济南市岩溶泉域地下水化学特征与水环境演化

分析山东省济南市趵突泉泉域的岩溶地下水水化学特征与水环境,揭示各化学指标的区域分布特征、时间变化特征以及相互转化关系,总结出济南地区地下水环境现状与演化规律。结果表明:济南市岩溶地下水水化学类型自东南向西北沿流场方向为:HCO3?SO4-Ca→HCO3?SO4-Ca?Mg→HCO3-Ca→HCO3-Ca?Mg;地下水NO〖_3^-〗-N浓度总体呈增高趋势,总硬度和TDS浓度较高,农业种植区大量使用化肥农药和企业污染物的排放,是引起济南市岩溶地下水水环境问题的主要原因。      

泉流行为的数值模拟

本文根据有限元法,提出了一种模拟我国北方岩溶泉流行为的数值方法,用来处理在模拟泉流过程中所遇到的特殊问题。首先将泉流量以地下水位的线性形式表达出来,然后再把它表达成为自然排泄强度,加入到带有泉的地下水的数值模拟模型中去,通过求解带有泉的地下水系统的有限元模拟模型,就可以同时确定地下水位和泉流量。应用这种方法模拟济南岩溶泉水,结果令人满意。      

济南岩溶泉域地下水可持续开采方案分析

济南岩溶泉域是济南市重要饮用水源地,泉水又是济南市市民消闲和吸引游客的亮丽景观。但是多年来开采地下水已引起泉水出现间歇性断流。本文在对水资源规划分析基础上,设计了4个地下水资源开采方案:现状方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增补减开联合方案。运用地下水流数值模型模拟了4个方案对泉群地下水水位及泉水流量动态变化的影响,最终确定了泉域地下水可持续开采方案,为泉水持续喷涌和地下水开发利用提供了科学依据。     

济南岩溶泉水利用和保护座谈会

中国地质学会岩溶地质专业委员会、山东省科协、山东地质学会、济南市科协于1981年10月在济南市联合召开了山东岩溶泉水利用和保护座谈会,到会的代表近五十人。 山东省地质局和济南市科协的代表向会议介绍了济南岩溶泉水及其补给区的水文地质特征、泉水的动态和资源评价、保护泉水措施的建议等。代表们对济南南郊泉水补给区、西郊玉符河冲积扇,东郎的明水泉群、市区的四大泉群     

济南岩溶水资源的分析与泉水名胜的保护

<正>近些年来,由于过量开采地下水,导致济南地下水位连年下降,不少泉眼相继干枯,号称“第一泉”的趵突泉经常处于断流状态,如今“泉城”已难负盛名。笔者1981年曾提出《济南地下水资源的回归分析和泉水名胜保护问题的探讨》一文。现在对济南岩溶水观测资料作进一步计算和分析写出本文,作为上一篇文章的补充,仅供有关部门的参考。     

济南明水泉域岩溶地下水数值模拟及泉水水位动态预测

应用地下水模拟软件GMS建立山东济南明水泉域的三维地下水流数值模拟模型,对泉域内岩溶地下水进行数值模拟和水平衡分析,评价了泉域岩溶地下水资源总量和在保持泉水常年喷涌条件下的岩溶地下水可采资源量。在此基础上,应用时间序列分析法对泉水水位动态进行了预测。结果表明:明水泉域多年（2003-2014年）地下水补给量为1.23×108 m3·a-1,排泄量为1.36×108 m3·a-1,均衡差为-1.30×108 m3·a-1;模型预测未来20年泉水最低水位为55.65 m,最高水位为68.72 m,平均泉流量为34.6×104 m3·d-1。      

济南岩溶泉域地下水流模拟

为深入研究济南岩溶泉域地下水资源变化的现状及未来发展趋势,探索地下水资源可持续管理途径,文章建立了济南泉域地下水稳定流和非稳定流模拟模型,分析了地下水流场及泉水流量变化趋势,并圈划了泉群地下水汇流带。在泉群汇流带内开采地下水直接影响泉流量,而水源地开采通过影响泉群汇流带间接影响泉流量。泉流量呈明显的季节性变化,且与降水量紧密相关:丰水期水位升高,泉流量增加;枯水期水位降低,泉流量减少。保护天然补给量与增加人工补给量是保证泉水长流的重要措施。     

济南市岩溶水化学特征及基于模糊评价法的水质评价

岩溶地下水是济南泉群的重要补给来源,其水质直接影响着济南市保泉工作成效。本次研究于5月和9月在济南市长孝岩溶水系统、趵突泉岩溶水系统及白泉岩溶水系统采集水样并进行水质检测。通过运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型等方法,对研究区内地下水水化学特征进行分析,利用模糊评价方法,对研究区地下水的质量进行综合评价。结果表明：三个岩溶水系统中地下水均为弱碱性水,硬度较小,TDS值均<1 000 mg·L^-1。阴阳离子浓度表现为：HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃^-,Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺。模糊评价的结果显示,三个岩溶水系统地下水总体水质良好,可用作生活饮用水,且长孝、趵突泉及白泉的岩溶水水化学类型大致相同,离子来源相似,故水力联系较强。     

济南泉域排泄区岩溶地下水水化学特征

文章通过分析研究济南泉域排泄区地下水水化学成分特征及形成过程,结合岩溶地下水的补径排条件,揭示了不同位置、不同深度循环的水质存在差异的原因。为保护泉水、优化泉域内地下水的开采方案提供了依据。     

