山东济南岩溶泉域示范区.doc

前 言
济南泉脉基本查清
2005年11月01日讯　开采地下水以供市民饮用是否影响济南四大泉系喷涌？在今天召开的中荷合作项目——中国地下水信息中心能力建设项目山东济南岩溶泉域示范区研讨会上，专家揭开了冰山一角。
荷兰的地下水监测水平国际一流。
2003年3月，国土资源部与荷兰合作开展了《中国地下水信息中心能力建设》项目，济南岩溶泉域地下水信息能力建设是其中三个课题之一。项目工作人员运用先进的数据库、GIS和决策支持信息技术，在107个监测点安装了由荷兰方面提供的30套地下水自动检测仪，对济南1500平方公里范围内的地下水系进行了全面考察，初步摸清了济南地下水的脉络。
负责该项目具体实施的济南市地质环境监测站站长段秀铭介绍，调查初步结论表明，济南地下水主要有三个系列：市区水系、东郊水系和西郊水系。其中市区水系与西郊水系以炒米店为界。济南四大泉群的水源主要来自市区水系，对此水系开采将直接影响泉群喷涌。东郊水系（指东坞断裂两侧的水源地）与泉群的联系不密切，地下水开采对泉群喷涌影响不大，正常年份每天可开采20万立方米。西郊大杨庄一带的地下水系与泉群联系密切，开采会导致市区地下水水位下降，但炒米店以西的地下水系受断裂带阻隔，基本与市区地下水系没有联系，每日可开采30万—40万立方米。在正常年份，合理使用这两处水源地的地下水，可保证济南市民正常饮用。
通过监测还摸清了南部山区渗漏水头到达四大泉群需要5—7个月时间，也就是说，当年雨季的降水影响年底和次年初的泉水喷涌。
专家对南部山区的开发建设表示忧虑。对市区地下水的检验表明，该处地下水的矿化度已由上世纪60年代的300毫克/升提高到600毫克/升。专家介绍，济南四大泉群的地下水主要由泰山以北的间接补给区和济南南部山区以及经十路以南的直接补给区提供，而目前这些地区已建设相当规模的社区，社区的生活污水以及南部山区的几大垃圾场的渗漏，都是造成市区水系水质细微变化的直接祸首。专家呼吁，南部山区的建设项目应当严格控制，以确保泉水美名。

