济南泉水成因与保泉供水.docx

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1、谨以此文纪念胡耀邦同志在济南发出保泉供水号召40周年济南泉水成因与保泉供水山东水利学会研究员、中国地球物理院士工作站进站专家商广宇泉城济南，因泉而立，因水而兴。位于济南城区的的突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭四大泉群100多处泉水，自古长年喷涌，多年平均天然涌水量40万米3/日，最高纪录达95万米3/日；多年平均地下水位30米以上，最高纪录达34.5米。济南以泉水喷涌壮观而驰名中外。泉城人把泉涌当作城市发展的动力，视泉水为城市的灵魂。随着城区、东郊地下水开采量的不断增加，从上世纪60年代后期济南泉群涌水量不断衰减。狗突泉1971年5、6月份出现枯季断流，此后大多数年份泉水出现断流且断流时间增长。1

2、981年3月1982年9月，B勺突泉、黑虎泉连续18个月断流干涸。泉城失色引起了中央和各级领导的关注。1981年5月，正在济南视察工作的中共中央主席胡耀邦同志指示“三年恢复泉城风貌”，此后济南市掀起了保泉热潮。从1982年起至今，济南保泉供水历经曲折，唯有省市两级政府共同做出的“采西停东”保泉供水决策，取得了经得起检验的历史性成功。2003年初2006年底，山东省、济南市两级政府采纳了商广宇（省水文局）、叶枝顺（省城勘院）、高明志（省801队）三位研究员的建议，实施济西水源地建设与保泉供水工程，由济西水源地供优质地下水33万米3/日，泉域内济东停采25万米3/日，设地下水监测井120眼，控制面

3、积1280平方公里，历时29个月。在百万泉城市民喝上优质地下水的同时，济南名泉再现壮观的喷涌气势（见图1,照片3张）。济西抽水试验报告与济南保泉供水研究（10万字加图集）通过了院士专家鉴定。韩寓群省长等省市领导亲临济西水源地视察。至此，济南泉水的成因和来龙去脉得以查清。一、济南泉水成因与济南泉域（-）水文地质简述济南泉水来自东南部以石灰岩地层为主的山丘区岩溶地下水，流至老城区一带受阻于隔水的火成岩体，水位抬高溢出地面，形成了著名的济南泉群（见图2,剖面图）。济南地区地处鲁西背斜北翼，总体为一平缓的单斜构造。地势东南高、西北低。地层总体向北、北西倾斜，倾角512。出露于最南部长城岭一带的太古界泰

4、山群古老片麻岩等构成本区的沉积基底，向北依次为寒武系页岩与石灰岩互层、奥陶系石灰岩地层。在城区西部、北部至东北郊，为燕山期侵入的辉长岩、闪长岩体，即济南火成（岩浆）岩体，该岩体的围岩有石炭系、二叠系地层。平原区较普遍分布着第四系地层。奥陶系石灰岩和寒武系上中统石灰岩，在适当的水动力条件下岩溶发育良好，富水性强，为补给济南泉水的主要含水层；横贯城区北部的济南火成岩体，为隔水性能极强的隔水体，起到了地下挡水坝的作用。济南地区断层构造发育，较大的断层有北北西向的东梧断层、千佛山断层、马山断层和北北东向的港沟断层。这几条断层均存在两盘岩溶化石灰岩直接对接的主体情况，试验己证明均为强烈透水的断层，均不构

5、成泉域隔水边界。较大褶皱构造为北北西向的埠村向斜，其核部起隔水作用的石炭二叠系砂岩、页岩地层，控制着所在区域地下水流向。（二）地下水补给、径流、排泄条件岩溶地下水主要补给来源是大气降水入渗及河道渗漏。济南东南部山区广泛分布的奥陶系、寒武系上中统石灰岩，厚度达IOOO米。如东南郊区搬倒井、撅子山、千佛山一带沟谷中，地表、地下岩溶均较发育，为大气降水直接入渗补给创造了极为有利的条件。巴漏河、巨野河、韩仓河、刘公河、大辛河、兴济河等小清河支流流域，均为奥陶系石灰岩、寒武系上中统石灰岩为主的岩溶渗漏区。根据实测资料分析，这几条河流合计持续渗漏能力在46米3/秒；巴漏河南明村以下河段、韩仓河港沟以下河段

