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济南市南部山区为泰山余脉,是济南城区地下水源的重要补给区,具有调节济南市生态环境和保泉补源等多重生态功能。济南市南部山区多年平均降水量为648mm,雨水资源丰富,雨水利用潜力巨大。充分利用南部山区的雨水资源,对改变南部山区的生态功能,保障城乡供水,实现水资源的可持续利用,改善济南市的水环境状况,实现泉水常年喷涌具有重要意义。因此,对济南市南部山区降雨特性及雨水利用进行研究有很重要的理论和经济意义。
论文分析了南部山区的降雨特性,采用皮尔逊Ⅲ型曲线法建立降雨频率模型,模拟南部山区降雨量与频率之间的关系。模型中理论频率曲线和实际情况拟合较好,误差在±10%以内。模拟结果表明,该区年降雨量分布规律基本符合 =648mm、Cv=0.27、Cs=0.16的皮尔逊Ⅲ型频率曲线,从而得出了该区的降雨规律,即南部山区年降雨量在1000mm以上的频率是2%、年降雨量在640mm以上的频率是50%。并在此基础上,选择仲宫镇某一典型丘陵山体,在自然降雨条件下采用一维坡地径流模型计算产流量,坡地径流计算值与实测值相对误差在±15%以内,模型计算结果可靠。依据该模型来计算某一具体的丘陵山体产流量,为有效利用南部山区的雨水资源、制定雨水蓄积及其利用方法提供理论依据。
论文还探讨了南部山区降水量与城区地下水位动态的关系。依据南部山区1987-2003年历年各月降水量资料和大涧沟以及七贤镇1987-2003年历年各月地下水水位资料,用最小二乘法线性回归进行分析,得出南部山区降雨量直接影响城区南郊地下水水位,进一步影响城区泉群地下水的水位。同时,从分析中得出南部山区2~9月份降雨量与城区地下水水位的升降关系密切,汛期降雨量影响更为明显,两者呈正比性规律变化。因此,应合理开发利用南部山区2~9月份的雨水资源,对保持城区地下水水位,维持城区泉群的正常喷涌有重要意义。
论文对南部山区雨水积蓄利用措施如生物蓄水措施、工程调蓄措施、非工程性控制措施三种方式进行了初步探讨。