济南泉域地下水资源开发保泉技术研究.pdf
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1、水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 S2 期Water Resources and Hydropower Engineering Vol.54 No.S2韩琳,许兴鹏,赵振华,等.济南泉域地下水资源开发保泉技术研究J.水利水电技术(中英文),2023,54(S2):105-109.HAN Lin,XU Xingpeng,ZHAO Zhenghua,et al.Research on spring protection technology for groundwater resources development in Jinan Spring RegionJ.Water Re
2、sources and Hydropower Engineering,2023,54(S2):105-109.济南泉域地下水资源开发保泉技术研究韩 琳1,许兴鹏2,赵振华1,孙雅飞1,刘淑芬3,刘建友4(1.山东省地质矿产勘查开发局八一水文地质工程地质大队,山东 济南 250013;2.湖北大学,湖北 武汉 430061;3.南昌交通学院,江西 南昌 330100;4.中铁工程设计咨询集团有限公司 北京 100055)收稿日期:2023-07-01 作者简介:韩 琳(1981),男,高级工程师,学士,主要从事水工环地质研究。E-mail:59257595 通信作者:许兴鹏(1999),男,硕士
3、研究生,主要从事人文地理方面研究。E-mail:1812201009 孙雅飞(1982),女,高级工程师,学士,主要从事水文地质勘查、山体治理等相关工作。E-mail:931746661 摘 要:济南市的水资源紧缺,主要地下水资源量受大气降水控制,随着工业经济的发展及人们生活水平的提高,地下水的开发利用量增大,同时由于不合理的水资源开发及城市工业生活污水的排放,导致了济南泉域地下水水位下降,泉水断流的现象频发,产生了一系列的水环境地质问题。通过对济南泉域地下水的现有的开发利用方案进行分析计算,发现现状条件下仅靠每年的降水量优化计算后的开采方案达不到保泉供水的目标,因此结合目前济南市海绵城市建设
4、,提出了新的优化补源开采方案。结果显示:相较于仅靠大气降水补给的现状方案,通过回灌补源,在满足红色预警水位的条件下,泉域地下水在丰、平、枯、特枯四个典型水文年中均具有了一定的开采潜力。这表明人工调蓄补源是维持泉水常年喷涌的有利手段,为济南泉域地下水开发利用提供了新的思路及科学依据。关键词:水资源;开采量;补源DOI:10.13928/ki.wrahe.2023.S2.019中图分类号:P641.25文献标志码:A文章编号:1000-0860(2023)S2-0105-05Research on spring protection technology for groundwater resou
5、rces development in Jinan Spring RegionHAN Lin1,XU Xingpeng2,ZHAO Zhenghua1,SUN Yafei1,LIU Shufen3,LIU Jianyou4(1.Shandong Provincial Bureau of Geology&Mineral Exploration and Development 801 Hydrogeology and Engineering Geology Brigade,Jinan 250013,Shandong,China;2.Hubei University,Wuhan 430061,Hub
6、ei,China;3.Nanchang Communications University,Nanchang 330100,Jiangxi,China;4.China Railway Engineering Design and Consulting Group Co.,Ltd.,Beijing 100055,China)Abstract:The water resources in Jinan City are scarce,and the main groundwater resources are controlled by atmospheric pre-cipitation.With
7、 the development of industrial economy and the improvement of peoples living standards,the development and u-tilization of groundwater have increased.At the same time,due to unreasonable water resource development and the discharge of urban industrial and domestic sewage,the groundwater level in Jin
8、an Spring Region has decreased,and the phenomenon of spring water interruption has occurred frequently,resulting in a series of water environmental geological problems.Through the analysis and calculation of the existing development and utilization scheme of groundwater in Jinan spring area,it is fo
