谈济南泉域的雨水利用与地下水补给_杨同春
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济南泉域边界条件、水循环特征及水环境问题孙斌;彭玉明【摘要】济南泉域是市区泉水的汇流及蓄水范围,在其北部城区中心地带出露趵突泉、黑虎泉、五龙潭和珍珠泉四大泉群。
为更好地保护和利用济南泉域内岩溶地下水,文章对济南泉域的边界条件、岩溶主径流通道、地下水循环特征及水质变化几个敏感问题进行探讨。
利用泉群流量相关分析、流场特征分析、回灌补源分析及自备井调查等手段,重新界定了济南泉域的东边界,将其北部透水段向东扩展至原边界以东约4 km。
通过对钻孔岩溶分层统计及缓冲区分析,在山前地带沿党家庄-十六里河-千佛山断裂泉城公园方向地下埋深100~150 m 发现一条补给四大泉群的岩溶地下水集中径流带。
研究发现,五龙潭和珍珠泉以深循环为主,补给主要来自岩溶地下水,而趵突泉和黑虎泉同时受深循环和浅循环影响较大,趵突泉主要补给来自西部和南部岩溶地下水和地表水,除此以外黑虎泉在东南方向上还有一定量的岩溶地下水补给。
目前岩溶水水质变差,南部岩溶裸露区,尤其水库河道周边地带,生态环境亟待治理。
%The Jinan spring region is the area in Jinan City with spring flow and subterranean water storage. Four springgroups,namely,Baotu,Heihu,Wulongtan and Zhenzhu,are identified in the center of the northern city area.Protection of karst groundwater in the Jinan spring region is critical for sustainable utili-zation.In thispaper,several sensitive aspects of the karst area,including boundary conditions,underground channels in karst,water cycle characteristics and changes in water quality are discussed using spring flow analysis,analysis of the flow field characteristics,artificial groundwater recharge estimation and investiga-tion of self-drilled wells.The boundary conditions in theJinan spring region were re-defined.The eastern boundary was extended 4 km eastward in the northern permeable section of the original ing karst stratified statistics and buffer analysis of drilling it was concluded that there is a 100 to 150 m deep groundwater flow zone in the direction of Dangjiazhuang,Shiliuli river and Qianfoshan fault (Quancheng park section).Additionally,the water cycle of Wulongtan and Zhenzhu springs is dominated by deep circula-tion,while Baotu spring and Heihu spring are affected by both shallow and deep circulation.Baotu spring is mainly recharged by karst groundwater and surface water in west and south Jinan,while Heihu spring re-ceives a certain amount of karst water from the southeast region.It is notable that the karst water quality is deteriorating.Therefore,the ecological environment of the karst area in the southern Jinan spring region, and particularly the surrounding rivers and reservoirs ,needs to be addressed urgently.【期刊名称】《中国岩溶》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】8页(P272-279)【关键词】岩溶通道;水循环特征;水质;济南泉域边界【作者】孙斌;彭玉明【作者单位】山东省地矿工程勘察院,山东济南250014;山东省地矿工程勘察院,山东济南 250014【正文语种】中文【中图分类】P6410 引言济南泉域行政区划隶属济南市,覆盖市中区、历下区、历城区、槐荫区及长清区大部,泉域内主要泉点集中分布于市区中心地带,形成趵突泉、黑虎泉、五龙潭和珍珠泉四大泉群。
济南大学资本与环境学院王维平教授、清华大学环境学院王政博士都涉及到了初期雨水水质净化的成绩,前者次要研讨屋面径流如何收集净化弥补地下水,后者探讨了重净化区地表径流.之杨若古兰创作
王维平教授在水文方面有着多年的研讨经验,认为地表地下水文零碎在规划层面应当进行联系,小区绿化应与雨管网、污水处理、河渠联系在一路,雨洪管理中多部分之间的调和成绩十分次要.
