濟(jì)南市玉符河流域滲漏性試驗(yàn)分析

姚本剛，仇東山，鄭小樂

（濟(jì)南市水文局，山東 濟(jì)南 250002）

自2013年，濟(jì)南市相繼啟動(dòng)了玉符河綜合治理工程以及地表水轉(zhuǎn)地下水工程，其中玉符河中下游河道滲漏帶分布勘測(cè)以及滲漏率數(shù)據(jù)分析是治理工程重要非工程措施之一。自2013年4月開始，市水文局開始對(duì)臥虎山放水量以及玉符河干流的三個(gè)斷面進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)，通過統(tǒng)計(jì)分析各斷面區(qū)間過水量，從而率定各區(qū)間的滲透率，以及臥虎山放水量與各區(qū)間滲透率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

1 玉符河流域概況

玉符河位于濟(jì)南市西部，發(fā)源于歷城南部山區(qū)的錦繡、錦陽、錦云三川。三川匯入玉符山與臥虎山之間的水庫，流出水庫后始稱玉符河。北流入黨家鎮(zhèn)境內(nèi)，經(jīng)豐齊一帶至古城村南，折向西北于北店子村注入黃河，全長41km，流域面積755km2。

玉符河流域地處魯西背斜北翼，總體為一平緩的單斜構(gòu)造。地勢(shì)東南高、西北低，依次為低山丘陵、山前殘丘、山前平原地貌。地層向北、北西傾斜，傾角5°～12°。太古界泰山群古老變質(zhì)巖系構(gòu)成本區(qū)的沉積基底，蓋層依次為寒武系、奧陶系、石炭——二疊系、第四系。在峨眉山以北、位里莊以東、段店至吳家堡一帶，為燕山期輝長巖、閃長巖侵入體，即濟(jì)南火成巖體西部，形態(tài)呈巖基。較大的斷層構(gòu)造有北北西向的炒米店——古城斷層。

2 地下水賦存條件及富水性特征

玉符河流域可劃分四大含水巖組，即：1）第四系松散巖類孔隙水含水巖組；2）奧陶系及寒武系上統(tǒng)碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組；3）寒武系中下統(tǒng)碎屑巖夾碳酸巖巖溶裂隙含水巖組；4）變質(zhì)巖及巖漿巖裂隙含水巖組，其富水性因含水層巖性及所處的地形地貌條件不同而差別很大。

玉符河山前沖洪積扇第四系厚度80～270m，松散含水層厚度15～50m，以卵石、礫石、粗砂為主，富水區(qū)單井出水量大于3000m3/d。西北部河間地塊及沖洪積與黃泛沖積層疊加區(qū)，富水性相對(duì)較差，單井出水量多在1000m3/d左右或小于1000m3/d。

奧陶系及寒武系上統(tǒng)石灰?guī)r裸露的低山丘陵區(qū)，如西渴馬、催馬、黨家莊南、楊臺(tái)一帶，地下水垂直交替強(qiáng)烈。地下水位埋深20～50m，為強(qiáng)滲漏區(qū)，平水期河流多為干谷。奧陶系及寒武系上統(tǒng)山前隱伏石灰?guī)r區(qū)，地下巖溶發(fā)育，主要有溶洞、溶孔、溶隙、溶蝕管道，巖溶含水層厚度一般大于300m。良好的地下巖溶空隙為地下水的儲(chǔ)存運(yùn)移提供了巨大的空間和通道，富水性很強(qiáng)，一般單井出水量5000m3/d以上，部分地區(qū)大于10000m3/d。如濟(jì)西隱伏灰?guī)r區(qū)的杜廟、南八里、筐李、古城一帶，補(bǔ)給面積廣，富水性強(qiáng)。

3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

3.1 巖溶地下水

巖溶地下水主要接受大氣降水直接入滲、河道滲漏補(bǔ)給。巨厚的奧陶系、寒武系石灰?guī)r，其總厚度達(dá)1000m以上。石灰?guī)r的地表、地下巖溶較發(fā)育。在地表可見溶洞、溶溝、溶槽、溶蝕洼地等巖溶現(xiàn)象，地表巖溶為地下水接受大氣降水直接入滲補(bǔ)給創(chuàng)造了極為有利的條件。玉符河中上游地段，河床砂卵礫石與下伏巖溶發(fā)育的奧陶系石灰?guī)r、寒武系張夏組灰?guī)r水力聯(lián)系密切。玉符河自西渴馬以下河段強(qiáng)烈滲漏，根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析，持續(xù)滲漏能力在5m3/s以上?？梢姡乇硭疂B漏是巖溶地下水的重要來源之一。

