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盖水之来也众,其北折而西也,悍疾尤甚,及至于崖下,则泊然而止。
而自崖以北至于历城之西,盖五十里,而有泉涌出,高或至数尺,其旁之人名之曰趵突之泉。
齐人皆谓尝有弃糠于黑水之湾者,而见于此。
盖泉自渴马之崖潜流地中,而至此复出也。
”从文中确切的地名与详尽的记述推测,曾巩确是实地考察了济南泉水的脉路。
金代大词人元好问同样认为:
“山水汇于渴马崖,洑而不流,近城出而为此泉。
”
这个泉水南来的正确说法,不知为何,到了后世却很少被提及,倒是泉水东来的说法逐渐占了上风。
宋代沈括在《梦溪笔谈》中说:
“济水自王屋山东流,有时隐伏地下,至济南冒出地面而成诸泉。
”他认为济南的泉水是源于王屋山的济水潜流而来,是地下暗河之水上涌而成。
清初著名诗人施闰章在他的《趵突泉来鹤桥记》中同样认为:
“济南多名泉,而趵突泉最显。
源出河东王屋山,为沇水(即济水);
潜行地中,屡伏屡现,数千里而出于历城之西南。
三穴觱沸,高数尺。
而清代小说家蒲松龄说得更为生动:
“泺水之源,发自王屋,为济为荥,时见时伏。
下至稷门,汇为居渎,穿城绕郭,汹汹相续。
”将济南泉水的来龙去脉说的绘声绘色,让人不由怀疑。
从地理专业的角度来看,地下水主要有两种:
潜水和承压水。
潜水的分布很广泛,埋藏于地下第一个隔水层之上,由大气降水直接下渗而成,我们所用的地下水一般是潜水。
承压水埋藏于上下两个隔水层之间,一般不是当地降水下渗形成的,而是受地形影响由别处而来,比如澳大利亚中部的大自流盆地,其水源来源于东部的大分水岭。
在承压区,如果从地表打通第一个隔水层,其下面的承压水便汩汩冒出,形成泉,这便是泉水的形成。
济南地区具有形成泉水的良好条件:
从地形方面来看,济南南部为泰山余脉,北部为平原,地势南高北低,为地下水提供了由南向北汇集运动的地形条件。
从地质方面来看,济南市区南部主要以石灰岩分布为主。
石灰岩由于受到流水的溶蚀,地下多孔隙或溶洞,这为地下水提供了汇集和流动的空间。
济南市区北部为坚硬的辉长岩,地下水很难进入,因此在济南市区附近形成了相对较大的地下水压力区,由南部山区源源不断输送而来的地下水便在济南市区冒出,形成泉。
古时,人们对济南泉水成因的说法很多。
有的认为济南泉水来源于河南的王屋山。
如宋代沈括在《梦溪笔谈》中说:
济水自王屋山东流,有时隐伏地下,至济南冒出地面而成诸泉。
明代胡赞宗诗云:
“王屋流来山下泉,清波聊酌思泠然”。
前人也有关于济南泉水来源的正确说法。
如宋代曾巩、金代元好问等人认为,济南的泉水并非济水之出露,而是来自济南城南的山区。
曾巩在任齐州知州期间,为摸清泉水来路,曾进山调查,认为南山区的水下渗潜流至市区而出露成泉。
他在《齐州二堂记》中论述说:
“泰山之北与齐之东南诸谷之水,西北汇黑水之湾(即锦阳川水),又西北汇于柏崖之湾(疑在柏崖山处),而至于渴马之崖(在今党家庄镇东、西渴马村一带)。
盖水之来也众,其北折而西也,悍疾尤甚。
及至于崖下,则泊然而止。
……盖泉自渴马之崖潜流地中,而至此复出也。
现代地质工作者调查研究认为,济南泉水来源于市区南部山区,大气降水渗漏地下顺岩层倾斜方向北流,至城区遇侵入岩体阻挡,承压水出露地表,形成泉水。
济南南部山区为泰山余脉,自南而北有中山、低山、丘陵,至市区变为山前倾斜平原和黄河冲积平原的交接带,高差达500多米,这种南高北低的地势,利于地表水和地下水向城区汇集。