中国地下水信息中心能力建设
山东济南岩溶泉域示范区

项目概况
为了提高我国的地下水监测水平，经中荷两国政府批准，由两国政府联合资助，由中国地质环境监测院承担，是一个意在提高中国地下水监测及水资源评价和管理水平的国际合作项目。该项目计划5年完成，项目总经费为2700万元。
中荷双方于2002年10月份在北京签订了关于开展《中国地下水信息中心能力建设》的合作协议，该项目的实施将极大地提升中国地下水监测方面的技术能力，提高中国地下水信息的管理和发布的服务水平，增强公众和决策者在地下水管理和地下水资源保护的共同参与意识，为中国社会经济的可持续发展做出贡献。
项目概述
本项目将在国土资源部之下建立中国地下水信息中心，负责组织地下水监测、数据采集、储存、处理、分析、发布以及向公众和地下水管理决策者的信息传播等。通过对成员的在职和短期速成培训工作，将使中心在使用先进数据库、GIS、地下水模型和DSS技术等方面的能力得到加强。该项目将向中国地下水信息中心提供荷兰生产的先进的地下水监测仪器（数据自计仪）、区域地下水地理信息系统（REGIS）、地下水监测数据分析和模拟工具，推进中国地下水监测、信息管理及传播的现代化。选择3个有代表性的地下水盆地作为示范研究区，以验证用先进信息技术进行可持续地下水管理的实际效果。
项目名称：中国地下水信息中心能力建设
项目位置：中国北京、乌鲁木齐和济南
支持机构：
l         荷兰应用地球科学研究所（TNO-NITG）
l         荷兰国际基础设施、水利、环境工程学院(IHE)
l         范艾森仪器公司
委托机构：
l         国土资源部（MLR）地质环境管理司（DGEM）
执行机构：
l         中国地质环境监测院，北京
l         新疆地质环境监测站，乌鲁木齐
l         北京地质环境监测站，北京
l         山东地质环境监测站，济南
项目背景
1996年，在荷兰国际基础设施、水利、环境工程学院(IHE)专家Ir Jan Luijendijkh和周仰效博士来华考察期间，与原地质矿产部地质环境管理司司长李烈荣博士就中荷地下水管理方面的合作以及开展相应培训工作的可能性进行了深入讨论。 李烈荣博士表示愿与荷方合作开展地下水监测及信息管理方面的项目。为此，荷兰基础设施、水利、环境工程国际学院(IHE)和荷兰应用地球科学研究所（TNO）详细编制了“中国地下水信息中心能力建设”项目建议书，并于1997年8月提交荷兰王国驻北京大使馆，申请双方发展合作基金的资助。
1999年，在荷兰女王访华期间举行的中荷水管理研讨会（北京，1999年4月）上，IHE的周仰效博士，中国地质环境监测院的李文鹏博士和何庆成博士再次就项目提出建议，并将项目建议书再次提交中荷有关部门，得到双方政府的积极关注。荷兰范艾森仪器公司以其地下水监测仪的良好性能以及在研讨会上的成功展示，被邀成为NITG-TNO-IHE合作伙伴的第三位成员。至此，经过进一步完善配置了中荷双方参加机构的项目建议书最终完成，并于1999年11月提交有关部门。
在中荷水问题指导委员会第一次会议（中国桂林，1999年12月）和双边ORET/MILIEV计划会议（Haag，1999年12月）期间，决定将该项目列入ORET/MILIEV计划的第Ⅲ类项目。
中国国土资源部（MLR）2000年1月28日发文（2000—101号），同意由原地矿部环境地质研究所和全国地质环境监测站合并组成的中国地质环境监测院设立该项目，并建议国土资源部地质环境管理司直接负责，中国地质环境监测院为项目执行机构的负责单位。2000年2月13日，中国国土资源部致函中国财政部（MOF），确认在ORET/MILIEV能够提供所需资助的前提下，国土资源部将提供完成该项目的中方配套资金。
为获取编制项目可行性研究报告的PESP资助，2000年4月下旬向Senter International递交了申请报告，并于6月初获得批准。可行性研究的目的是论证项目的技术可行性，并估算“中国地下水信息中心“项目的财政资助额度，以满足ORET/MILIEV项目计划要求。项目的可行性研究报告于2000年6月17日至7月11日在中国北京编制。
项目目标
中国地下水信息中心能力建设的预期目标是通过最大限度地利用可恢复地下水资源，为中国的社会经济发展做出贡献。这只有在我们随时都可以获取地下水水质和水量信息时才能实现。
项目直接目标包括：
l         通过人员培训，提供先进的数据库、GIS和决策支持信息技术等，使中国地下水信息中心的整体能力得以提高；
l         在中国地下水信息中心和3个示范研究区配备REGIS系统，增强地下水信息的管理和发布能力；
l         通过对REGIS进行必要的改进、界面调整等，使之更适合中国的地理、水文地质条件，形成REGIS China，满足中国用户的需求；
l         为地下水管理开发辅助决策支持系统DSS；
l         在3个示范区分别安装30套地下水自动监测仪；
l         用REGIS建立每个示范区的地下水信息系统；
l         建立区域地下水模型，确定各示范区地下水管理最优化方案；
l         对12位相关专家进行地下水信息系统、DSS系统的开发和应用的培训；
l         对大量专业技术人员进行培训（120名），以满足地下水管理对地下水监测和信息管理、地下水模拟以及地下水信息系统应用等多方面的需要；
l         提高公众和决策者在地下水管理和地下水资源保护中的共同参与意识。
项目产出
l  负责地下水监测与信息管理的中国地下水信息中心，包括：
-  4名接受专门培训的地下水数据库与信息系统开发和管理的专家；
-  2名接受专门培训的地下水辅助决策支持系统开发专家；
-  4名大型国际合作项目的管理人员
-  合作开发的地下水信息系统REGIS China和管理决策支持系统；
-  数据库、GIS、地下水模型和决策支持系统应用的现代化设备。
l  对3个省级地质环境监测站，包括
-  2名接受专门培训的地下水监测数据库与信息系统专家；
-  2名接受专门培训的地下水水流与污染模拟模型专家；
-  1名接受专门培训的地下水监测网优化专家；
-  1名能够胜任地下水可持续管理优化方案开发的地下水资源管理人员；
-  安装好的30套地下水自动监测仪
-  能够为公众和决策者提供地下水信息并能有效管理的这些信息的地下水信息系统；
-  作为地下水资源可持续管理工具的区域地下水模型；
-  适合当地情况的地下水可持续开发优化方案；
l  增强公众对有限地下水资源的保护和优化利用意识，以达到最大程度的社会经济发展。
项目影响
项目的长期影响是：
l         中国地质环境监测院掌握一套地下水监测、信息管理与发布的先进技术，并将项目成果（REGISChina、DSS等）推广到全国其它28个省级地质环境监测站；
l         对新疆、北京和山东地质环境监测站，能够在科学合理规划的基础上开发地下水资源，达到社会经济与环境的可持续发展；
l         建立战略性的中国国家地下水监测网，监测信息数据储存于中国地质环境监测院，公众和决策者能够更为快捷、方便的获得所需信息。
l         三个示范区的地下水公众意识得到加强，并参与地下水管理，使地下水管理状况发生根本性的改善。

