济南市地下水资源与环境质量评价

（济南市水文局，山东济南 250014）

水资源是人们赖以生存的重要基础资源，对人类社会的发展具有重要的意义。我国作为人口大国，水资源人均有限，近年来，随着人们对于地下水资源开发利用规模不断扩大，导致地下水资源质量逐渐变差，越来越匮乏，对人们的生活与生产造成了较大的影响。针对当前地下水资源现状，进行地下水环境质量评价与研究，全面了解当前地下水资源的污染程度，对降低地下水资源污染、保护地下水资源具有重要的作用。水环境属于复杂多样化的系统，文章采用灰色关联度对水质指标间的关系进行了分析，进一步评判地下水的具体程度级别，可操作性较强，与实际情况相符合。针对地下水污染状况，提出了合理的污染防治建议，为改善当前地下水资源状况提供相应的理论依据。

1 济南市地下水资源状况简述

济南市位于我国山东省中部地区，地势从南到北逐渐降低。该区域四季分明，夏季雨多炎热，冬季寒冷干燥，全年平均气温在14 ℃左右，平均降水量在613 mm。市区内有黄河、小清河水系以及护城河等河流，受到地势因素的影响，河流干流主要为东西向，支流为南北向，经右侧南岸汇入。市区内还有大明湖以及白云湖等，公园中也分布各种泉池。

济南市有许多水库，如卧虎山水库、锦绣川水库、钓鱼台水库等，这些水库能够有效保障市区内的供水安全与质量，同时也具有保持水资源平衡的作用。

水文地质环境条件会受到气候、地貌以及岩性、构造等多方面因素的制约和影响，地质构造对地下水资源具有决定性影响。济南市水文地质环境相对复杂，地层岩性组合存在极大的不同，地貌构造存在较大差异，使地下水在形成、分布、运移等方面有较大的不同，地下水的化学特征复杂[1]。

2 地下水资源与环境质量评价简述

2.1 概念与发展

地下水资源对人类社会的发展具有重要的影响，对地下水资源进行评价，能够为社会的发展与规划提供科学精准的依据。为了长期有效的利用地下水资源，在进行开发前，通常情况会对地下水资源的质量进行综合评价，便于更好地利用与保护地下水资源。地下水资源主要通过大气降水以及地表水进行转化而来，并逐渐转移渗透到地下，经过长期的发展演变，再渗出地表，成为地表水。部分情况下，在某个区域可能会出现多次的地下水以及地表水之间相互转化。因此，在进行水资源评价过程中，应避免出现重复计算的情况。20世纪50年代以后，我国水文地质工作者通过四个储量对地下水量进行评价，即静储量（地下水年最小体积）、动储量（含水层某断面流量）、调节储量（地下水位年变幅范围水体积）以及开采储量（流量不衰减，水质不会变化的水量）。由于以上储量无法全面反映整个地下水数量及储存量，之后逐渐诞生了水资源的概念，将储量概念与水资源概念有效融合，有助于对地下水资源更好地进行评价[2]。

2.2 地下水资源评价的发展

地下水环境质量评价主要是深入研究人类活动对地下水质所产生的影响，进一步明确地下水的实际污染状况，是控制和保护地下水资源的主要措施。由于水环境属于复杂的系统，因此，水质评价方法并未进行有效统一，地下水资源评价主要包含水质评价与水量评价。

水质评价主要是采取地下水样品，对水质状况进行综合分析，根据地下水资源的主要应用目的，对各类水质标准进行对比，进一步判断地下水资源的适用程度。

不符合质量要求的地下水不能将其作为人类应用的水资源，为了保障农业用水需求以及人们健康安全，对饮用水以及工业灌溉水质均有具体的评价标准。地下水质评价主要分为两个方面：首先，通过采样化验的方式，全面勘察地下水资源水质，并评价其适用性。在水文地质勘察过程中，当出现水质污染时，应及时查清污染物的具体来源、途径以及规律，对水质的未来变化发展趋势进行预测，对水源地产生的影响进行评估。水质变化预测由连续方程、运动方程等共同组成数学模型，计算污染物质的变化情况，采取科学合理的地下水资源防护对策。