9、und that under the current conditions,the mining scheme only based on the optimized calculation of annual precipitation can not reach the goal of 501韩 琳,等/济南泉域地下水资源开发保泉技术研究水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 S2 期water conservation and water supply.Therefore,combined with the current construction of Sponge cit
10、y in Jinan,a new optimized development scheme is proposed.The result show that compared to the current plan of relying solely on atmospheric precipitation for replenishment,under the conditions of recharge and source replenishment,the four typical hydrological years of high,flat,dry,and extremely dr
11、y have certain mining potential under the conditions of meeting the red warning water level for spring protec-tion.This indicates that in both rainy and dry years,to maintain continuous spring water gushing,artificial storage and replenish-ment is an effective measure,providing new ideas and scienti
12、fic basis for the development and utilization of groundwater in Jinan spring area.Keywords:water resources;mining output;supplementing sources0 引 言0 引 言 济南市是一个资源型缺水城市1,主要依靠地下水供给。济南泉域地下水属于深层岩溶地下水,是城市的主要供水水源。据统计,19932002 年济南平均年供水量为 5.67 亿 m32,其中地下水占比54.7%,供水量可达 3.1 亿 m3。济南市区四大泉群自 2003 年以来,由于市政府及相关部门的努
13、力,采取置采、补源、增雨、节水等一系列措施后,泉群持续喷涌至今已有 16 年,成绩昭然。但是也应该清醒地看到因补给条件的变化,岩溶水资源量在逐渐减少,泉水水质与 20 世纪五六十年代比较,已发生了较明显的变化,而且每年的枯水期泉水水位降幅较大,趵突泉水位多次接近停喷标高,红色预警频报3。由此说明,保泉任务是一个复杂的系统工程,任重道远,尚有许多问题亟待解决。从泉水出流的主要因素分析,除大气降水变化等自然因素以外,其余皆为人为因素所致。为了使泉水保持长年出流和水质良好,本文根据济南市水资源开发利用现状,对济南泉域水资源开发利用方案进行了预测分析及优化改进,并对济南市水资源的开发利用提出了相关建议
14、。1 水资源开发变量特征1 水资源开发变量特征 开采资源量是指不会诱发各种地质环境问题的前提条件下,某地区内可供长期、稳定开采的地下水资源量。趵突泉泉域内开采岩溶水资源存在的主要问题是在保持泉水能常年持续喷涌前提下计算岩溶水可采资源量和多水源地的最优开采量达到保泉供水的目的。根据济南泉水研究4,本次保泉供水地下水资源开发利用方案的目的是在保持泉水持续喷涌的前提下,最大限度地开采地下水资源量,以满足居民生活用水的需求。保泉最低水位分别控制在红色预警水位 27.6 m 和橙色预警水位 28.0 m。除了仅靠大气降水补给的现状方案外,根据济南地下水现状特点又设计了地表水优化补源方案。1.1 水文年的
15、划分 对 1959 年至 2015 年间济南市降水情况进行统计,根据降水保证率共分成丰水年(P=25%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)和特枯年(P=95%)4 种水文年份,各年份对应降水量如表 1 所列。表 1 典型水文年降水量一览项 目丰水年P=25%平水年P=50%偏枯年P=75%特枯年P=95%降水量/mm764.4622.8522.8398.91.2 开采期和开采时段划分 在现状方案和 3 个优化补源方案的基础上,结合丰、平、枯、特枯四个典型水文年共设计出 48 种水资源优化开采方案(见表 2)。表 2 不同水文年地下水资源优化开采方案方 案水位/m 丰水年(1)平水年(
16、2)枯水年(3)特枯水年(4)现状开发利用方案保泉水位 27.6PA1PA2PA3PA4保泉水位 28.0PB1PB2PB3PB4地表水优化补源开发利用方案一保泉水位 27.6PC1PC2PC3PC4保泉水位 28.0PD1PD2PD3PD4地表水优化补源开发利用方案二保泉水位 27.6PE1PE2PE3PE4保泉水位 28.0PF1PF2PF3PF4地表水优化补源开发利用方案三保泉水位 27.6PG1PG2PG3PG4保泉水位 28.0PH1PH2PH3PH4601韩 琳,等/济南泉域地下水资源开发保泉技术研究水利水电技术(中英文)第 54 卷 2023 年第 S2 期 趵突泉泉域内降水时间
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