山东示范区概况

2005-10-25

1 自然地理概况
1.1 地理位置
济南泉域地处鲁中山地的北缘和山前倾斜平原的交接地带，地势南高北低、东高西低，地面标高变化显著。南部为绵延起伏的山区，山脉走向近东西，山势陡峻，深沟峡谷，地面标高500～600m；中部为低山丘陵区，山势坡度较缓，沟谷宽阔，地面标高250～500m；北部为山前倾斜平原及黄河冲积平原，地面标高25～50m。研究区范围东至东郊、港沟、西营一线，西部以长清、马山一线为界，北部在市区以北以黄河为界，南到南部泰山山脉地表分水岭。地理坐标：东经116º40´30〞～117º14´10〞，北纬36º28´50〞～36º46´10〞，总面积1500km2。

研究区地理位置
1.2 气象
济南泉域地处中纬度内陆地带，属暖温带大陆性气候，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干燥寒冷，多年平均气温14.2℃，最高气温达42.7℃（1942年7月6日），最低气温达-19.7℃（1953年1月17日）。
根据多年降水资料，泉域1958-2007年多年平均降水量为670.5mm，最大年降水量为1164mm（1964年），最小年降水量为340.3mm(1989年) 。降水量在一年内的分配很不均匀，69月大量集中降水，占全年降水量的77%，7月份最大，12月至翌年3月降水量较小，1月份最小。降水量在空间分配上也存在差异，南部山区平均降水量大于北部平原。研究区7、8月份蒸发量最大，1月份最小，多年平均蒸发量为2428.80mm。

多年降雨量
1.3 水文
泉域内河流主要玉符河、北沙河和小清河，黄河为泉域的北部西段边界。
黄河位于泉域西北部，区内长度约为58km，是济南市重要的客水资源，为一地上河，河水补给地下水。黄河年总径流量约为211.0489.6亿m3。
玉符河为黄河的支流，发源于工作区南部泰山北麓的长城岭，全长65km，由东南流向西北，主要流经寨而头、西渴马、崔马、周王庄，最后注入黄河。河道渗漏严重，是岩溶水的重要补给来源之一。由于玉符河上游修建数座大小不等水库，拦截地表径流，加上水库水向市区供水，目前玉符河崔马以下河段基本常年断流，为季节性河流。
北沙河位于工作区西南部，发源于万德南部的界首山区，全长52km，最后注入黄河。北沙河上游建有岳庄水库，中游建有崮山拦河坝，枯水季节河水断流，为季节性河流。
小清河发源于济南西郊的睦里村。20世纪五、六十年代以前小清河水质优良，自七十年代以来，绝大部分污废水未加处理，直接排入小清河，致使小清河严重污染，目前小清河已成为济南一条总排污河。
泉域内主要水库有卧虎山水库、锦绣川水库、玉清湖水库，它们对济南市的供水和水库周围的农田灌溉起着重要作用。另外还有大明湖，它主要来自于泉水排泄。
卧虎山水库位于济南的南部山区，锦绣川、玉带河、锦银川三条支流在卧虎山水库上游汇合注入水库。水库总库容1.164亿m3，兴利库容0.5863亿m3，流域面积557km2，平水年平均水深8.2m。
锦绣川水库位于卧虎山水库上游，属于玉符河水系，水库流域面积116km2，总库容4069万m3，兴利库容3000万m3。
玉清湖水库位于济南西郊，为一平原水库，水源为黄河水。2001年开始向市区供水，设计供水能力40万m3/d，水面标高约26m。
大明湖位于市区，面积46.5公顷，湖水源于珍珠泉泉群排泄的地下水，湖光山色美丽，称为济南三大名胜之一，水面标高约20m。