“泉城”济南受岩溶地下水超采影响,泉水喷涌面临风险,而弥补了黄河水源以后,水质又受到了影响.同时,城区面积向山地扩大,地表径流添加,城市受到洪灾威逼.
在“济南市城市屋面雨水回灌岩溶地下水试验研讨”中,拔取位于济南大学西校区的工程试验区,运转期为2008—2012年,利用城市屋面雨水回灌岩溶地下水,呵护地下水生态零碎并添加供水量.
济南市屋面径流次要净化物为浊度、氨氮、硝酸盐、铅、锌和挥发酚.根据分析确定初期弃流量为6mm,来确保雨水回灌平安的目标,又能最大限制添加屋面雨水回灌地下量.将屋面雨水和地下水进行对比,发此刻丰水期屋面雨水水质除了氨氮、挥发酚和浊度超标外,其他目标均满足地下
水三类尺度.
和天然雨水分歧,屋面雨水水质不但受空气质量影响,还受降雨时间、降雨强度、降雨历时和降雨间隔影响.屋面雨水回灌前有须要进行预处理.在项目区岩溶含水层中有很多溶蚀孔和溶蚀裂隙,固有的脆弱性高,是以,可以通过在过滤池顶用活性炭和沸石来改进预处理技术.。
济南市泉域重点补给带保护修复措施浅析张玮【摘要】论述了济南市水资源利用现状,结合影响泉水喷涌的主要因素,对泉域重点渗漏带保护修复技术进行了分析.【期刊名称】《山东水利》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】2页(P11-12)【关键词】济南市;泉域;补给带;保护修复【作者】张玮【作者单位】济南市卧虎山水库管理处,山东济南 250115【正文语种】中文【中图分类】TV213.4济南市委、市政府高度重视保泉工作,按照“增雨、补源、置采、节水、控流”的十字保泉方针,各部门通力合作,综合实施各项措施,科学配置水资源,限制地下水开采量,有效涵养补给地下水,截至目前,已经实现趵突泉等四大泉群持续喷涌10多年。
济南市水资源主要由地表水、地下水、客水组成,多年平均降雨量638 mm。
根据相关部门统计结果显示:济南市现有水资源可利用总量为18.24亿m3,其中地下水为11.56亿m3。
济南市水资源人均占有量仅为290 m3,不足全国人均占有量的1/7。
为应对水资源缺口,各级政府部门采取多种节水措施。
到2011年,全市万元GDP耗水量下降到63.9 m3,万元工业增加值用水量降至18.5 m3,比全国平均水平约低10个百分点。
2013—2015年全市供水结构详情如表1所示。
从表1中可分析出:在“十二五”期间,全市供水总量相对比较稳定,基本在16亿~17亿m3之间。
地下水开采量呈逐年下降态势,开采量由2013年的6.67亿m3下降到2015年的5.70亿m3。
2.1 人为开采的影响随着济南市人口规模的不断增加,对水资源需求量必然增强。
1985—2015年,济南市区人口从143.2万猛增至550.3万,增长率为284.3%,市内需水量由29×104m3/d增长到目前的62×104m3/d。
地下水的过度开采必然导致市内泉水的断流。
市区规模随着人口的增长必然扩大,其中南部山区是四大泉群的重要补给区,但也处于大规模建设规划中。
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]。
雨水与地下水补给雨水是一种宝贵的自然资源,对于地球上的生物和环境具有重要的意义。
而地下水则是地下蓄水层中的贮存水,是人类日常生活和农业生产的重要水源之一。
雨水和地下水之间存在着紧密的联系,雨水是地下水的主要补给源之一。
本文将探讨雨水与地下水补给的关系以及其在水资源管理中的重要作用。
一、雨水的形成与补给雨水的形成源于大气中的水蒸气,当水蒸气遇冷凝结成小水珠形成云层。
当云层的含水量达到一定程度时,将形成降水,并通过降水将水分回归地面。
雨水的形成过程是地球水循环的一部分,同时也是地下水补给的主要源头之一。
在地表,雨水将会以不同的方式补给地下水。
首先,雨水会通过地表径流的形式进入地下水。
例如,当下雨后,大部分的雨水会流进地表河流、湖泊或池塘,然后再渗透到地下水层中。
其次,雨水还会通过土壤的渗入途径进入地下水。
土壤中的毛细管作用和孔隙传导作用使得雨水在土壤中上升并最终进入地下水层。
