拟方案方案 具体的实施方法1-1 将降雨量从0.14L/s降到0.10L/s,无地下水开采1-2 将降雨量从0.14L/s降到0,无地下水开采1-3 将地下水开采量从0增大至0.035L/s,降水量维持0.10L/s不变注:方案1-1中的降雨量从0.14L/s降到0.10L/s之前降雨量一直维持在0.14L/s,且泉的出流处于一个相对稳定的状态,方案1-2,1-3中均是如此。

2.4 模拟结果方案1-1:将实验结果点绘成图(图6),由图6可明显看出:在无地下水开采的情况下,泉流量的大小受降雨量控制,且呈正相关关系。

泉流量在215s内从0.13L/s衰减为0.09L/s,之后便一直维持在0.09L/s,即泉流量1s内衰减0.00019L/s。

图6泉流量与降雨量的关系曲线方案1-2:将实验结果点绘成图(图7),由图7可明显看出:在无地下水开采的情况下,泉流量受降雨量控制,且呈正相关关系。

泉流量在250s之内,由0.13L/s降为0即断流,泉水流量1s内衰减0.00052L/s。

降雨停止后,泉水流量迅速衰减,衰减速率约为方案1-1的3倍。

图7泉流量与降雨量的关系曲线方案1-3:实验结果如图8所示,由图8可看出:在降雨量恒定的情况下,地下水开采后,泉流量明显减小,泉流量受地下水开采控制,且呈现负相关关系。

图8泉流量与地下水开采量、降雨量的关系曲线泉流量衰减过程的模拟有利于保泉工作的开展,泉水复流模拟则能更好的指导泉水复流工作的开展。

3.泉水复流方案的模拟分析3.1方案确定根据上述的泉流量衰减的物理模拟分析,本文拟定了以下的方案来实现泉水的复流。

具体的方案见表2。

表2 泉水复流条件的模拟方案方案 具体的实施方法2-1 将地下水开采量从0.09/s降到0.03L/s,同时保持降水量为0.06L/s不变 2-2 将降雨量从0.06L/s增大到0.08L/s,维持地下水开采量为0.06L/s不变注:方案2-1中,在降雨量增大到0.08L/s之前,降雨量一直维持0.06L/s,地下水开采量也维持0.06L/s 不变,同时,泉流量处于一个相对稳定的状态。

方案2也是如此3.2模拟结果及其分析方案2-1:将实验数据点绘成图(图9),由图9可明显看出:当泉断流后,如果及时地减小地下水开采量,泉水就有复流可能。

图9泉流量与地下水开采量、降雨量的关系曲线方案2-2:将实验数据点绘成图(图10),由图10可很明显看出:当泉断流后,如果及时地增大一定数量的降水量,如丰水年、或人工补给,那么泉水就会有复流的可能。

图10泉流量与降雨量、地下水开采量的关系曲线4.物理模拟的结论根据上述的模拟结果可得出以下的结论:泉流量受降水量与地下水开采量的控制,且在不同的情况下,这两个因素中哪个占主导位置是不同的。

即在降雨丰富、地下水开采水平较低的情况下,降雨量是主导控制因素;枯季、地下水开采量很大的情况下,地下水开采量为主要控制因素。

因此,可通过人工补给或限制地下水开采这两种积极的措施使泉水尽快复流。

将上述实验方案及结果运用到实际可以得到以下结果:在降雨量充沛的季节(雨季),泉基本能够一直保持喷涌状态;在降雨量缺乏的季节(枯季),要使泉保持喷涌状态应开展地下水人工补给或减小地下水开采量,使地下水位抬升,从而使泉水复流。

济南市区土地硬化面积的增加以及南部山区的工程建设,对水土流失影响很大,减少了泉城的地下水入渗补给[9]。

在补给区内实施人工回灌是恢复泉涌的重要措施之一[10]。

5.致谢感谢河海大学水文水资源学院束龙仓教授在整个实验过程和论文完成过程中的悉心指导,感谢硕士研究生王茂枚在整个实验过程中提供的帮助。

参考文献[1] 汪家权,吴义锋,钱家忠,李福林.济南泉域岩溶地下水三维等参有限元数值模拟[J],煤田地质与勘探,2005(3):39-41。

[2] 李砚阁,杨昌兵,耿雷华等.北方岩溶大泉流量动态模拟及其管理[J],水科学进展,1998(3):275-281。

[3] 张效平,宋儒.洪山泉流量动态及影响因素分析[J],中国煤田地质,2002(3):31-32。

[4] 章亦兵.济南市人工回灌补源保护泉水的研究[D],南京:河海大学,2005。

[5] 卢文喜.地下水系统的模拟预测和优化管理[M],北京:科学出版社,1999。

[6] 武继虎.济南市泉水动态分析及数值模拟[D],南京:河海大学,2005。

[7] 王东海,李春,李大秋.城市水生态管理问题分析——济南市保泉供水研究*[J],中国岩溶,2003(2):88-91。

[8] 刘传杰.泉域地下水数值模拟及泉源保护对策研究[D],南京:河海大学,2005。

[9] 李福林等.石灰岩山区工程建设对水土流失的影响[J],水土保持通报,2000(5):16-18。

[10] 李福林等.济南市泉群喷涌的控制性参数计算及供水保泉宏观调控措施研究[J],中国岩溶,2002(3):188-194。

Physical Simulation of Spring Flow Attenuation and itsRecovery Conditions in Jinan CityJI Yefei1, ZOU Jing1, GU Jing1, ZHANG Wei11.College of Hydrology & Water Resources, Hohai University, Nanjing, China(210098)AbstractIn order to find out the physical mechanism of the spring flow attenuation, the Basic Hydrology System (BHS) was used to simulate spring flow attenuation. The Baotu Spring in Jinan city was chosen as a case study, the spring flow influence factors are different in the different periods. So three simulation schemes were designed, the result of experiment is close to the hydrogeological conditions. At the same time, on the base of simulation of the spring flow attenuation, another two schemes were designed to simulate the conditions of recovery of spring flow. Some reasonable suggestions for protecting the spring were proposed in the paper.Key Words: spring flow, physical simulation, attenuation of spring flow, recovery of spring flow作者简介:季叶飞(1986- ),男,江苏常熟人,河海大学水文水资源学院,04届本科生。

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