济南市玉符河流域渗漏性试验分析

姚本刚，仇东山，郑小乐

（济南市水文局，山东 济南 250002）

自2013年，济南市相继启动了玉符河综合治理工程以及地表水转地下水工程，其中玉符河中下游河道渗漏带分布勘测以及渗漏率数据分析是治理工程重要非工程措施之一。自2013年4月开始，市水文局开始对卧虎山放水量以及玉符河干流的三个断面进行流量监测，通过统计分析各断面区间过水量，从而率定各区间的渗透率，以及卧虎山放水量与各区间渗透率的对应关系。

1 玉符河流域概况

玉符河位于济南市西部，发源于历城南部山区的锦绣、锦阳、锦云三川。三川汇入玉符山与卧虎山之间的水库，流出水库后始称玉符河。北流入党家镇境内，经丰齐一带至古城村南，折向西北于北店子村注入黄河，全长41km，流域面积755km2。

玉符河流域地处鲁西背斜北翼，总体为一平缓的单斜构造。地势东南高、西北低，依次为低山丘陵、山前残丘、山前平原地貌。地层向北、北西倾斜，倾角5°～12°。太古界泰山群古老变质岩系构成本区的沉积基底，盖层依次为寒武系、奥陶系、石炭——二叠系、第四系。在峨眉山以北、位里庄以东、段店至吴家堡一带，为燕山期辉长岩、闪长岩侵入体，即济南火成岩体西部，形态呈岩基。较大的断层构造有北北西向的炒米店——古城断层。

2 地下水赋存条件及富水性特征

玉符河流域可划分四大含水岩组，即：1）第四系松散岩类孔隙水含水岩组；2）奥陶系及寒武系上统碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组；3）寒武系中下统碎屑岩夹碳酸岩岩溶裂隙含水岩组；4）变质岩及岩浆岩裂隙含水岩组，其富水性因含水层岩性及所处的地形地貌条件不同而差别很大。

玉符河山前冲洪积扇第四系厚度80～270m，松散含水层厚度15～50m，以卵石、砾石、粗砂为主，富水区单井出水量大于3000m3/d。西北部河间地块及冲洪积与黄泛冲积层叠加区，富水性相对较差，单井出水量多在1000m3/d左右或小于1000m3/d。

奥陶系及寒武系上统石灰岩裸露的低山丘陵区，如西渴马、催马、党家庄南、杨台一带，地下水垂直交替强烈。地下水位埋深20～50m，为强渗漏区，平水期河流多为干谷。奥陶系及寒武系上统山前隐伏石灰岩区，地下岩溶发育，主要有溶洞、溶孔、溶隙、溶蚀管道，岩溶含水层厚度一般大于300m。良好的地下岩溶空隙为地下水的储存运移提供了巨大的空间和通道，富水性很强，一般单井出水量5000m3/d以上，部分地区大于10000m3/d。如济西隐伏灰岩区的杜庙、南八里、筐李、古城一带，补给面积广，富水性强。

3 地下水的补给、径流、排泄条件

3.1 岩溶地下水

岩溶地下水主要接受大气降水直接入渗、河道渗漏补给。巨厚的奥陶系、寒武系石灰岩，其总厚度达1000m以上。石灰岩的地表、地下岩溶较发育。在地表可见溶洞、溶沟、溶槽、溶蚀洼地等岩溶现象，地表岩溶为地下水接受大气降水直接入渗补给创造了极为有利的条件。玉符河中上游地段，河床砂卵砾石与下伏岩溶发育的奥陶系石灰岩、寒武系张夏组灰岩水力联系密切。玉符河自西渴马以下河段强烈渗漏，根据实测资料分析，持续渗漏能力在5m3/s以上。可见，地表水渗漏是岩溶地下水的重要来源之一。

3.2 第四系地下水

玉符河流域第四系孔隙水主要补给途径为大气降水直接入渗、引地表水灌溉入渗、黄河侧渗、井灌回归及岩溶水顶托补给。沿地形坡降向北及北西方向径流。北部地段地下水埋藏较浅，潜水蒸发是主要排泄项之一，近20年来北部平原区井灌发展迅速，第四系开采量增长较快；除消耗于蒸发、开采外，其余部分排泄至河道或向黄河北径流。

4 卧虎山水库放水补源试验概况

自2013年4月15日14时开始，卧虎山水库放水补源，溢洪道开启由一孔闸门逐步增加到4孔闸门，放水进入下游玉符河，同时放水洞闸门开启放水进入下游玉符河，到5月25日18时放水洞闸门关闭，5月27日9时溢洪道闸门关闭结束放水，共40多天。根据卧虎山水库溢洪道、放水洞水力经验参数，按水力学公式计算溢洪道、放水洞流量。在实际放水过程中，随着时间的延长，闸门与闸底板间有鱼堵塞，每孔闸门的实际放水流量比计算值是逐渐变小的。

在5月15日前后，对卧虎山水库以下玉符河沿线进行了多次实地踏勘，在下游的寨而头、西渴马、武警桥选择3个较为顺直河段，在其中间作为流量施测断面。3个测验断面分别距卧虎山起始放水点为4.49km、7.9km、9km，自4月18日10时开始进行断面流量测验，流量测验按国家水文测验规范中的精测法，布设测流垂线和流速测验点，按流速面积分布积分法计算各断面流量值。根据玉符河沿线3个断面流量测验成果，计算寨而头、西渴马、武警桥3个过水断面过水水量。由此得到寨而头的过水水量为547万m3，西渴马的过水水量为294万m3，武警桥的过水水量为54万m3。各监测断面流量、过水量与卧虎山放水量监测数据示意如图1示：

图1 玉符河监测断面过水量与卧虎山放水量对应图

由图1看出，卧虎山水库的放水量和放水时段与各监测断面的流量和过水量存在较好的相关关系，而通过计算各监测断面的过水量，可以估算各区间的渗透系数。其中卧虎山溢洪道至寨而头区间渗透率较小，寨而头至武警桥区间渗透率较大。

5 试验结论

根据以上成果，卧虎山水库此次放水，最大流量为3.92m3/s，放水时段长为1003h，放水水量为1153万m3。寨而头最大过水流量为3.18m3/s，水流自寨而头开始，沿程逐步变小，最大流长到武警桥下2km处断流，说明河道沿程水量渗漏明显。寨而头到西渴马的渗漏率为46.3%，寨而头到武警桥的渗漏率为90.1%，寨而头到武警桥以下2km的渗漏率为100%。

从以上数据看出，玉符河从寨而头断面开始至武警桥断面渗漏率逐渐增大，强渗漏带主要分布在玉符河西渴马至河口段，由于玉符河下游流域覆盖了多个济西水源地以及玉清水厂供水单位，通过此次玉符河渗漏带分布勘测以及渗漏率测验研究，初步得出玉符河地表径流量与下渗水量的相关关系系数，通过数据分析，为济西水资源的合理定量开发提供技术支撑。另一方面，济西水源地与济南市泉群地下水也存在相应的水力关系，合理的开发济西地下水资源，从而减少泉域地下水资源利用量，实现“节水保泉”的总体目标。