首次推算出濟南泉水“泉齡”，首次實現未來15天泉水位厘米級的預報預警，創新導流技術讓泉水徑流從地鐵隧道底部繞過去……近日，在山東省政府新聞辦舉行的“我和我的祖國”記者見面會上，山東省地礦局八〇一隊(以下簡稱“八〇一隊”)水文地質中心泉水保護部主任劉春偉透露了近年來濟南泉水保護的新進展。齊魯晚報·齊魯壹點記者赴八〇一隊深入採訪，揭秘濟南泉水保護的全新圖景。
濟南泉水“年齡”有多大?
首次推算出距今
46000年至23500年
作為省內“水工環王牌軍”，從1958年建隊伊始，八〇一隊就開始研究濟南泉水，至今已形成了全省最豐富、最全面、連續時間最長的基礎水文地質資料。
提起濟南的泉，劉春偉如數家珍，通過2020年左右對濟南泉水的全面普查，包括萊蕪區、鋼城區在內，目前濟南共有1209處泉水，其中950處收錄《濟南市名泉名錄》，濟南是名副其實的“千泉之城”。與眾多有泉的城市相比，濟南泉水的體量很大，並且泉水形成的地質、水文地質條件在全國來看可謂獨一無二。
濟南的泉水是如何形成的?
劉春偉介紹，泉水的成因可概括為“水源、高差、通道、阻隔和天窗”。南部山區降水及周邊河流為泉水的形成提供了充足的水源，濟南位於泰山北麓，地形南高北低，地下水自南部山區向北部城區源源不斷地匯集。南部山區廣泛分佈的石灰岩具有可溶性，受降雨和水流侵蝕，形成溶孔、溶洞等岩溶通道，岩溶水沿着通道向北徑流至市區一帶受不透水岩漿岩的阻擋，在較大的水頭壓力下，通過灰岩天窗涌出地表，形成了市區四大泉群。
濟南泉水數量眾多，泉水文化源遠流長。早在先秦典籍中，已有對趵突泉(時稱“濼”)和華泉等名泉的記載，元代地理學家於欽讚譽稱:“濟南山水甲齊魯，泉甲天下。”金、明、清三代所誕生的“濟南七十二泉”不同版本，亦是濟南名泉眾多的歷史見證。
那麼，濟南泉水的“年齡”究竟有多大?
齊魯晚報·齊魯壹點記者從八〇一隊了解到，礫岩在濟南趵突泉、黑虎泉等重要泉群有廣泛分佈，泉水往往從礫岩裂隙流出。礫岩經過水流的衝擊，便無法粘連，礫岩形成後才有泉水。八〇一隊正是通過研究礫岩與泉水交界物的形成年齡，來判斷泉水的形成年齡。結合同位素測年與古氣候演化，他們首次利用碳-14法推算出濟南泉水的出露年代，讓泉水的“年齡”為世人所知，較為準確地推算出濟南泉水的出露年代即“泉齡”為距今46000年至23500年。讓泉水的“年齡”為世人所知，極大提升了濟南泉水的歷史價值和文化內涵，為“泉·城文化景觀”申遺貢獻了地礦力量。
泉水保護如何精準施策?