二、地下水补给的重要性地下水是地球上的重要水源之一,对于人类的日常生活和农业生产至关重要。
地下水不仅可以作为饮用水源,还可以用于农业灌溉和工业生产。
与地表水相比,地下水具有更长时间的蓄水能力和更好的质量稳定性,因此被广泛用于满足人类的生活和发展需求。
由于地下水的补给与水文地质条件、降水情况以及人类活动有着密切关系,因此了解并合理管理雨水与地下水的补给关系对于水资源的可持续利用具有重要意义。
三、雨水与地下水的管理为了保护地下水资源并保证水资源的可持续利用,有必要进行有效的雨水和地下水管理。
以下是一些建议和措施:1. 加强自然环境保护:保护自然环境是保护雨水和地下水资源的基础。
保护水源地的生态环境,减少污染源,保持土壤的保水能力,能够维护地表径流的质量,并提高雨水进入地下水的效率。
2. 合理规划城市建设:在城市规划中,应充分考虑雨水的补给和地下水的保护。
例如,建设雨水花园、绿化带和滞洪池等雨水管理设施,能够增加雨水的渗透量,减少洪水的发生,并补给地下水。
雨水节气下的地表水与地下水交互作用雨水是自然界中的重要水资源之一,而雨水节气则意味着雨水开始逐渐增多,对于水文循环和水资源管理来说具有重要的意义。
在雨水节气下,地表水与地下水之间的交互作用尤为显著。
本文将探讨雨水节气下地表水与地下水的相互影响和作用机制。
1. 雨水节气的特点雨水节气是二十四节气中的一个,通常出现在农历二月初二前后。
此时,气温逐渐回暖,天气多云雨水增多,对于湿地的恢复和植物的生长发育起到至关重要的作用。
雨水节气之后的雨水将补充地表水和地下水的水源,进而影响水文循环过程。
2. 地表水与地下水的关系地表水是指地球表面的自然水体,例如河流、湖泊、湿地等,而地下水则是地质层中的水体。
地表水与地下水之间通过渗漏、渗透和补给等方式互相联系和影响。
3. 地面径流对地下水的补给雨水节气期间,由于降雨增多,地表水随之增加,其中一部分通过径流进入地下,充实地下水资源。
地面径流涵盖了地表水直接流入河流、湖泊、水库等水体的过程,同时部分水分渗透到地下,由此补给地下水。
4. 渗漏对地下水的补给雨水节气下,地表水由于从土壤中渗透到地下,进而补给地下水。
渗漏的过程需要考虑土壤的渗透性和饱和度等因素。
渗漏对地下水的补给不仅与降雨量相关,还与土壤的质地、坡度等因素有关。
5. 水文循环的影响雨水节气下的地表水与地下水交互作用的一个关键环节就是水文循环。
降雨在一定程度上影响着地表水质和地下水的储量。
水文循环的延续和运作使得地表水和地下水形成稳定的互补关系,维持水资源的平衡。
6. 水资源管理的重要性地表水和地下水资源是人类生活和经济发展的重要基础,因此合理管理和调控水资源具有极其重要的意义。
了解雨水节气下地表水与地下水的交互作用,有助于科学规划水资源利用方式,保护、维护和合理分配水资源。
结论在雨水节气下,地表水和地下水之间的交互作用对于水文循环具有重要影响。
此时的降雨将通过地面径流和渗漏等方式补给地下水,维持水资源的平衡状态。
雨水对地下水资源的补充作用地下水是地球上重要的淡水资源之一。
它在地下岩石和土壤中储存着大量的水分,供人类生活和农业生产所需。
虽然地下水具有自我恢复的能力,但受限于地球水循环的时间尺度和不可再生性,地下水补给显得尤为重要。
雨水是一种重要的地下水补给形式,通过雨水的渗透和入渗,地下水储量可以得到有效的补充。
本文将详细探讨雨水对地下水资源的补充作用。
一、雨水的渗透和入渗雨水是由大气中的水蒸汽凝结而成的水滴,在天空中形成并下降到地面。
当这些水滴到达地面时,它们有两个主要去向:蒸发和渗透。
蒸发是指水转化为水蒸汽并回到大气中的过程,但在雨水补给地下水方面,我们更关注的是渗透。
渗透是指雨水通过土壤和岩石缝隙的过程,进入地下水层。
渗透过程的关键因素包括降雨量、土壤类型和地下水层的渗透能力。
降雨量越大,土壤的饱和度越高,雨水渗透到地下水层的速度也会增加。
土壤类型起着至关重要的作用,比如沙质土壤对雨水渗透较快,而粘土质土壤对雨水渗透较慢。
地下水层的渗透能力也会影响雨水的渗透速度和深度。
二、雨水对地下水的补充作用1. 维持地下水位降雨是维持地下水位稳定的重要因素。