6、强烈渗漏，平、枯水季节河道断流，形成干谷。可见，地表水渗漏是岩溶地下水的重要来源之一。济南地区岩溶地下水总体流向为南东北西（见图3,地下水等水位线图）。来自巴漏河、巨野河、韩仓河、刘公河、大辛河、兴济河等流域的岩溶地下水，受阻于北东走向的济南火成岩体，在地形较低洼、第四系较薄的城区集中涌出地面，以上升泉形式出露，形成了著名的品勺突泉泉群、黑虎泉泉群、五龙潭泉群、珍珠泉泉群；其次是在地形较低洼但第四系较厚的东北郊区少量缓慢渗出，形成规模较小的白泉泉群（湿地）。来自淄川范阳河和章丘青杨河、闫家峪河等流域的岩溶地下水，受阻于隔水的煤系地层，在章丘区明水一带溢出地表成泉，形成了较著名的明水泉群。来自玉

7、符河、大沙河、平阴诸河流域岩溶地下水，流至济西形成大规模地下水富水区，只因缺少连续稳定的隔水体阻挡，地下水穿越黄河地下径流通道，源源不断地流入齐河、禹城、东阿一带，形成了黄河北罕见的地下水全淡水区，最终消耗于潜水蒸发。（三）济南泉域边界条件论证泉域是指泉水的地下汇水区域及蓄水区域。1.关于泉域西边界简论济南泉水与济西地下水关系（1）济西与名泉区之间有隔水火成岩体和南延的岩溶弱发育带相隔；（2）沿岩溶弱发育带长期存在连续稳定的地下水分水岭；（3）济西超大型抽水试验及停水试验均证实济西地下水与济南泉水无水力联系；（4）历次示踪试验均未拿到济西地下水与城区水力联系的客观证据；（5）多年监测数据表明，

8、城区的地下水位变化不受济西影响；（6）水化学场、环境同位素研究证明济西与城区分属不同的地下水系统；（7）卧虎山水库历次放水对济南泉水及城区地下水位实际上均未产生任何影响；（8）水不会往高处流，地下水径流场表明玉符河至城区不存在泉水补给通道带；（9）名泉断流在先济西增采在后，名泉断流与济西无关；（10）长期监测表明停采西郊水厂及西郊自备井对恢复泉涌没有作用；（H）济西地下水流入黄河北，齐河、东阿存在全淡水自流区证据确凿。由此可见，济西与名泉区之间有隔水火成岩体和南延的岩溶弱发育带为济南泉域西边界，以泉域外济西地下水替代泉域内地下水开采，对济南保泉极为有利。2.关于泉域东边界简论济南泉水与济东地下

9、水关系（1）试验证明曾被认为济南泉域东边界的东梧断层强烈透水；（2）东梧断层以东的“白泉泉域”是济南泉域的一部分；（3）白泉一带排泄不畅，济南泉域地下水只能从城区一带集中涌出；（4）济东地区地下水与济南泉水属同源补给；（5）暴雨分析解谜团，泉水来自东南部；（6）城区与济东抽水试验、停水试验证实济东地下水与济南泉水水力联系密切；（7）埠村向斜隔水构造分隔了明水与济南两大泉域，构成济南泉域东边界。埠村向斜轴线位于埠村至城角头一带，核部为阻水的石炭二叠系地层，翼部为奥陶系、寒武系。北端开口倾伏，南端收敛扬起，为簸箕形构造盆地。东翼被文祖断层切割，西翼煤系地层呈北西向延伸到白谷堆、滩头一带，在东北郊与