首次實現未來15天
泉水位厘米級的預報預警
趵突騰空，泉涌如注，如今趵突泉已經持續噴涌21載，這背後是技術的支撐。
保護泉水需要對泉脈的分佈有精準的認識。地下的泉脈看不見摸不着，如何還原它的脈絡呢?八〇一隊創新性地提出了高精度綜合勘查技術，就像是給岩溶地下水主徑流通道做了個非常清晰的彩超，首次把這些通道精細地識別和刻畫出來，為泉水徑流通道的保護奠定了基礎。
通過長期勘查工作，他們積累了最完整、最系統的地質資料，系統查明了濟南泉域的水文地質條件、泉水成因和資源量，繪製的《濟南泉水成因地質剖面圖》被收錄進全國普通高等教育《水文地質學基礎》教材。
科學保護泉水必須知道水位的升降、水質的變化趨勢，通過監測數據來分析指導團隊去研究和保護泉水。八〇一隊還建立了國內第一個泉域岩溶地下水數值模型，研發了擁有自主知識産權的“濟南泉水保護地下水監測&&”，不斷提升泉水保護信息化智能化水平。監測對象以岩溶地下水為主，能夠持續開展泉水監測，掌握區域地下水實時動態，依託監測&&，逐步實現了地下水水位空間可視化預警、動態展示及趨勢預測，為濟南泉水保護提供了堅實的數據支撐。
濟南泉水保護地下水監測&&整合了213處地下水監測點，監測範圍覆蓋整個濟南岩溶水系統。“這個系統就像給泉水安裝了一個智能監控，能實時監測地下水水位、水質、開採量、補源量等核心要素的變化，同時首次實現了未來15天泉水位厘米級的預報預警，也讓岩溶地下水運行機制監測變得可視化、可量化，這為政府實施泉水管理和決策提供了重要的智慧化物聯網&&。”劉春偉説。
八〇一隊首次向濟南市主管部門提出“調蓄補源、採外補內、開源節流”三大保泉模式，持續優化泉水保護全鏈條、全過程服務，支撐趵突泉持續噴涌21年。“採外補內”即開採城區外部的地下水，減少城區內部地下水的開採。“開源”即引入黃河水、水庫水等地表水，“節流”即減少地下水的開採。濟南市降雨主要集中在6月至9月，而在沒有降雨或降雨很少時，需要通過玉符河、興濟河等河流進行生態補源，進一步減少市區水位下降的幅度。“調蓄補源”是濟南泉水保護常態化的重要措施之一。
地鐵與泉水如何共生?
運用導流技術讓泉水徑流
從地鐵隧道底部繞過去
在泉城，如何讓地鐵與泉水共生，成為地鐵建設過程中的首要難題。
八〇一隊牽頭開展了地鐵建設的前期調查論證，以及線網布局優化工作，承擔了濟南地鐵全部線路的泉水環境影響評價，第一次正面回答了“濟南哪些區域可以建地鐵”“地鐵建設到底會對泉水造成什麼影響”這些核心問題，攻克了地鐵建設決策階段的難題。他們認為，從濟南泉水出露地質條件來看，最有可能對泉水産生影響的地方是經十路的山大路至順河高架一帶。因為泉水出露位置較高，容易受地鐵建設影響，因此需要進行科學精準細化研究。針對影響較大處主動避讓泉脈“大動脈”，從影響較小的“毛細血管”處建設軌道，將線路、站點對泉脈的影響降到最低。
泉水保護團隊在作軌道交通線路規劃和選擇站點時，對敏感地帶的泉水最高水位位置進行監測。規劃軌道線路和站點時不能超過最高水位，需要預留出兩到三米的距離。
濟南地鐵4號線橫穿泉水徑流的核心區域，離趵突泉最近的地方只有1.4公里。在這麼短的距離裏，如何把工程建設對泉水的影響壓到最低呢?“我們提出了地下水導流和原位回灌技術。”劉春偉説。
八〇一隊依據實地調研的大量地質資料及論證，依據“U形管”的原理，創新性採用地下水導流技術——在地鐵的兩側打垂直入滲的砂石樁，通過石子等把水導流下去，然後通過地鐵的底部，再把水引上來，從而讓地下水徑流從地鐵隧道底部繞了過去。
劉春偉介紹，目前地下水導流技術，也在濟南地鐵4號線山師東路站、千佛山站、泉城公園站等重要的保泉路段進行了應用，同時，運用“原水、原位、同層、同質、同量”回灌技術，把地下水位穩定在±10cm以內。這樣一來，就最大程度降低了地鐵施工對泉水的影響，為地鐵建設和泉水保護協同發展提供了重要的技術支撐，給兩者搭了一座堅固的橋梁。
為了將地鐵建設對地下水的影響降到最低，八〇一隊提出“繞、避、抬、升”原則，將地鐵線路繞開泉水敏感區、避開地下含水層，目前已在4號線、6號線、7號線、9號線等線路廣泛應用。“我們還構建了地下水監測系統，能實現地鐵建設全過程地下水位的監測和預警，就像給地下水安裝了智能監控和警報裝置，為地鐵建設與泉水相融共生提供了有力的支撐和保障。”劉春偉説。
