水利工程論文-濟南泉群斷流的成因與對策探析.doc

水利工程論文-濟南泉群斷流的成因與對策探析摘要：濟南泉群自1973年首次出現(xiàn)斷噴以來，歷時不斷加長，給濟南市的環(huán)境質(zhì)量和城市居民生活造成了嚴重影響。本文分析了泉群斷流的主要原因，提出了治理泉群斷噴的工程措施、管理措施及經(jīng)濟措施關(guān)鍵詞：泉群斷流治理1、概述濟南市是有著2600多年悠久歷史的文化名城，城內(nèi)山、泉、湖、河、城渾然一體，是我國少有的山水園林城市。在古城區(qū)2.6km2范圍內(nèi)，分布著趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)?大泉群共計136處名泉，形成了家家泉水，戶戶垂楊的獨特風(fēng)貌。濟南泉水數(shù)量之多、密度之大，在全世界城市中是獨一無二的。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查結(jié)果，濟南市泉水在豐水期的噴涌量最高時每日達到60萬m3，平時平均也能達到30萬m3/d。濟南市區(qū)水資源具有總量不足、年際變化大、年內(nèi)分配不一和地域分布不均等特點，多年平均水資源總量為5.87億m3，人均占有水資源量為225m3，僅占全國人均水資源量的1/10，遠低于國際公認的人均水資源量1000m3的標準，屬于嚴重缺水的城市，是全國重點缺水城市之一。隨著城市規(guī)模的擴大和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市用水需求與日俱增，地下水的開采量不斷攀升，泉水逐漸無源，以至泉群干涸甚至是跨年度干涸。由于地下水超采嚴重，目前市區(qū)已形成200km2的降落漏斗區(qū)。泉水是濟南的象征，泉水的斷流不僅導(dǎo)致濟南環(huán)境質(zhì)量下降，更使泉城風(fēng)貌黯然失色。2、歷史與現(xiàn)狀濟南市降雨量每年需達到650mm，地下水位達到26.7m時泉水才能實現(xiàn)噴涌。1999年濟南遇大旱，降雨僅480mm，導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)大部分名泉停噴。2000年，濟南市雖降雨700mm，但由于近年來地下水開采過量，城市建設(shè)造成路面硬化、泉池填埋毀壞，泉水未能實現(xiàn)噴涌。1973年濟南市區(qū)泉群首次出現(xiàn)斷噴，以后每年斷噴的時間因降雨量的不同或長或短，總體呈斷噴時間越來越長的趨勢。此后，由于城市規(guī)模的不斷擴大、工農(nóng)業(yè)及城市生活用水迅速增加，濟南城市耗水量20世紀70年代初是每年0.821億m3，1975年以后達到1.22.9億m3。日耗水量則由20世紀50年代初的幾萬m3，增加到90年代的近百萬m3。而其中70的水來自開采地下水。地下水超負荷開采，再加上全球氣候變暖、大氣降水減少等因素，造成濟南地下水位下降幅度較大，地下水位連年在警戒水位23.5m左右徘徊，2000年更是創(chuàng)紀錄地降至21.3m，泉群出現(xiàn)間歇性噴涌甚至常年停噴的嚴重局面，尤其是在1982、1988、1989、2000全年斷流。濟南市區(qū)降雨量、地下水開采量、泉涌量及地下水位關(guān)系曲線見圖1。1999年3月2日，趵突泉停噴，后因市區(qū)持續(xù)旱情，加之地下水的過量開采，直至2001年9月采取人工回灌和關(guān)停自備井等措施后才開始噴涌，至2002年3月又停止了噴涌，再次人工回灌補源也未能促使趵突泉復(fù)涌，給人們留下了無盡的遺憾。圖1濟南市區(qū)地下水位和泉水流量的動態(tài)曲線與降水量、開采量的關(guān)系3、原因濟南市位于泰山北麓，地勢南高北低。南部山區(qū)灰?guī)r是濟南泉水的補給地帶，大氣降水滲漏地下后，順著巖層傾斜方向北流，至城區(qū)遇到侵入巖體的阻擋，承壓水出露地表，形成泉水。經(jīng)初步研究分析，造成濟南泉水斷流的主要原因有以下幾個方面：地下水超采：地下水的超量開采是導(dǎo)致泉水斷流的重要原因。早在1936年，濟南市首次建成了趵突泉水廠用于城市供水，日均開采地下水0.76萬m3。建國后，隨著經(jīng)濟發(fā)展以及城市規(guī)劃面積的不斷擴大，濟南的用水量不斷增加。1959年，地下水日開采量為7.28萬m3，泉水水位全年一般都在30m以上，泉水保持常年噴涌根本不成問題。