2 区域水文地质特征
2.1 水文地质结构
研究区属泰山北部单斜构造水文地质区。古老变质岩系组成的泰山山脉为区域地表水和地下水的分水岭，古生界寒武系、奥陶系碳酸盐岩地层成单斜状覆于变质岩系之上，向北倾斜，至北部隐伏于山前第四系地层之下；市区及东、西郊有燕山期火成岩体大片分布[12]（图2-3-4）。单斜构造中发育有多条规模较大的北北西向断裂，如：东坞断裂、千佛山断裂、马山断裂等，此外还有北东向的港沟断裂、炒米店断裂。北北西向断裂自东向西大致等距分布，将单斜构造分割为若干个断块。这一特定的地形、地质、构造条件，控制了该区含水层的空间分布规律、地下水的运动、循环条件以及富水状况。
研究区含水层（组）主要有：松散岩类孔隙含水层（组）、碳酸盐岩裂隙—岩溶含水层（组）、碎屑岩夹碳酸岩岩溶—裂隙含水层（组）、变质岩及岩浆岩裂隙含水层（组）。各类含水层（组）受相邻隔水层（组）的控制，虽然形成了各自独立的循环条件，但因受构造作用在区域地下水总循环中又有机的联系在一起。
（1）松散岩类孔隙含水层（组）
主要分布在山区河谷和山前河流形成的冲洪积平原以及沿黄河地带。山间河谷内含水层呈带状分布，厚度5-15m，局部达30m，主要分布在玉符河及北沙河上游地段。玉符河、北沙河中、下游的冲洪积平原的第四系厚度50-140m，主要含水层埋深在70m以上。沿黄河地带分布有黄河冲积层，厚度8-19m，含水层岩性为粉砂及粉细砂，富水性弱。
（2）碳酸盐岩裂隙—岩溶含水层（组）
该含水层（组）由寒武系中统张夏组、上统凤山组和奥陶系含水层组成，其中张夏组鲕状灰岩的顶、底皆为页岩所隔，形成一个相对独立含水层。
① 寒武系上统凤山组至奥陶系中统八陡组含水层，岩性为厚层纯灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩和泥质灰岩等组成。岩溶裂隙发育，且彼此连通，导水性强，有利于地下水的补给、径流和富集，在重力作用下，形成一个具有统一水面的含水体。但因分布位置及地形、构造、埋藏条件的影响其富水性相差悬殊。在低山丘陵区灰岩直接裸露地表，岩溶裂隙发育有利大气降水的入渗补给，但不利于地下水的储存富集，单井出水量一般小于100m3/d。在地形、构造及地表水补给有利的地段，单井出水量也有大于500m3/d。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10-20m的第四系松散层之下，呈带状北东—南西向分布，浅部岩溶裂隙发育。地下水主要接受大气降水补给及上覆松散岩类孔隙水的渗入补给，局部接受地表水的补给，富水性中等，单井出水量100-1000m3/d，局部由于构造控水，单井出水量可大于1000m3/d。山前倾斜平原以及单斜构造前缘，岩溶裂隙发育，地下水储存于裂隙溶洞中。渗透系数一般大于100m/d，富水性除郭店以东地区因资料较少外，西部地区、市区和东郊一带钻孔出水量皆很丰富，单井出水量一般可达1000-5000m3/d，局部地区大于10000m3/d。峨嵋山以西富水区成面状分布，以东富水区成带状分布。
② 寒武系中统张夏组灰岩，主要分布在南部山区，涝坡、崔马及前大彦庄以南，裸露地表，其北即隐伏于第四系下，含水层顶、底板分别为具有相对隔水作用的上统崮山组页岩和中统徐庄组页岩。灰岩顶部及底部岩溶发育，富水性一般为中等，裸露区单井出水量小于100m3/d，隐伏地下的单井出水量500-1000m3/d。在北沙河、玉符河两岸及构造与地形有利地段，富水性较强，单井出水量可大于1000m3/d，局部承压自流。
（3）碎屑岩夹碳酸岩岩溶—裂隙含水层（组）
由寒武系下统馒头组、中统徐庄组及上统长山组的组成，由于上述含水层灰岩与页岩夹层或互层，故裂隙不发育，富水性差，单井出水量一般小于100m3/d。在构造、地形适宜的地段，单井出水量也可达100-500m3/d。该含水层分布的地势一般较高，且有页岩隔水，相互无水力联系，因此地下水无统一的水面形态。
（4）变质岩及岩浆岩裂隙含水层（组）
岩性主要为花岗片麻岩、板岩以及辉长岩、闪长岩等，地下水的赋存与运动主要在岩石风化带的孔隙和裂隙中，风化带厚度一般10-15m。由于裂隙细小，故富水性极差且不均匀，井孔出水量一般小于100m3/d。变质岩区季节性裂隙泉较多，但流量甚小。
济南岩溶泉域地下水按其补排关系，主要可以分为三个区：直接补给区、间接补给区和汇集排泄区。
直接补给区：指大气降水直接入渗补给泉水汇流系统的地区。主要位于济南市区南部，大涧沟—涝坡以北的裸露石灰岩山区。此外，北沙河前大彦及玉符河渴马一带为地表水强渗漏段，也属于直接补给区。
间接补给区：指泉域上游所有靠大气降水补给形成的地表水、地下水，均以地表径流形式进入、补给直接补给区的地区。主要位于济南市南部和西南部的玉符河、北沙河流域的上游地区，包括仲宫—西营—高而—万德等地区。
汇集排泄区：指整个泉域系统下游岩溶地下水汇集、储存、排泄的地区。分布在千佛山以北、大明湖以南，沿火成岩体南侧呈东西向延伸的狭长地带，西起玉符河旁的位里庄，东至王舍人庄。岩溶水由南向北沿地层和构造带流动，到市区遇火成岩体后以泉的形式出露地表，形成著名的泉群（趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭）。
2.2 边界条件
济南岩溶泉域是一个统一的岩溶水系统。该系统为一补给、迳流、排泄完整、独立的全排型岩溶水水文地质单元。
北部边界：东—中段为侵入的火成岩体为界，岩体形成明显的隔水屏障；只有边界西段灰岩顶板埋藏较浅，裂隙岩溶发育，并延伸至边界外，为透水边界。西部以黄河为界。
东部边界：以东坞断裂为界，其中下阁老—徐家庄段为阻水断裂，为隔水边界；徐家庄—大水坡段总体阻水，但在炼油厂北、砌块厂局部地带呈现弱透水的性质，为一般水位边界。
南部边界：为流量边界。南部泰山群变质岩出露，变质岩区接受大气降水补给后，以地表径流补给北部的寒武系地层，为隔水边界。
西部边界：以马山断裂为界，在长清西关以南的地段，为阻水断裂，为隔水边界；在长清—前隆地段，经抽水试验，断裂两侧水位基本一致，透水性较强，为一般边界。
内部边界：千佛山断裂从南到北惯穿整个研究区，南郊宾馆以南为隔水边界，以北为透水边界。
地下水系统的下边界为太古界泰山群变质岩作为隔水边界。