雨水的渗透和入渗可以补充地下水层的水量,从而保持地下水位的稳定。
在干旱地区或长期无降雨的季节,地下水位可能会下降,导致水资源供应不足。
而适量的雨水补给可以避免这种情况的发生,保持地下水位的平衡。
2. 提供持久的水资源地下水的储量通常比地表水更稳定和持久。
雨水通过渗透和入渗进入地下水层后,将被储存起来,供人类生活和农业生产使用。
与地表水相比,地下水更不容易受到污染和蒸发的影响,因此可以提供长期可靠的水资源。
3. 改善土壤质量雨水的渗透过程还能够改善土壤的质量。
当雨水渗透到土壤中时,它会带走土壤中的溶解性盐分,并将养分输送到植物根部。
这样一来,不仅可以提高土壤的肥力,还可以避免土壤因盐分积累过高而导致的退化。
这对于农业生产和土地保护都具有重要意义。
4. 维持生态平衡地下水在自然界中扮演着重要的角色,维持着生态系统的平衡。
济南市泉水保护规划浅析摘要:被誉为“泉城”的山东济南,处处呈现出“家家泉水,户户垂柳”的绮丽风光。
济南共有四大泉组,十大泉群,72名泉,733个天然泉,众多的泉水要素是活力济南的高度复杂有序的组织肌理,不仅丰富了济南的历史文化,更造就了济南与众不同的特色。
济南市区水资源具有总量不足、年际变化大、年内分配不一和地域分布不均等特点,多年平均水资源总量为5.87亿m3,人均占有水资源量为225m3,仅占全国人均水资源量的1/10,远低于国际公认的人均水资源量1000m3的标准,属于严重缺水的城市,是全国重点缺水城市之一。
随着城市规模的扩大、工农业生产的发展以及人们对生活质量要求不断提高,城市用水需求与日俱增,地下水的开采量不断攀升,“天下第一泉”趵突泉甚至一度停喷926天,“泉城”无泉,泉群干涸甚至是跨年度干涸。
泉水是济南的象征,泉水的断流不仅导致济南环境质量下降,更使“泉城”风貌黯然失色。
应对济南泉水断流,近年,政府出台了一系列的综合治理规划,经过不断治理,泉城逐渐恢复到往昔的模样。
本文通过对相关规划政策进行分析研究,对规划提出肯定和建议,以期为济南泉水摆脱断流危机贡献一份力量,让这座泉城能永远保持汩汩的活力。
关键词:济南泉水断流规划建议对策Abstract:Known as the "Spring City" , Jinan shows the beautiful scenery, "every home springs, weeping willow households." .Jinan has a total of four springs group, ten spring group, 72 springs and 733 natural springs, with a highly complex and orderly organized texture build up by a large number of spring elements; all those created a distinctive Jinan Features. Jinan City, with less than the total amount of water resources, large int erannual variations, uneven distribution throughout the year and uneven geographical dis tribution, of which the average annual total water resources is 587000000 m3, the per c apita water resources is 225m3, accounting for only the national average water One-tent h of the amount of resources, well below the internationally recognized standard of per capita water resources of 1000m3, belong to a serious