3.2 第四系地下水

玉符河流域第四系孔隙水主要補(bǔ)給途徑為大氣降水直接入滲、引地表水灌溉入滲、黃河側(cè)滲、井灌回歸及巖溶水頂托補(bǔ)給。沿地形坡降向北及北西方向徑流。北部地段地下水埋藏較淺，潛水蒸發(fā)是主要排泄項(xiàng)之一，近20年來北部平原區(qū)井灌發(fā)展迅速，第四系開采量增長較快；除消耗于蒸發(fā)、開采外，其余部分排泄至河道或向黃河北徑流。

4 臥虎山水庫放水補(bǔ)源試驗(yàn)概況

自2013年4月15日14時(shí)開始，臥虎山水庫放水補(bǔ)源，溢洪道開啟由一孔閘門逐步增加到4孔閘門，放水進(jìn)入下游玉符河，同時(shí)放水洞閘門開啟放水進(jìn)入下游玉符河，到5月25日18時(shí)放水洞閘門關(guān)閉，5月27日9時(shí)溢洪道閘門關(guān)閉結(jié)束放水，共40多天。根據(jù)臥虎山水庫溢洪道、放水洞水力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，按水力學(xué)公式計(jì)算溢洪道、放水洞流量。在實(shí)際放水過程中，隨著時(shí)間的延長，閘門與閘底板間有魚堵塞，每孔閘門的實(shí)際放水流量比計(jì)算值是逐漸變小的。

在5月15日前后，對(duì)臥虎山水庫以下玉符河沿線進(jìn)行了多次實(shí)地踏勘，在下游的寨而頭、西渴馬、武警橋選擇3個(gè)較為順直河段，在其中間作為流量施測(cè)斷面。3個(gè)測(cè)驗(yàn)斷面分別距臥虎山起始放水點(diǎn)為4.49km、7.9km、9km，自4月18日10時(shí)開始進(jìn)行斷面流量測(cè)驗(yàn)，流量測(cè)驗(yàn)按國家水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范中的精測(cè)法，布設(shè)測(cè)流垂線和流速測(cè)驗(yàn)點(diǎn)，按流速面積分布積分法計(jì)算各斷面流量值。根據(jù)玉符河沿線3個(gè)斷面流量測(cè)驗(yàn)成果，計(jì)算寨而頭、西渴馬、武警橋3個(gè)過水?dāng)嗝孢^水水量。由此得到寨而頭的過水水量為547萬m3，西渴馬的過水水量為294萬m3，武警橋的過水水量為54萬m3。各監(jiān)測(cè)斷面流量、過水量與臥虎山放水量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示意如圖1示：

圖1 玉符河監(jiān)測(cè)斷面過水量與臥虎山放水量對(duì)應(yīng)圖

由圖1看出，臥虎山水庫的放水量和放水時(shí)段與各監(jiān)測(cè)斷面的流量和過水量存在較好的相關(guān)關(guān)系，而通過計(jì)算各監(jiān)測(cè)斷面的過水量，可以估算各區(qū)間的滲透系數(shù)。其中臥虎山溢洪道至寨而頭區(qū)間滲透率較小，寨而頭至武警橋區(qū)間滲透率較大。

5 試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)以上成果，臥虎山水庫此次放水，最大流量為3.92m3/s，放水時(shí)段長為1003h，放水水量為1153萬m3。寨而頭最大過水流量為3.18m3/s，水流自寨而頭開始，沿程逐步變小，最大流長到武警橋下2km處斷流，說明河道沿程水量滲漏明顯。寨而頭到西渴馬的滲漏率為46.3%，寨而頭到武警橋的滲漏率為90.1%，寨而頭到武警橋以下2km的滲漏率為100%。

從以上數(shù)據(jù)看出，玉符河從寨而頭斷面開始至武警橋斷面滲漏率逐漸增大，強(qiáng)滲漏帶主要分布在玉符河西渴馬至河口段，由于玉符河下游流域覆蓋了多個(gè)濟(jì)西水源地以及玉清水廠供水單位，通過此次玉符河滲漏帶分布勘測(cè)以及滲漏率測(cè)驗(yàn)研究，初步得出玉符河地表徑流量與下滲水量的相關(guān)關(guān)系系數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析，為濟(jì)西水資源的合理定量開發(fā)提供技術(shù)支撐。另一方面，濟(jì)西水源地與濟(jì)南市泉群地下水也存在相應(yīng)的水力關(guān)系，合理的開發(fā)濟(jì)西地下水資源，從而減少泉域地下水資源利用量，實(shí)現(xiàn)“節(jié)水保泉”的總體目標(biāo)。