2.3 地下水补给与排泄
（1）地下水补给
济南泉域岩溶地下水补给来源主要包括大气降水、地表水、灌溉回归水和第四系孔隙水等。
大气降水入渗补给是济南市岩溶水的主要补给来源，其补给区为南部山区太古界泰山群变质岩分布区及覆盖于太古界泰山群变质岩之上的寒武、奥陶系碳酸盐岩分布区。大气降水直接补给为48.58万m3/d，占总补给量的59%。
大气降水通过第四系覆盖层间接入渗补给岩溶水。在玉符河、北沙河中、上游沿河发育有粗砂夹卵砾石含水层，且直接覆盖在灰岩上，大气降水入渗补给孔隙水含水层后，再下渗补给岩溶水。
玉符河、北沙河是区内向地下水补给的两条主要河流，水库通过河道放水，在渗漏地段补给地下水。据统计，地表水渗漏量约为19.11万 m3/d。
区内多年平均灌溉回渗量约为4.45 万m3/d。此外还有边界侧向迳流补给等。
（2）地下水排泄
泉域内地下水的排泄方式主要包括泉水排泄、人工开采排泄、潜流排泄、表流排泄及蒸发排泄等。
地下水开采和泉水排泄为泉域内主要排泄方式，排泄量约为64.13万 m3/d。
在泉域西郊玉符河、北沙河所流经的山前平原区，砂砾石层直接覆盖于灰岩之上，灰岩顶板埋深一般10-15m,岩溶水水位埋深2-3m， 岩溶水水位高于第四系底板，岩溶水顶托补给第四系孔隙水，以潜流形式进行排泄。
在玉符河下游地带小清河源头睦里庄及玉符河周王庄大桥附近，灰岩与第四系直接接触，岩溶水水位一般为27-28m，地表高程一般为26-27m，第四系厚度一般为30-40m，岩溶水首先顶托补给孔隙水，孔隙水又溢出地表呈散流状排泄。

2.4 地下水流系统特征
（1）空间分布特征
济南泉域岩溶水系统是以溶隙、孔洞、溶穴、溶洞构成的地下网络系统，水流具有渗流性质，流态以层流为主。岩溶水的径流方向和径流途径受地形、地貌、岩性和地质构造等因素控制，运动方向与地形及岩层的倾斜方向大体一致，总体表现为由南向北径流，水力坡度在南部山区较大，为1.5-2.5%，进入山前地带，水力坡度明显变缓，为1.0-2.5‰。

