泰山北翼岩溶含水介质分布及地下水循环规律研究

为了深入认识济南岩溶泉水及地热水循环过程,本文以泰山北翼碳酸盐岩含水介质空间分布特征为研究出发点,分析其埋藏条件和连续性特征,并利用数理统计、空间插值、Piper三线图、概念模型等方法,结合水动力场、水化学场、水温度场和水年龄场“四场”分析,揭示区域地下水循环规律。结果表明：地表分水岭与齐广断裂、禹王山断裂、聊考断裂等深大断裂控制了泰山北翼地区岩溶含水介质空间展布,大致呈现由南向北埋藏深度逐渐增大的变化趋势,受马山断裂、东坞断裂、文祖断裂等次级断裂影响岩溶含水介质上下盘有不同错动,但东西展布仍具有较好连续性;区域地下水循环过程极其复杂,泰山岩群、寒武纪及奥陶纪各类含水岩组通过排泄 渗漏、断裂垂向径流、水平地下径流等形式发生水流交汇,并在山前局部地区与第四纪松散孔隙水产生水量交换,最终通过泉或人工开采形式排泄。区域地下水流具有统一的“四场”,并且呈现明显的水平与垂向分带特征,大致沿东阿断裂及其延长线—吴家堡—华山—章丘区—淄博磁村一线划分冷泉与地热水的分界线,以600 m、1000 m划分出浅、中、深循环深度分界线;冷泉以浅循环为主,中、深循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏低,而地热水以中、深循环为主,浅循环为辅,地下水矿化度、温度、年龄偏大。不同含水介质水流具有一定内在关联,构成一个完整的岩溶水系统。     

济南高新区破损山体治理成效显著

济南高新区的破损山体治理任务涉及5个山头126万m2破损山体的治理,主要分布在经十东路和旅游路奥体中心附近.十一届全运会2009年10月在济南召开,按照省、市委的要求,2007年6月份,济南高新区拉开了整治破损山体的工作序幕.     

地铁施工对济南白泉泉群流量的影响

为研究地铁建设对济南白泉泉群的影响，在综合分析白泉泉域地质、水文地质条件的基础上，假定研究区岩溶强径流带位置及水力性质，利用FEFLOW软件建立地下水流数值模型。以规划地铁M1号线为研究对象，分析了济南东站、梁王站、梁王东站分别施工及3个站同时施工4种情景下，采用施工降水或施工降水+人工回灌两种施工方式对白泉泉群流量的影响。结果表明：单独采用施工降水的施工方式使得白泉泉群流量衰减，其中3个站同时施工对泉流量的影响最大，泉流量最大衰减达5.48%；各站分别施工时，济南东站对泉流量影响最大，泉流量较未施工时减少了0.043×10⁴ m³/d。采用施工降水+人工回灌的施工方式，能够有效缓解泉流量的衰减，各车站施工时的泉流量衰减由仅施工降水时的2.26%~5.48%降低至0.08%~1.21%。岩溶强径流带有利于地下水形成优势径流，促进白泉泉群补给，一定程度上缓解因地铁施工引起的泉流量衰减。     

济南泉域地下水位动态及其对降水响应的交叉小波分析

利用1988—2009年济南泉域8个地下水位动态观测点不同时段观测资料及1998—2009年降水数据,采用连续小波变换、交叉小波变换方法对济南泉域地下水位动态的多时间尺度特征、相互关系及其对降水的响应进行了分析。结果表明:①济南泉域地下水位动态存在显著的0.82～1.16 a的主振荡周期,低频部分仅在部分年份存在1.95～3.09 a的振荡周期;②含水岩组富水性对地下水位动态存在影响,研究区主径流方向上弱富水性地段地下水位动态时滞较强富水性地段长,强富水性地段4个观测孔地下水位波动时序基本一致;③地下水位动态对降水的响应滞后明显,为73.06～134.42 d,总体表现为地下水径流路径越长,响应越滞后;④基于地下水位动态与基于降水—地下水位动态交叉小波变换得到的观测点对水位动态的滞后时间多数一致,同一径流路径上局部点对滞后时间之和与全局点对有很好的对应关系。交叉小波分析可定量评价泉域地下水位动态及其与降水的相关关系。     

基于水位波动关联度的济南西部与济南泉群地下水关系研究

济南市以"泉城"闻名,近年来城市化进程的加快及地下水开采量的增大,对济南市区泉群喷涌产生了一定程度的影响。对2014～2017年济南西部玉符河下游的杜家庙、南八里、朱家庄等地及市区泉群的趵突泉、黑虎泉的岩溶水位波动规律进行分析,在地下水位波动幅度计算的基础上,利用灰色关联分析方法,从一个新的评价指标"水位波动关联度"的角度探寻济西与济南市区泉群地下水间的联系,为济南市保泉供水提供探索依据。以15d为地下水位均值计算周期,先计算全年的水位波动关联度,再将关联度的计算结果划分为:4～7月、8～11月和12月至次年3月三个时段,分别分析济西各岩溶井水位与泉水位的波动关联度。结果表明,12月至次年3月关联度的计算结果受外界干扰最小,这一时段济西与市区泉群水位波动关联度的均值为0.854,属高关联度,两者地下水位变化规律极其相似,两个地下水系统在统计学上存在着极强的联系。     