water-short city, is one of the key cities in the country. With the expansion of the city scale, the development of indu strial and agricultural production and the continuous improvement of people's demands f or living quality, the increasing demand for water in urban areas and the continuous inc rease in exploitation of groundwater, Baotu Spring, the best in the world, stopped for 9 26 days; springs dry up even across the year.Spring water is a symbol of Jinan; spring water cut not only led to the decline of Jinan environmental quality, but also to "Spring City" style eclipsed. In response to the flow of Jinan spring water, in recent years, the government introduced a series of comprehensive management plan, after continuous management, Springs gradually restored to the past look like. Through the relevant plan ning and policy analysis in this article, affirmation and suggestion to the plan, with a vie w to Ji Chun Springs contribute to a crisis out of a crisis, so that this Spring Urban can always keep the vitality.Key words: spring of Jinan; cutoff; planning; suggestion and countermeasure第一章绪论1.1 选题背景以及意义素有“泉城”、“泉都”之称的济南,泉水是其极具特色的自然景观,清冽甘甜的泉水,从地下涌出,呈现出的“清泉石上流”、“家家泉水,户户垂杨”的自然景观[1],成为济南的一张闪亮的名片,为海内外游客向往。
济南泉水成因与保护研究摘要:作为山东省省会的济南,是山东的政治、经济、科技、文化、教育、旅游中心,1986年被列入国务院公布的第二批历史文化名城。
[1]研究区地处泰山背斜北翼及黄河冲积平原,济南泉域是一个相对封闭的地下水系统。
现代地质工作者普遍认为济南泉水来源于南部山区裸露灰岩直接降雨入渗及第四系间接入渗,经过城区单斜灰岩,遇侵入岩隔水涌出地表。
本文通过研究市区地层,构造等区域地质环境及研究区自然地理概况浅析泉水来源,并了解各个部分在系统中的功能。
重点根据一系列资料通过补给、排泄平衡原理分析泉水影响因素,主要是重点补给区降雨量、间接补给区入渗补给、济东地下水人工开采等。
并提出一系列相对应的经过论证切实可行的保泉措施。
关键词:地层系统功能影响因素保泉措施济南七十二名泉享誉天下,[2]自古被誉为泉城。
市区有大小泉池百余处。
趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭四大泉群[3]是济南泉水的主要组成部分,其他的则“隐居”于济南辖区内的其他地方。
其中趵突泉被誉为”天下第一泉”。
珍珠泉的景观更是被人们形容为”跳珠溅雪碧玲珑”。