从泉域岩溶水多年枯、丰水期水动力场空间分布分析，岩溶水水动力场变化不大，仅局部由于季节变化和开采影响发生变化。由于受地形、地貌、地层、构造等因素控制，千佛山断裂以东和以西水面形态有所不同。
千佛山断裂以东，岩溶水总体流向为北北西，山区水力坡度大，山前及汇集区水力坡度小，在市区、东郊工业开采区，由于人工及岩体的作用，形成两个相对独立的降落漏斗，但两个漏斗同源补给，开采量变化会引起平面流场的变化，使分水岭相对移动而相互影响。千佛山断裂南段表现为阻水性质，千佛山断裂北段表现为导水性质，水体沿断裂带向南流动，补给济南四大泉群。
千佛山断裂以西，东南部山区径流方向为北西，水力坡度较大，西南部岩溶水径流方向向北，受煤系地层、火成岩体、西郊开采的共同作用，岩溶水在向北径流过程中，径流方向发生改变，转向北东；在西北角，地下水向北流动，反映有一部分水在该区流区北部区外。由于西郊水厂开采，在腊山、大杨庄、峨眉山附近形成了一相对稳定的降落漏斗。玉符河和北沙河对地下水有明显的渗漏补给，使地下水位抬升。
（2）时间变化特征
受长期过量开采的影响，研究区多年地下水位变化呈波动下降趋势。由于采取保泉措施，减少开采量，2003年8月水位迅速回升，之后水位基本稳定。
济南泉域岩溶地下水在补给区和排泄区地下水位变化特征明显不同。补给区（440孔）水位变化剧烈，反映水位变化直接受单次降水量直接补给的影响；排泄区（202孔）地下水位呈现出规律的季节性变化特征，反映该区水位变化主要受南部地下水径流来水的影响，受单次降水影响较小。

济南岩溶泉域排泄区（202孔）和补给迳流区（440孔）水位动态对比
3 社会经济与水资源开发利用
3.1 社会经济
济南市为全省政治、经济、文化、科教和旅游中心，以汽车、机械、化工、轻工、纺织工业为基础，重点发展高新技术产业和第三产业。据《2006年济南统计年鉴》，2005年全市完成地区生产总值1876.5亿元，比上年增长15.6％，其中第一产业增加值完成132.4亿元，增长6％；第二产业增加值864亿元，增长17.4％；第三产业增加值880.1亿元，增长15.4％。人均生产总值31604元，可比增长14.2％。年内出生人口5.7万，出生率9.61‰，自然增长率3.06‰。
济南市区矿产资源有铁、煤、花岗石、耐火粘土、热水、矿泉水以及其他有色金属、稀有金属和非金属。农业以小麦、玉米、水稻、大豆等粮食作物为主，经济作物有棉花、花生、蔬菜等。

3.2 水资源开发利用
济南市自1936年建立趵突泉水厂，至上世纪末已发展到12个地下水供水水厂，供水量由1936年的1.28万m3/d增加到1962年50.18万m3/d。其中泉域范围内供水水厂有10个，自来水公司和工业自备井开采量为55.47万m3/d。水源地主要分布在市区、西部和东郊，市区有解放桥、普利门、百货大楼、饮虎池和文化路水厂，西部有峨媚山、大杨庄、腊山水厂，东部有七里河、东郊水厂。为保泉供水，大部分水厂已关闭，现在仅有西部峨媚山、腊山水厂、乔子李水厂、冷庄水厂在运行，开采量约为20万m3/d。
上世纪五、六十年代，地下水开采量较小，市区四大泉群附近地下水水位一般为30.4-32.54m，趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龙潭泉争相喷涌，景色壮观，泉流量一般为30.5-35.5万m3/d，其中1962-1964年泉流量为46.58-50.18万m3/d。随着济南市经济发展，生活用水量和工业用水量逐年增加，加之气象因素影响，地下水位逐年下降。1972年枯水期，趵突泉第一次出现断流，随后在枯水期经常出现断流现象，其中1986年、1989年出现全年断流现象。自2003年实施保泉工程以来，市区水位不断上升，泉水复涌。
工业自备井主要分布在东郊工业区和西郊工业区，东郊工业区开采相对集中，主要包括黄台电厂、济南铁厂、炼油厂、化纤厂等，其他工业自备井分布较分散。根据资料统计，工业自备井多年平均开采量为13.15万m3/d。
农业开采分布在整个工作区，据资料统计，农业开采量约为8.86万m3/d。
济南市是以开采岩溶水为主要供水水源的城市，近年来随着经济的飞速发展，用水量迅速增加，由于大量开采地下水及气候干旱等因素影响，出现一系列与水环境相关的环境地质问题，主要表现为地下水水位下降形成局部降落漏斗、泉流量衰减以及局部地段水质恶化。