在地质构造上,南部山区属泰山隆起北翼,为一平缓的单斜构造。
由于北侧断裂切断,形成许多小断块,其中千佛山堑断块是构成城区泉群的构造基础。
山区以前震旦系变质岩为基底,上布有1000多米厚的寒武系和奥陶系石灰岩岩层。
岩层3~15度倾角向北倾斜,至市区埋没于第四系沉积层之下。
在漫长的地质年代,这些可溶性灰岩,经过多次构造运动和长期溶蚀,岩溶地貌发育,形成大量溶沟、溶孔、溶洞和地下暗河等,共同组成了能够储存和输送地下水的脉状地下网道。
市区北部为燕山期辉长岩——闪长岩侵入体,质地细密,岩质坚硬,隔水性能好。
千佛山断块西有通过纬一路的千佛山断层;
东有穿过解放桥和老东门的羊头峪断层,这样就组成了东西北三面阻水岩体,构在了三面封闭的排泄单元。
南部山区,在灰岩出露和裂隙岩溶发育的地方,吸收大量的大气降水和地表径流,渗入地下形成了丰富的裂隙岩溶水。
这些裂隙岩溶水,受太古界变质岩的隔阻,沿岩层倾斜的方向,向北作水平运动,形成地下潜流,至城区遇到侵入岩岩体的阻挡和断层堵截,地下潜流大量汇聚,并由水平运动变为垂直向上运动,促进了岩溶发育和水位抬高,在强大的静水压力下,地下水穿过岩溶裂隙,在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处夺地而出,涌出地表,形成天然涌泉。
降水量的多少和季节分配直接影响着泉水的变化。
济南属暖温带季风气候,多年平均降水量650~700毫米。
由于夏季风的影响,降水量季节分配不均,2/3的降水量集中在夏季,秋季不足1/5,冬春两季降水很少。
四季降水量的具体情况是:
春季(3~5)86.9毫米,夏季(6~8)448.2毫米,秋季(9~11)124.9毫米,冬季(12~2)25.2毫米。
随着降水量的“少——多——少”的季度变化,泉水水位和流量也相应地出现“低——高——低”和“小——大——小”的季节变化,不过在时间上较降水的季节变化推迟一些。
一般年份,泉水变化过程是自年初始,流量逐渐减少,至6月出现最小量和最低水位;
7月份随降水量增加而流量开始增大,8、9月出现最大流量和最高水位。
一般规律是年降水量多,当年泉流量大,水位高;
年降水量少,当年泉水的流量也小,水位也低。
大气降水对泉水动态变化所起的主导作用,是人工开采量不超过泉水流量的情况下显示出来的,如果开采量大于泉流量,雨量因素则处于次要地位。
开采量的多少,直接影响泉水的动态变化。
1972年1月20日6时40分,市区大面积停电4小时50分钟的事故,提水系统全部停机,这段时间市区水位回升40厘米。
1968年,开采量与泉流量大体相当,被称为二者的转换年。
在此以前,开采量小于泉流量,因此泉水表现一直很好;
在这以后由于开采量超过泉流量,并不断增大,泉水流量变小。
1980年9月24日,市区停采地下水8小时,比平日少采水13500吨,市区地下水位回升44~45厘米。
据山东省水文地质队资料,1973~1977年,市区水位下降2.25米。
所以从1976年以后,雨季后不到1个月,泉水流量就逐渐减少。
趵突泉自1981年以来,连续3年在3月上旬至9月初断流,干涸达半年以上。
关于济南泉水的形成原因,古时有很多说法。
有人认为济南泉水来源于河南的王屋山。
明代胡缵宗诗云:
“王屋流来山下泉,清波聊酌思泠然。