泉水是济南重要的旅游资源,但是由于城市的发展,大量抽取地下水,导致地下水位连年下降。
本文通过对济南地区岩层结构,构造等地质条件的研究来判断整个地下水系统。
1水文地质条件中国全球岩溶分布广泛,南北方岩溶系统差异很大。
所谓岩溶系统是指有明确边界,以岩溶网络为介质,具有输入、储存、运移、输出、调节岩溶水物质、能量、信息功能,存在基本统一的水动力场,水化学场的岩溶地下水体系[4]。
根据地形地貌、地层岩性、地质构造等地质条件将济南划分三个水文地质区。
[5]黄河冲积平原孔隙水水文地质区,泰山背斜北翼岩溶水水文地质区和山前冲洪积平原孔隙水水文地质区。
1.1泉水系统边界条件系统南边界:地层岩性和地貌特征等确定。
西自岗新庄—桃花峪,经黄山顶至长城岭,东至东坞断裂。
系统北边界:通过地层岩性和水文地质条件确定。
基本以燕山期侵入岩和石炭、二叠煤层等透水性极差的岩石为界。
2011.10山东水利
谈济南泉域的雨水利用与地下水补给
杨同春1,孙清明2
(1.济南市小清河管理处,山东济南250014;2.济南市锦绣川水库管理处,山东济南250014)
【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。
【关键词】济南泉域;雨水利用;地下水补给
【中图分类号】TV213.4【文献标识码】B【文章编号】1009-6159(2011)-10-0027-02
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988.8m。
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600~700mm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。
其支流东泺河、西泺河为常年性河流外,其余为排泄山洪之季节性河流。
本区河流除黄河外,均为雨水补给为主,按水文特征分山区型河流和半山区型河流两种类型。
小清河属于半山区类型,其余较大河流基本上属山区型河流。
2济南泉域雨水利用与地下水补给条件分析
2.1济南泉域岩溶水赋存条件
济南泉域处于鲁西北平原和泰山单斜的交汇处。
泰山单斜南高北低,在变质岩的基底上覆盖着厚度达300m以上的奥陶系和寒武系灰岩,灰岩底层顺着南高北低的走势隐伏于市区第四纪松散沉积物下,夹有比较薄的石炭系和二叠系夹层。
南部山区的石灰岩裸露于地表,喀斯特岩溶地貌广泛发育,导致了灰岩的渗透系数比较大,经过漫长的年代,巨厚的灰岩区形成了错综复杂的地下裂隙和溶洞、溶沟等组成的地下网络通道。
据在市区打井所得资料显示:北部的溶洞大者直径2~3m,一般为10~30cm,深度为50~100m;南部深度在80~130m。
2.2雨水补给岩溶水条件分析
1)大气降水直接补给区。
济南泉域面积为1486km2左右,在此区域内广布灰岩,特别在济南南部地区石灰岩大多裸露于地表,在漫长的时代里,由于各种因素影响喀斯特地貌广泛发育,在地表形成了大量的裂隙、溶洞、溶孔、溶槽和溶沟,这些地貌形态有较大的降雨入渗系数,通常在0.3~0.7。
大气降水是泉水的主要补给源,在市区泉域范围内主要有道路、公共建筑和生活小区屋面、绿地等可作为雨水下渗补给面。
2)大气降水间接补给区。
在济南泉域内主要分布着玉符河、大沙河、卧虎山水库、玉清湖水库等地表水体,这些地表水体通过下渗和侧渗来补给岩溶水,在玉符河的西柯马-崔家庄一带有强烈的渗漏区,渗漏水的趋向已经被证实是补给市区的泉群(据山东师范大作者简介:杨同春(1972—),女,工程师
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DOI:10.16114/ki.sdsl.2011.10.031
济南水利学会论文专刊2011.10
学的元素示踪试验),试验条件下渗漏能力为1.5m3/s,每天的渗漏水量是12.96万m3。
通过采取修建拦水坝、开挖整平河道、打渗井、挖渗坑等增渗措施,将渗漏能力提高到3.0m3/s是完全可行的。
济南西部覆盖着200多m的第四纪松散沉积物,含有丰富的孔隙水,已经投入使用的济西水源地采集的是岩溶裂隙水,当降深大时,孔隙水可补给岩溶水。
