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济南有“泉城”的美誉,岩溶地下水资源十分丰富。然而,近年来在自然因素和人为影响双重作用下,岩溶地下水的补给、径流、排泄条件发生了改变,地下水系统的自然平衡被破坏,导致趵突泉频繁断流。济南水文地质研究程度虽然较高,但“保泉”是一项复杂的系统工程,迄今为止,有关专家、部门对济南泉域的范围、补给来源仍没有统一看法。 本文以济南碳酸盐岩分布区为研究区,从地下水系统的基本概念出发,采集区域内的岩溶水样,分析了现阶段水化学场特征,并结合区内及区域水文地质条件,利用TDS浓度梯度场及微量元素的分布特征等讨论了岩溶水循环特征,认为整个研究区域均为济南泉水的直接或间接补给区域,故以济南泉域命名。 由于地下水微量元素具有形成较稳定、抗干扰强的特点,因此利用微量元素分析解决水文地质中的实际问题有一定的优势。本文以天然微量元素示踪为主要研究手段,通过枯、丰水期分布形态对比分析探讨岩溶地下水流动过程,推断泉水补给来源及边界范围。为验证微量元素分布特征的指示意义,选用微量元素Ba、Sr,选取趵突泉周围13个取样点,运用PHREEQC软件进行比例混合,证明了泉域岩溶水来源于各个方向这一观点的合理性,并首次试算出各个方向来水比例。 此外,本文结合近年来相关的研究资料,利用两种元素丰度比值来描述研究区特征:通过微量元素Sr与Ca、Mg元素丰度的比值分布特征,讨论了济南泉域岩溶水的径流规律。两种结果得到互相验证,提高了研究的可信度。 本文的研究成果为实现保泉供水、合理开发利用和保护岩溶地下水资源提供了科学依据。