”前人也有关于济南泉水来源的正确说法,如宋代曾巩、金代元好问等人认为,济南的泉水并非济水之出露,而是来自济南城南的山区。
曾巩在任齐州知州期间,为摸清泉水来路,曾进山调查,认为南部山区的水下渗潜流至市区而出露成泉。
他在《齐州二堂记》中说:
“泰山之北与齐之东南诸谷之水,西北汇于黑水之湾(即锦阳川水),又西北汇于柏崖之湾(疑在柏崖山处),而至于渴马之崖(在今党家庄镇东、西渴马崖村一带)。
而自崖以北至于历城之西,盖五十里,而有泉涌出,高或至数尺,其旁之人名之曰趵突之泉。
现代地质工作者调查研究认为,济南泉水来源于市区南部山区,大气降水渗漏地下,顺岩层倾斜方向北流,至城区遇到侵入岩体阻挡,承压水出露地表,形成泉水。
济南南部山区,为泰山余脉,自南而北有中山、低山、丘陵,至市区变为山前倾斜平原和黄河冲积平原的交接带,高差达500多米,这种南高北低的地势,利于地表水和地下水向城区汇集。
由于北侧断裂切断,形成许多断块,其中千佛山断块是构成城区泉群的构造基础。
岩层以3~15度倾角向北倾斜,至市区埋没于第四系沉积层之下。
市区北部为燕山期辉长岩~闪长岩侵入体,质地细密,岩质坚硬,隔水性能好。
东有穿过解放桥和老东门的羊头峪断层,这样就组成了东西北三面阻水岩体,构成了三面封闭的排泄单元。
南部山区,在灰岩出露和裂隙岩溶发育的地方,吸收了大量的大气降水和地表径流,渗入地下形成了丰富的裂隙岩溶水。
这些裂隙岩溶水,受太古界变质岩的隔阻,沿岩层倾斜的方向,向北作水平运动,形成地下潜流,至城区遇到侵入岩岩体的阻挡和断层堵截,地下潜流大量汇聚,并由水平运动变为垂直向上运动,促进了岩溶发育和水位抬高,在强大的静水压力下,地下水穿过岩溶裂隙,在灰岩和侵入岩体的接触地带及第四系沉积层较薄弱处夺地而出,涌出地表,形成天然涌泉。
变化降水量的多少和季节分配直接影响着泉水的变化。
济南属暖温带季风气候,常年平均降水量为650~700毫米。
由于夏季季风的影响,降水量季节分配不均,三分之二的降水量集中在夏季,秋季不足五分之一,冬春两季降水很少。
春季(3~5月)86.9毫米,夏季(6~8月)448.2毫米,秋季(9~11月)124.9毫米,冬季(12~2月)25.2毫米。
随着降水量的季度变化,泉水水位和流量也相应地出现季节变化,不过在时间上较降水的季节变化推迟一些。
一般年份,泉水变化过程是自年初始,流量逐渐减少,至6月出现最小流量和最低水位;
7月份随降水量增加而流量开始增大,8、9月出现最大流量和最高水位;
雨季过后,流量开始变小,直至次年初夏。
降水量的年际变化也同样影响着泉水流量和水位。
大气降水对泉水动态变化所起的主导作用,是人工开采量不超过泉水流量的情况下显示出来的,如果开采量大于泉流量,雨量因素则处于次要地位。
1972年1月20日6时40分,市区发生大面积停电4小时50分钟的事故,提水系统全部停机,这段时间市区水位回升40厘米。
在此以前,开采量小于泉流量,因此泉水表现一直很好;
在这以后,由于开采量超过泉流量,并不断增大,泉水流量变小。
为了证明这一点,1980年9月24日,在有关部门的组织下,市区停采地下水8小时,比平日少采水135600吨,市区地下水位回升44~45厘米。
据山东省水文地质队资料,1973~1977年,市区水位下降2.25米。
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