被誉为“天下第一泉”的济南趵突泉地下水位达到30.13米,创下自年复涌以来同期地下水位的最高纪录。不过,趵突泉近些年以来也被质疑装了水管水泵,在泉水下面是是有一根水管在“喷水”,所以才出现了连续不断的水源,那到底有没有装?
之所以会被质疑,是因为20世纪90年代末,由于济南市的水文情况,趵突泉经常陷入季节性停喷的窘境,年时更是创下了停喷天的历史纪录。而从年9月以来,趵突泉已经基本上恢复了四季泉水不断的景象。虽然曾面临过停喷危机,但是只在年和年、年等少数几个年份有过几次断涌。
趵突泉如何形成
也正因为此,所以才会有这样的质疑,那趵突泉是如何形成的呢?
南地区在构造上处于泰山背斜之北翼,地貌形态上自南而北由中低山过渡到低山丘陵,全区为一个平缓的单斜构造,岩层倾向北东20°,倾角5。10°。泰山背斜核部由太古界泰山群变质岩组成,翼部为寒武系、奥陶系、石炭二叠系地层及第四系覆盖。在岩性上,下寒武统到上寒武统长山阶灰岩、页岩相间分布,上寒武统风山阶到中奥陶统是巨厚的石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩沉积。济南地区寒武、奥陶系地层总厚度-米。在济南市区附近,奥陶系石灰岩和寒武系上统石灰岩隐伏于第四系之下。市区北部有燕山期辉长岩和闪长岩侵入。区内褶曲不发育,断裂以北北东、北北西、南北、东西向四组较为常见。
较大断裂有①文祖断裂、②小冶断裂、③港沟断裂、皙东梧断裂、⑤千佛山断裂、⑥邵而断裂、⑦古城断裂、⑥许寺断裂、⑨马山断裂、⑩突泉断裂、中泉断裂、候家庄断裂等。
也因为这样的地质条件,经过多次构造运动和长期溶蚀,形成大量地下溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河,成为能够储存和输送地下水的脉状网络。遇大气降水后,大量地表水渗入地下,沿溶沟、溶孔、溶洞和暗河网络由南向北潜流;济南市区北部为燕山辉长岩一闪长岩侵人体,岩质坚硬,为不透水岩层,南来潜游的地下水到此受阻,大量汇聚,在水平运动强大压力下,变为垂直向上运动,大量地下水穿透岩溶裂隙,喷涌而出,形成了形态各异、数量众多的自然泉群。
据调查仅济南市区泉水就有处。这些泉水多集中分布在旧城区,东起青龙桥西到筐市街,南起正觉寺街,北至大明湖,总共面积2.6平方公里。泉水汇集北流,形成护城河、生产渠、大明湖,除沿途饮用和灌溉外,都向北注入小清河,成为小清河主要源头。
而趵突泉就属于岩溶断裂构造顶板封闭上升泉,当地下水流到岩浆岩这里的时候,就会覆盖在上面,最后由于压力,地下水就会从地下的缝隙中涌出,就有了趵突泉了。趵突泉的特点是三窟迸发,喷涌不息。泉水一共有三个出水口,水量都非常大,每年会涌出高达7万立方米的泉水。
趵突泉为何会停喷
趵突泉之所以会在90年代停喷,引起泉水停涌的原因众多,但主要原因是过量开采地下水造成的,其次是人类经济活动。泉域补给状况的改变,减少了补给量,也导致泉水减少或断流。
自年开始,地下水日开采量均在15万m3以上,且逐年增加,导致日泉水流量逐渐减少直至停涌。年1月20日,济南市区发生大面积停电事故,提水系统全部停机,在4个小时的时间里,济南市区地下水位回升了40cm。年9月24日,济南市区停采地下水8小时,比平日少釆水吨,地下水位则回升了44~45cm。可以看出地下水开采量剧增是导致泉水流量减少或停涌的直接和主要原因。
除此之外,济南市南部山区是市区泉域的主要补给区,由于经济发展过量开发,森林植被破坏,水土流失严重,降水径流加大而入渗减少,减少了对地下水的补给。另一方面,市区范围不断扩大,大片山间洼地用于建筑开发,且大量建设高层建筑对泉脉产生了阻隔和破坏。同时市区道路硬化面积剧增,地表水渗漏量减少,地下水补充减少也是一个不可忽视的原因。
而从年开始,济南市就被水利部确定为“全国地下水保护行动试点城市”。济南市首先封闭了对名泉喷涌有直接影响的市区自备井。济南全市已封闭深层自备井眼,封闭浅层井约眼,年可减少地下水开采量达1亿多立方米。
济南市全面加强对地表水、地下水、客水、污水等资源的联合调度与优化配置。比如鹊山、玉清湖两座城市引黄供水水库。两个引黄水厂满负荷运转,日供水达80万立方米,地表水供水已占到总供水量的90%以上,从而减少了地下水的开采。
除此之外济南市还开展了水源涵养行动,做好南部山区综合保护与治理、地下水回灌补源和天然河道截污导流等工作。这也是为什么从年开始,趵突泉开始复喷的原因,很简单,就是地下水更加充足了。
而现在趵突泉地下水位突破30米,也说明近年以来,济南的地下水保护工作做得非常到位,效果显著。
为什么不可能是水泵
事实上,趵突泉水的涌出量大约每天流量大约7万立方米,假如用水泵的话大约需要立方米/小时的水泵,需要40-50平方的电缆,用三线制的话,有小手臂那么粗了。
我们可以在趵突泉现场看,这样的设备是很难饮餐的,而且如果要用水泵的话,趵突泉每天这么大的涌出量,那么就要持续抽取地下水,年6月份,济南整个城区日用水量大约75万吨,也就是说一个趵突泉就占了济南用水的1/10,你要看水泵来实现,那绝对会引发地面沉降。
不过,如果要保证趵突泉的喷涌奇观不在消失,那对地下水的保护就要一直持续,保泉是一项系统工程,研究人员经过研究发现,只有使地下水位保持在27.2米以上,泉水才能实现常年喷涌。
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