自动传输

  发表日期：2008-10-26        【编辑录入：wanlq】

自动化监测

  发表日期：2008-10-25        【编辑录入：wanlq】

1．济南岩溶泉域地下水位自动监测
通过水位监测网优化设计，地下水最佳监测频率优化为1次/月，这个监测频率能够监测到区域性地下水动态变化规律如趋势、周期等，如果需要监测小尺度地下水位动态变化规律（如：一次降水地下水位响应、机民井开采时地下水升降等），优化后的监测频率及现有监测频率远远不能达到要求，需要安装自计水位仪监测高频率变化。通过对泉域地质、水文地质条件分析，选择了62个有代表性的地下水位监测点安装自动监测仪。
目前，示范区使用的是由荷兰范艾森仪器公司生产的地下水监仪（TD-DIVER），该仪器为不锈钢圆柱形，直径22mm，长度为125mm，重为160g，可以存储24000个数据，测量间隔为0.5s-99h，电池寿命8-10年。仪器上部为一安装帽，电池和传感器安装在下部的圆柱内。在DIVER上有仪器的名称、类型编码、测量范围和系列号。信息是由激光生成的，不易擦除。该仪器可以测量地下水位、水温。
自动监测仪（DIVER）监测频率设定为1次/小时，该监测频率完全可以监测到一次降水地下水位动态响应及地下水开采对地下水位的影响变化等特征，较原有的1次/5天的监测频率所取得的监测信息更加丰富。自动监测仪的监测数据每个月到观测井采集一次，便于及时分析和掌握地下水动态变化情况。

济南自动化监测仪分布图

2005年8月1日～8月31日DIVER与人工监测珍珠泉地下水位对比情况图

2．济南岩溶泉域地下水位监测网维护
从2004年开始，国务院和山东省相继颁发了《地质灾害防治条例》和《山东省地质环境保护条例》，在这两个条例对地质环境监测设施保护都做出了明确的规定，地下水位监测设施的保护从此有法可依。
山东省地质环境监测总站对监测网实施进行积极保护，定期进行检查和维护。对于监测设备，每次监测前必须进行检查，每半年对设备进行精度校核，对于不合格的监测设备及时进行修理或更换。每5年对所有的监测井进行维护一次，确保监测井的正常工作。
除了有监测设施保护条例、定期维护，同时采取对监测点加装特殊的保护装置，减少人为破坏的可能性；利用“地球日”或乡村大集等时间，采用宣传、海报等形式进行宣传，增加公民对监测点的保护意识；在监测点上设立醒目标志，减少人为破坏的可能等措施进行监测网的维护。

孔口保护装置安装前

孔口保护装置安装后
山东示范区水位监测网优化

  发表日期：2006-9-19        【编辑录入：wanlq】
1. 济南岩溶泉域地下水位监测历史现状及存在问题
济南岩溶泉域地下水位监测工作始于1958年，至今已近50年历史。1958-1959年为监测网初步建立阶段，原山东地质矿产局通过对济南城市附近进行供水水文地质勘测，初步建立起济南泉域地下水位监测网，开创了泉域地下水位监测的先河，但是监测范围主要局限在市区范围内，监测点数较少。从1973年开始为发展阶段，地下水监测工作步入正轨，成立了专门地下水监测机构，监测点数逐渐增加，至1990年底，监测点数量增加到94个，监测范围扩大至整个泉域，同时，对泉域内水源地开采区开展专门地下水位监测。从1991年开始至今，地下水位监测进入调整、完善阶段。
但是纵观济南泉域地下水监测历史可以看出，在监测过程中还存在一些问题和不足：
监测手段落后，水位测量主要是委托当地村民测量，测量工具为自制的测绳和电表，存在测量误差。
数据存储丢失风险大，20世纪90年代以前的监测数据全部以纸质存放，基本无备份。90年代后虽然将计算机应用于地下水监测工作中，但是无正确的存储形式，存在数据丢失现象。
监测点分布不尽合理，目前，泉域大部分监测孔分布在北部排泄区，补给区和迳流区分布较小，同时，对一些重要水文地质单元尚未进行监测。
资料分析不足，地下水位资料分析仅限于绘制等值线图、历时曲线等，其它如趋势、周期等未进行深入分析。
从2004年开始，中国-荷兰实施“中国地下水信息中心能力建设”合作项目，国际上先进的新技术、新方法和新设备在泉域地下水监测中得到了广泛应用，地下水位监测网不断得到完善，监测能力和监测精度得到提高。

2 . 济南岩溶泉域地下水位变化趋势

2.1 地下水位空间变化趋势
泉域南部山区地下水位高，北部地下水位低，地下水总体上从南向北径流。受人工开采等因素影响，从20世纪80年代开始，东郊、西郊和市中水源地形成地下水降落漏斗。近年来随着“保泉、封井”措施实施和落实，市区地下水源地及二环路以内自备井停采，水位逐渐回升，漏斗范围不断减小，现在，市区水位已基本回升至正常水位。
2.2 地下水位时间变化趋势
泉水流量取决于泉口地下水位，二者存在密切相关关系，年均水位与泉流量相关系数达0.95。只要监测泉口地下水位,即能准确预测泉流量。