到1981年末，日供水量達到了50萬m3。到了1993年，地下水日開采量達76.89萬m3，地下水年平均水位只有25.22m，比50年代降低了近5m。到1999年城區(qū)人口達到260萬，已建成地下水水廠9處，總水井數(shù)108眼，日供水能力已達95萬m3。隨著城市的發(fā)展，供水量每年還將增加。十五期間，濟南將建成為人口300多萬的大都市，人口城鎮(zhèn)化率將達到55。另外，泉水補給區(qū)內(nèi)村莊的機井眾多，截流了地下水的補給。目前，緊鄰市區(qū)的姚家、七賢、十六里河、港溝4個鎮(zhèn)就有機井526眼，擔負著居民生活和生產(chǎn)用水，這也減少了對泉水的補給。補給量減少：泉水補給區(qū)面積減少，地下水補給和涵蓄能力大大降低。濟南市區(qū)泉水補給區(qū)面積約為1200km2，近年來，由于濟南城市規(guī)模的不斷擴大，南部補給區(qū)的大片林地、果園變成高樓小區(qū)，地面硬化面積增多，2000年道路占地面積是1970年的9.2倍。同樣的降水量，則不是同樣的補給量，降低了泉水的補給能力。另外，在南部山區(qū)修建了兩座水庫-錦繡川水庫和臥虎山水庫，將玉符河內(nèi)水流截斷，也減少了對地下水的補給。地下水廠缺乏長遠規(guī)劃：最初水廠的建設(shè)缺乏長遠規(guī)劃，使市區(qū)內(nèi)的水廠抽水對泉群的影響非常大，如日供水10萬m3的解放橋水廠和日供水34萬m3的泉城路水廠，都距泉群非常近，水廠開采形成的漏斗使泉區(qū)水位下降。另外西郊水廠、東郊工業(yè)區(qū)的開采量過大也對泉群造成明顯的影響。開采量分配和開采時間不合理：東塢斷裂千佛斷裂地段屬泉群補給區(qū)，其開采量已達補給量的近兩倍，屬嚴重超采；二環(huán)路以內(nèi)共有機井140多眼。北沙河流域是在泉群補給區(qū)以外，其開采量不到補給量的5%。另外，枯水期水量補給很少而往往是地下水開采量最大的時候，這加劇了泉域地下水位的下降速度和泉水斷流時間。泉域范圍和邊界不清：對濟南泉域的范圍和邊界的確定長期存在爭論。到目前為止，關(guān)于邊界位置的說法至少有4、5種之多，有的還相差很大，這就導(dǎo)致在采取保泉措施時不能對癥下藥。例如，1981年濟南供水保泉會議上提出了采外補內(nèi)的措施，即擴大東西郊水源地的開采、停采市區(qū)地下水，以達到供水保泉的目的，現(xiàn)在事實證明該措施是不科學(xué)的。再如2001年8月濟南市水利局在玉符河滲漏地段利用上游水庫放水補源時，就有人認為在此處補源有百害而無一利，原因是此處不屬泉域范圍，在此處搞回灌對泉水恢復(fù)噴涌毫無意義，而且還容易引起下游地區(qū)地面鹽漬化。4、措施加強濟南市水資源的統(tǒng)一規(guī)劃調(diào)度和管理，堅持依法管理水資源，加強用水的規(guī)范性。認真貫徹執(zhí)行中華人民共和國水法、山東省水資源管理條例、濟南市水資源管理辦法和濟南市名泉保護管理辦法,使?jié)鲜懈骷壦Y源管理機構(gòu)職責(zé)到位，建立健全用水管理制度，統(tǒng)籌兼顧，保全大局，科學(xué)合理調(diào)度利用，逐步建立起水資源開發(fā)、利用、管理和保護的良性運行機制，把統(tǒng)一管理濟南市水資源落到實處。加強地下水資源的動態(tài)觀測研究。進一步加強泉域地下水監(jiān)測井網(wǎng)的統(tǒng)一建設(shè)和優(yōu)化調(diào)整工作，加強地下水動態(tài)觀測的研究；利用先進的計算機技術(shù)及3S技術(shù)，建立地下水動態(tài)資料庫和水資源管理信息系統(tǒng)；加強地表水、地下水聯(lián)合調(diào)度與優(yōu)化配置研究，為促進地下水資源的合理開發(fā)利用與保護工作提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。加強用水管理，在全市范圍內(nèi)全面實施取水許可證制度。各用水單位和個人取水時，必須向濟南市水資源管理辦公室提出取水申請，在取得取水許可證后，才能正常取水。在城市公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，嚴禁新建自備水源，已有的要逐步封存；城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)已經(jīng)取水的單位，按照用水定額和單耗，重新核定用水計劃，取得取水許可證后