济南市岩溶水动态变化的神经网络模拟及泉水喷涌趋势预测

本文根据影响岩溶水位的因素,利用改进的BP神经网络建立一个能够反映济南市泉域岩溶地下水动态变化的随机模型,并进行检验,与运用多元回归模型预测的结果相比较,结果表明:BP神经网络模型进行岩溶地下水动态变化预测是可行的,该模型具有较强的学习、容错和联想功能,对岩溶地下水动态变化的预测精度大大的提高。最后在模拟的基础上,又对泉水喷涌的宏观趋势作了进一步的预测和分析。     

新水源开发与济南保泉供水

以城市水文精测与水质资源评价成果为依据,对济南市地表水、地下水、客水资源的开发前景进行了客观分析,指出合理开发泉域外下水,以地表水和客水作补充,乃济南保泉供水之根本途径。     

济南市水资源概况及开发利用初探

综合分析济南的气候、自然、地理,尤其是水文地质条件,根据济南水资源基本特征与资源量,认为济南市水资源总量相对充足,水资源供求的突出矛盾集中体现为供水结构不合理、水资源开发利用不合理。结合济南市的水资源特征,制定了保障济南市水资源可持续利用方案及相应措施。     

济南泉域岩溶地区多源多尺度数据三维耦合模型及应用

为解决济南城市轨道交通建设与地质环境、保泉供水及建构筑物之间的矛盾,实现泉水保护与轨道交通建设双赢,研发了三维城市地质信息管理与应用系统。根据济南泉域富水岩溶的特点,采用现场工作、室内实验、理论研究、数值分析、成果集成应用等综合研究方法,设计了基于MapGIS 10的三维地质环境信息系统,建立了济南城区标高-350 m的三维可视化地质模型、岩溶模型和水位动态模型,形成了岩溶区三维地质建模的系统方法。为济南轨道交通建设及保泉供水提供了重要管理和应用平台,为济南城市轨道交通的规划、建设、管理提供决策依据,作出更科学的分析和预测。     

Fractured-karst spring-flow protections: a case study in Jinan, China

Jinan Springs are an important historical heritage in China and have been well known for hundreds of years. Over-abstraction of groundwater in the Jinan area has seriously endangered the hydrological system of the springs, which have stopped flowing for significant periods of time in recent years. A three-dimensional finite-element model programmed primarily at the Hefei University of Technology has been developed to simulate groundwater level change in the large fractured-karst aquifer system in the Jinan Springs field. Various spring protection plans have been explored and their effects on the water table analyzed and compared. It was found that the present rate of groundwater withdrawal from the fractured-karst system in this area was inappropriate for spring protection. The simulated results suggest that decreasing the rate of groundwater pumping from 6.9×10⁵ to 2.7×10⁵ m³/day is needed to protect spring flows. Additional water resource requirements in that area may be met by use of surface water and recycled waste water.     

Study on the characteristics and causes of carbon tetrachloride pollution of karst water in eastern suburbs of Jinan

By comparing the testing data of the hydrochemistry components and organic pollution of karst water sample in Jinan with large amount of historical data, the author finds the long-existing problem of carbon tetrachloride pollution and the great change of hydrochemical characteristics of karst water in eastern suburbs of Jinan. Since karst water is the main water-supply source in eastern suburbs of Jinan, these problems have greatly affected the safety of water supply. Based on the analysis of hydrogeological condition in eastern suburbs of Jinan, this thesis discusses the causes of carbon tetrachloride pollution and hydrochemical variation with hydrogeochemical theories so as to protect the precious karst groundwater and Jinan spring water. It is found that through research and analysis that there are mainly two causes of carbon tetrachloride pollution and hydrochemical variation: the vulnerability of karst water in this area; the other being the serious pollution in this area caused by remaining pollution sources of the last century.     

济南泉域裂隙岩溶水管理策略探讨

本文应用多目标决策理论对济南市区裂隙岩溶地下水的开采方案进行优化,获得了多目标下的非劣解。对拟开发的供水水源工程,在满足各种约束条件下,本着最佳经济效益的原则,同时考虑资金的时间价值因素,建立了动态规划模型,制定了最优开发策略。     

人工神经网络在岩溶水资源评价中的应用

本文通过采用并加以改进的误差反向传播人工神经网络( BPN)算法,使网络收剑速度加快和避免局部极小。在此基础上建立了岩溶水模拟模型,同时以济南为例对模型进行了应用验证。拟合结果表明,该方法对于岩溶水资源评价具有较大的适用性。      

济南张夏组灰岩岩溶地下水供水潜力探讨

济南南部广布巨厚张夏组灰岩,其中赋存优质丰富的岩溶地下水。出露众多泉水,其流量为800—8000m^3／d。该文通过简述济南地区张夏组灰岩岩溶地下水的赋存条件与水文地质特征,概略计算与评价其资源量,论证开发利用这一新水源的可行性,以期为济南供水与保泉开辟新途径。     

Drainage of supported excavations

Summary The paper provides the approximate closed-form expressions for the estimation of the amount of ground water infiltration, the seepage exit gradient and the hydraulic pressure distribution on the cutoff elements in the case of sheeted excavations below the water table. The expressions are obtained by a multiple regression-type fitting of the results of an extensive parametric finite-element analysis for the two-dimensional steady-state flow in the soil around a sheeted excavation. In addition to the problem geometry, the effects of an impermeable base and a thin low permeability layer penetrated by the sheeting are also studied. The predictions of the approximate expressions deviate from the corresponding finite-element results by less than 15%, for a wide range of geometries and soil characteristics. It is shown how shape factors might be used to adapt the semi-empirical formulae for the case of excavations with limited length (circular and rectangular).