珍珠泉地下水位与泉流量变化关系图
对地下水位随时间的变化趋势已有许多分析。受地下水开采量及降雨量变化影响，多年来济南泉域地下水位动态总体呈现持续下降趋势。从1959年监测以来，泉域地下水位变化总体上分为下述几个阶段。
①1959年-1964年,由于地下水开采量较少和降雨量偏丰，地下水位处于相对稳定的高水位阶段，泉口水位标高一般稳定在30-32m。
②1965-1989年，由于出现两个连续的干旱期（1965-1968，1981-1986），加上地下水开采量持续增大影响，地下水位急剧下降，珍珠泉口年平均水位在1989年下降到历史最低水位（24m）。趵突泉第一次在1972年枯水期出现断流。自1986年到1989年，珍珠泉出现连续断流。
③1990—1996年，市区与近郊地下水开采达到稳定，且逢一个丰水期，地下水位得到一定程度恢复，年平均地下水位恢复至26—28m，泉水恢复出流。
④1997-2002年，又出现一个枯水期，地下水位又下降至最低水位。
⑤从2003年开始，受保泉封井及降水量增加的影响，地下水位持续上升，虽然水位有高有低，但是总体处于28m左右，泉水持续喷涌。 

3. 济南岩溶泉域地下水位监测网密度优化

3.1 地下水动态类型分区图
（1）水文地质单元分区图
依据水文地质条件,由含水层和断层叠加生成水文地质单元分区图。首先根据断层分布情况，将泉域内断层划分成了马山断裂-炒米店断裂区、炒米店断裂-千佛山断裂区和千佛山断裂区-东坞断裂区三个断快区。其次根据含水层岩性将泉域划分为泰山群变质岩、寒武系下统馒头组—徐庄组、张夏组灰岩、崮山-长山组、凤山组-奥陶系、火成岩及石炭-二叠系等七个子含水层区。利用ARCGIS9空间属性叠加功能，以含水层岩性和断层为关键字段，生成水文地质单元分区图，该分区图共有19个水文地质单元子区。
（2）补给过程分区图
补给过程分区图由地层岩性、水系和岩溶水与孔隙水互补叠加而成。首先根据岩溶含水层的补给来源不同，按补给过程划分成间接补给区、补给-迳流区和排泄区三个补给子区。其次根据水系分布情况，将水系划分成北沙河流域区、玉符河流域区和小清河流域区三个子水系区。第三根据岩溶地下水与孔隙水的互补关系，划分成第四系与岩溶水互补区和非互补区两个区。最后将三个子区进行属性叠加，以补给分区、水系分区和互补性为关键字段生成补给程分区图。该分区中共包括12补给过程分区图分区。
（3）影响因素分区图
对泉域地下水动态产生影响的影响因素包括泉水溢出、东郊、西郊水源地、河流、局部断裂带、水库等，将影响因素进行综合形成泉域地下水影响因素分区图。该分区图共包括18个分区。
（4）地下水动态类型分区图
将水文地质单元分区图、补给过程分区图和影响因素分区图进行逻辑叠加，最终生成地下水动态类型分区图。由于在图形叠加过程中会产生一些小的碎块，面积较小，因此，将面积小于1Km2的小区与相邻分区进行合并。此外，由于泉域南部为变质岩分布区，对灰岩分布区地下水动态影响不大，所以图层叠加时，将相关该地区分区进行了合并，形成最终地下水动态类型分区图，共划分了77个动态类型子区.

济南岩溶泉域地下水动态类型分区图
3.2地下水监测网密度优化设计
本次地下水位监测网密度优化设计是根据地下水动态类型分区图进行的，在每个地下水动态类型分区中至少布置一个地下水位监测孔以监测不同类型地下水位时空变化规律。泉域共布置监测点为85个,由于原有监测网监测点密度较低，同时保持监测资料的连续性，原有长期监测点全部保留。新增监测点31个，主要分布于泉域西北部、补给迳流区、主要断层两侧及河流分布等地区，这些地区优化前未设置监测点或布设监测点不足。通过监测点优化布设，弥补了原有监测网存在的不足，做到了全面控制，重点突出，提高泉域监测能力和监测水平。

济南岩溶泉域地下水位监测网密度优化设计图
4. 济南岩溶泉域地下水监测频率优化设计

为了分析地下水位监测频率，选择时间系列分析的5个监测点进行分析，选择的时间段为从1999年至2000年，监测频率为5天/次，选取的总数据个数为144个，置信度为95%。标准趋势变化幅度为2。经过优化分析，认为每月1次的样本监测频率能够监测到地下水位时间系列的趋势和周期性，因此，每1次/月的样本频率为最佳监测频率。

济南示范区水质监测网优化设计

  发表日期：2008-10-23        【编辑录入：wanlq】

20世纪50年代末至60年代初，济南泉水水质优良，矿化度较低。随着经济社会的持续发展，城市人口不断增加，工农业迅速发展，地下水的开采量日益增大，地下水的补给、径流、排泄条件也在发生改变，