基于小波分析与Mann-Kendall法的岩溶大泉动态研究

研究地下水动态是认识地下水资源的有效手段。根据1956－2013年济南岩溶泉域大气降水及地下水水位动态监测资料,采用小波分析法、Mann-Kendall趋势检验、突变检验法研究了58个水文年泉水位对大气降水的响应,可以看出:（1）大气降水和泉水位呈现出多尺度的变化特征,长时间尺度上两者的变化周期基本相同,变化周期为16年和12年,说明大气降水对泉水位有直接影响;（2）在1956—2013年,济南泉域地下水水位具有0.65 m·（10a）-1的年际显著下降趋势,但降水具有12.65 mm·（10a）-1的不显著上升趋势,说明在人为因素影响下泉水动态的影响因素的权重发生了变化;（3）大气降水在1999年发生突变,1999年之后年降水为增加趋势;而地下水水位突变年份为1967年,1967年以后水位持续降低,2004年以后水位快速上升,泉水位未来趋势应与降水保持一致,呈上升趋势,说明大气降水并非泉水动态的唯一影响因素;（4）通过建立不同时段的多元回归模型,表明近58年来地下水水位的主要影响因素由大气降水到人工开采之间的转换,同时验证了小波分析和Mann-Kendall法研究地下水动态的适宜性和可靠性,也为济南市的保泉提供了参考依据。      

济南地区小时强降水变化特征

利用济南地区2008—2017年3—11月50个区域自动站逐时降水数据,研究该区域雨强超过10.0、20.0、30.0 mm·h~(-1)的降水量时空变化特征。结果表明:济南全区小时强降水受城市化、地形和盛行风的影响显著,济南城区、南部山区、长清山前地带、商河等地降水偏多,济南市区下风向近郊、章丘、济阳、平阴一带强降水偏少。7、8月济南地区小时强降水最多,雨强≥20.0 mm·h~(-1)的月平均降水量均超过40.0 mm,贡献率均超过25.0%。小时强降水日变化呈双峰双谷特征,11:00和23:00前后为强降水最少时段,04:00—05:00和14:00—21:00是强降水较多时段。大部分站点强降水峰值出现在午夜至凌晨和下午至傍晚时段。     

基于数字孪生理论的济南四维地质环境信息系统研发

将数字孪生理论应用到城市建设的地质工作中,并基于此打造一套四维地质环境信息系统。以济南泉域为例,根据已有的海量、多源、多比例尺、实时的城市地质数据,结合数字孪生理论,建立四维地质环境数据库和数字孪生模型,搭建地质环境实时监测网络,研发四维地质环境信息系统,从而实现城市地质数据挖掘分析,辅助政府在信息化、智慧化建设中的科学决策,推动创新技术支撑智慧城市建设。应用数字孪生理论,研发海量异构数据的全空间融合展示分析系统具有很好的发展前景。     

近20年来济南泉水补给区景观格局及其功能变化分析

本文以济南市泉水补给区为研究对象,利用GIS空间分析方法,在其景观变化分析的基础上,参照中国陆地生态系统的生态服务价值系数,估算了泉水补给区生态服务功能价值变化,重点分析景观变化对研究区生态服务功能的影响,进而为区域可持续发展和城市建设提供理论支持。结果表明:(1)20世纪90年代以来,泉水补给区耕地和草地景观面积呈减少趋势,林地、园地和建设用地景观面积大幅增加,其中,以林地面积增加最大;从景观类型转化看,耕地与其他景观类型相互转化较为密切,特别是与建设用地和园地之间的转化;林地面积的增加主要来源于草地和耕地;(2)泉水补给区生态服务功能价值主要由林地和耕地景观生态服务价值构成,其变化对该研究区生态服务价值变化起决定作用;从生态服务价值构成类型来看,该地区土壤形成与保护服务功能单项价值所占比重最大,约占总服务功能价值的20%;(3)90年代以来,该地区总生态服务价值呈增加趋势;从单项服务价值变化来看,水源涵养、废物处理和食物生产服务功能价值则呈现出减小趋势,其中,以水源涵养减幅最大,为4.01%,主要是由该区建设用地增加,地面硬化面积增多而引起的。研究认为,济南市南部山区作为重要的泉水补给区,其生态服务功能尤为重要,特别是水源涵养功能,因此,研究区水源涵养服务功能价值的降低应在今后南部山区开发过程中得到足够的重视与保护,逐步增加泉水补给区的整体生态效益。     

济南市地质灾害基本规律与发展态势

济南市地处鲁中山区北侧的山区与平原交接地带,地形地貌变化较大,地质构造复杂,地质灾害较多。通过调查,全市共排查出地质灾害隐患点71处。近年来,随着人口的持续增长、人类工程活动的加剧,地质灾害在一些地区呈不断发展的趋势。进入21世纪,全市因地质灾害造成的直接经济损失达300多万元。因此,加强地质灾害防治是当前的一项十分紧迫的工作。