10、济南火成岩体呈侵入接触。由此可见，埠村向斜隔水构造为济南泉域东边界，大量开采济东（包括被称作“白泉泉域”的区域）地下水，必导致济南泉水衰竭甚至干涸。3 .关于泉域南边界勘察研究、长期监测发现，与上述西边界相连接，从分水岭村往东，经兴隆山、矿村、龙湾（小清河诸支流与玉符河流域分水岭）往东南延伸，直至长城岭东段（巴漏河与莱芜盆地的区域分水岭），地表水与地下水分水岭总体一致，该分水岭构成了泉域南边界。4 .关于泉域北边界分布在城区至东西郊北部的济南火成岩体，为公认的隔水体，构成了泉域北边界。济南火成岩体为中基性岩浆岩侵入体，西起西郊位里庄，东到东北郊王舍人、滩头，南至刘长山，北达桑梓店，面积约330

11、平方公里。在城区西部段店至吴家堡、北部浮口和东郊北部华山一带呈岩基形态；在城区大明湖、东北郊大辛庄、姚家、王舍人一带，呈岩床、岩盘形态。地下阻水界面呈南西北东向。由于济南火成岩体西南部呈岩基形态向南延伸至刘长山一带，因此不仅构成了泉域北边界，同时也构成了泉域西边界的主体。5 .济南泉域范围济南泉域的范围，东从埠村向斜西翼煤系地层，西到城区西部火成岩体和与之相连的岩溶弱发育带，南达小清河诸支流与玉符河流域的分水岭及与莱芜盆地的分水岭，北到济南火成岩体北东向阻水前沿，济南泉域面积819平方公里。出露地层主要为奥陶系，其次为寒武系为主，仅东南部巴漏河上游地段有太古界出露（见图4,地下水系统图）。搞清

12、了济南泉域范围及其边界条件，保泉供水就能有的放矢。只要全面开发潜力巨大的泉域外济西等地下水源，彻底停采泉域内济东（章丘西部至济南城区）岩溶地下水，定能在确保城市、工业供水的同时，恢复并保持济南泉水长年正常喷涌。二、济南泉域外围地下水供水潜力分析地下水是不断更新的动态资源，不开采则损失掉，不可能作为战略储备留给子孙用。（-）济西地下水源济西地下水补给范围为玉符河、北大沙河、南大沙河、孝里河、平阴入黄诸流域，面积2625平方公里，富水区单井出水量大于8000米3/日，含水层为奥陶系石灰岩和第四系卵砾石层，地下水储存量达100亿米%水质优于生活饮用水标准。年平均地下水补给量130万米3/日，地下水可

13、持续供水量117万米3/日，大于济南市城市供水需求量。（二）巴漏河冲积扇地下水源位于济南与明水两大泉域之间、覆于埠村向斜之上的巴漏河冲积扇，跨枣园、宁家埠、白云湖、唐王等乡镇，垂向补给面积600平方公里，还接受周边侧向补给。第四系厚度80280米，含水层为卵石、砾石、粗砂。富水区单井出水量达3000米3/日，地下水多年平均补给量40万米3/日，储存量达20亿米3,水质符合生活饮用水标准。适量引明水、济南泉水自流补源，地下水可持续供水量20万米3/日。困扰多年的泉水先观后用问题也将得到解决。省委书记作出重要批示后，省、市多位领导和各有关部门负责同志纷纷到实地考察。三、发挥地下水水优势，开创济南保

14、泉供水新局面采西停东，保泉成功；万事俱备，只欠“东封”（东部封井）。省、市两级政府肩负着全市全省和全国人民的重托，在采西停东实现保泉供水方面早已取得了历史性突破！在济西水源开发取得巨大成功的同时，巴漏河冲积扇又为东部城区腾飞展现出光明的供水前景。只要以十九大精神为指导，认真落实省委领导批示和省市政府采西停东决策，排除阻力，发挥济西地下水资源巨大优势和巴漏河冲积扇往东城供水的优势，济南保泉供水问题、章丘保泉供水问题、泉水先观后用问题都将从根本上圆满解决！二O二一年五月图1：采西停东期间狗突泉、黑虎泉、月牙泉喷涌气势照片；图2：济南千佛山的突泉一带水文地质剖面图；图3：济南地区岩溶地下水等水位线图；图4：济南地区地下水系统图。