数学模型求解法：其主要将水文地质环境条件通过数学关系式进行表达，对公式求解。评价地下水量主要有两种：

第一，确定性模型，通常适用于地下水文条件比较清晰状况下。

第二，随机模型，其中包含随机变量，通常被应用于水文地质条件不明确的情况，通过数学模型对地下水资源进行评价，应与水文地质勘察、地下水资源管理等进行密切结合。

在勘察工作前期，根据相关数据资料建立模型，指导接下来的勘察工作。在实际勘察过程中，应结合已经明确的区域水文地质环境条件，对模型进行适当修改，获取相应的参数。数学模型可对地下水资源进行评价，同时也能够为地下水资源的合理开发与管理提供基础指导。

3 济南市地下水资源与环境质量评价

3.1 地下水资源量评价

地下水资源量是区域环境动态地下水资源变化量，其主要与降水、地表水等有直接关系，特指矿化度≤2 g/L的淡水资源量。

相关数据显示，2019年全市淡水区地下水资源量为8.8 亿m³，地下水资源量为5.98 亿m³，河川基流量为3 亿m³，是整个山丘地下水资源量的50%，与上年相比较，地下水资源量有所增加。受到多方面因素的影响，该市地下水资源量的分布存在较大差异。从行政区域来看，长清区的地下水资源量最大，历城区最小，仅有0.5 亿m³。

3.2 基于灰色关联分析的地下水资源与环境质量评价

灰色关联分析理论方法是一种新型的方法，主要针对不同因素间的发展形势的相似性或者不同程度，进一步衡量不同因素之间的关联状况。采用灰色关联度模型对地下水质状况进行综合评价，充分结合不同因素之间的实际情况、相似程度等进行衡量。在判断地下水质状况时，应选择具有一定代表性的水资源，实测值为参考序列，求出多个关联度和比较序列中关联度最大的参考序列所对应的级别，便是地下水的级别。

以济南市地下水水质检测数据资料为依据，结合该市地下水的污染来源以及动态化学特征、水文地质环境条件等数据资料进行分析，选择各类评判指标，如铅、汞、矿化度、硝酸盐等。

评价结果显示，济南市地下水资源的级别为Ⅲ类，局部区域地下水环境质量相对较差，水质状况不符合人们的生活与生产用水要求，通过该评价方法能够真实反映地下水环境质量的具体情况。

3.3 地下水资源与环境质量评价过程中的注意要素

地下水资源主要是由动态地下水的储存量与补给量组成，在评价过程中应综合考虑实际开采量与排泄量。储存量是地下岩层中水资源的总量，是地表长期补给作用影响下在地层中逐渐储存。与其他的地层矿藏有较大不同，地下水储存量一般处于流动状态，且流动速度较为缓慢，大部分情况下，在一年内，流动距离不足1 m。补给与排泄两者处于平衡状态时，地下水资源的储存量是保持不变的，补给如果呈周期性变化时，储存量也会呈周期性变化。储存量主要与含水层的充水与释水体积占比有关，还与排泄类型有关，排泄基准面以下储存量，即使断了补给源，也可长期进行保存。补给量主要是在多种途径下，从外界逐渐进入含水层并转化为储存水量。补给量会由于水文条件、气象以及人类活动等方面因素的影响而发生变化，在补给与排泄环境比较稳定情况下，补给量可以保持稳定。

4 结语

近年来，在社会各界的共同努力下，济南市地下水资源开发与利用管理工作取得了显著的成果，泉水充足，长年喷涌，为打造城市特色品牌，提升城市整体魅力创造了有利条件。随着地表水污染日益严重，对生态环境造成了不同程度的破坏，影响了水资源质量，农药、化肥以及各种垃圾中的有机污染物逐渐渗透进地下水中，尤其是浅层地下水水质受到了严重的破坏和威胁。

地下水环境质量评价针对以地下水资源为主要供水渠道的城市、农田灌溉等区域进行的。近年来，社会经济在快速发展，人们的开发程度不断增加，地下水开采规模逐渐扩大。过度开采对地下水资源水量和质量产生了较大的影响，易导致地表裂缝等自然地质灾害，经济越发达的区域，生态污染越严重。为了有效解决当前水资源环境问题，应结合实际情况以及水资源污染程度，对水资源进行集中化管理，并加强污染控制，可充分利用先进的科学技术，进一步提升资源的整体利用率，建立新型高科技环保产业，对生活垃圾和废物进行有效回收利用，从根源上入手，做好防范措施。应减少污染源的排放量，定期对水厂污染进行检查和治理，深入研究降氮治理技术，以降低COD为主要发展目标，全面开展地下水环境的综合有效治理，为社会经济的健康可持续发展奠定良好的基础。