3雨水利用与岩溶水补给实施方案
从济南市实际出发,在岩溶地下水直接补给区内重点实施雨水回补地下水、减少地表径流和雨水直接利用工程,在间接补给区实行以下垫面河道、沟渠、渗漏区增加入渗的工程为主。
3.1雨水收集渗透排水工程
1)以回补岩溶地下水为目的,以建筑群和小区为对象,与规划设计的以及现有的社区雨水排水系统结合,以渗层渗透井建设为核心,重点规划设计雨水收集、贮存、运移、渗透系统,将屋顶路面雨水进入绿地。
超过土壤天然下渗能力的雨水进入人工设计的地表渗水浅沟;雨量较大时,浅沟的雨水进入渗井继续下渗,补充岩溶水;超过渗透能力的雨水再进入市政雨水排水管网,通过具有下渗能力的排水管网在运移的过程中进一步渗透,多余的水量可以暂时贮存。
2)以回补岩溶地下水为目的,以雨水水质保证为前提,建立单独专用的雨水管网。
由于降水直接补给地下水容易污染地下水质量,可先将雨水收集起来通过专用的管网送入到污水处理厂处理后按照不同的水质要求再通过给水管网供给。
在社区可以建立不同规模的公共和家用雨水处理装置满足景观和家用水的要求。
对于多次使用过的污水,再经过水处理排入河流或者强渗漏区补给地下水,达到“先用后补”的目的。
3)以回补岩溶地下水为目的,以雨水的循环利用继续下渗为要求,建立形式多样的雨水下渗区域。
目前的雨水收集基本上以城市的城区为主,通过特定的景观建筑物和各种的地表明沟、渗井来下渗雨水。
可以在自然河道、给排水网基础上建设延伸系统,如“蜘蛛网”式环城区的地下渗漏系统或类地下水库系统,填充一些碎石滤料过滤下渗,可贮存超出市区下渗能力的水资源,以满足不同时期地下水位的调节。
3.2雨水就地入渗工程
以防洪减少地表径流为目的,利用人工渗透地面,如多孔的嵌草砖、碎石地面、透水性混凝土等以及天然渗透地面。
天然渗透地面绿地一般具有较好的渗水性,在充分利用绿地良好的自然渗透和保水性的同时,利用人工促渗设施,增大绿地的入渗水量。
将直接补给区内目前凸式绿地改成低凹式绿地,在低洼处建设铺有滤料的浅层渗井、渗渠、渗沟。
增加现有的人工渗透区的面积,充分依托该地的地形环境条件,建立立体的阶梯式下渗区,不仅增加了下渗面积,同时降低了地表径流的速率。
3.3屋面雨水集续利用系统
以雨水直接利用为目的,以单独建筑物或建筑群为对象,屋面雨水经雨水竖管进入初期弃流装置,经初期弃流后的雨水通过储存池储存调蓄,经处理后,再通过配水系统,用作各种生活杂用水,包括浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。
3.4原始生态的保护与恢复工程
济南泉域内丘陵及部分岛状山分布区,含水层主要为奥陶系灰岩,部分裸露,部分隐伏在厚度10~20m的第四系松散层之下,浅部岩溶裂隙发育。
通过对地表生态环境的恢复和保护,大力推广荒山绿化工程和拦蓄工程以此增加植被的覆盖面积,增加植被对雨水资源的截流量和时间,涵养水源,增加雨水的下渗时间。
由于泉域范围内的灰岩渗透系数为0.4,所以这个措施是可行的,将大大增加雨水的下渗量。
3.5下垫面河道的整治工程
在济南泉域内主要有玉符河的河流,由于河流的搬运剥蚀作用,河床出露岩石,在玉符河干流段存在较强烈的渗流区,可以在河道修建一系列的橡胶拦水坝,增加雨水滞留渗流河道的时间,同时通过开挖整平河道、打渗井、挖渗坑等增渗措施来增加其入渗量。
对于一些古旧的河道要采取清淤工程,可以利用中水来冲刷河道,从而增加其河床的入渗系数。
4结语
1)济南泉域内广布灰岩,而且在济南泉域南部地区石灰岩大多裸露于地表,在其地表有大量的裂隙、溶洞、溶孔、溶槽和溶沟,这些地貌形态有较大的降雨入渗系数;在泉域的某些地段存在着强烈的渗透区(如玉符河的西柯马-崔庄),可以利用“雨水含水层储存及回收技术”进行重点补给。
2)雨水利用补给地下水是济南市现阶段的客观必然要求,利用雨水补给不仅可以缓和因过量开采地下水而出现的严重形势、保持泉水的正常喷涌,而且可以减轻防洪压力。
(责任编辑黄晞淳)
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