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user: 3. 泉林泉群流量的历史演变 3.1. 泉流量的动态变化 本文收集了泗水县水利局自1981年以来，对泉林泉群流量测量资料，分析了20世纪80年代以来泉流量的变化曲线(如图4泉林泉历年流量变化曲线图)，纵观泉林泉几十年来的喷涌历史，可分为泉水自然喷涌、泉流量衰减、泉流量不稳定三个阶段，从30年的泉流量资料来看，泉水流量总体呈持续衰减状态。泉林泉群流量在20世纪80年代平均流量为1.05 m 3 /s，最大流量为1.36 m 3 /s，最小流量0.89 m 3 /s (泉流量见表1)；90年代平均流量为0.51 m 3 /s，最大流量为0.73 m 3 /s，最小流量0.1 m 3 /s；2000年~2014年平均流量为0.60 m 3 /s，最大流量为1.2 m 3 /s，最小流量0.02 m 3 /s。2003年4~6月份泉群主泉一度停喷，停喷时间长达几十天。2014年为枯水年，4月份泉林泉群内80%的泉眼干涸，仅有趵突泉、黑虎泉、珍珠泉等几个主泉眼还保持着小流量的喷涌。 (1) 泉水的自然喷涌阶段(1981~1990年) 泉林泉群的有关资料记载始于1981年，该时期对泉流量的测量尚不规范，主要记载枯水季节的流量，1981年5月泉林泉日流量为11.71万m 3 /d (1.36 m 3 /s)，根据年际流量变化来看，80~90年代，泉群流量最低为0.89 m 3 /s，平均流量1.05 m 3 /s，根据分析，该时期泉林泉群能够达到四大主泉的最高水位红石泉的正常喷涌，地下水位在133.45~134.5 m之间，地下水的开采以生活饮用水和灌溉用水量为主，泉域范围内地下水的开采量小于300万m 3 /a。该时期泉林泉群流量主要受降雨的影响，因此成为泉水的自然喷涌阶段。 图2. 泉林泉成因图 图3. 泉林黑虎泉成因 Table 1 Springs flow statistics in different perio 阶段 时间(年) 最大流量(m 3 /s) 最小流量(m 3 /s) 平均流量(m 3 /s) 平均降水量(mm) 泉水自然喷涌阶段 1981~1990 1.36 0.89 1.05 618.88 泉流量过渡阶段 1991~2000 0.73 0.1 0.51 712.18 泉流量不稳定阶段 2001~至今 1.2 0.02 0.60 741.65 表1. 不同时期泉流量统计表 图4. 泉林泉群泉流量动态变化 (2) 泉流量衰减阶段(1991~2000年) 1991~2000年，泉林泉平均流量由20世纪80年代的1.05 m 3 /s降至0.51 m 3 /s，泉群最低流量为0.51 m 3 /s，这一时期为泉流量衰减期。该时期除了生活饮用水及部分农业灌溉水利用地下水外，在20世纪80年代末，泉林镇开始兴起养殖冷水渔业，大力发展建设虹鳟鱼场，并以岩溶地下水养殖为主，地下水开采量逐年增大，进入90年代养殖冷水渔业规模逐渐扩大，养殖品种也逐渐发展成中华鲟、草鱼、鲶鱼等，养殖业逐渐向工厂化发展，并由最初的主要利用出露泉水逐渐发展了以开采深层地下水为主的渔业养殖。因此从80年代末，群流量明显减少，甚至出现主泉头停喷几天甚至几十天，加之这一时期降雨量偏枯，平均降雨量为642.24 mm，因此这一时期我们称为泉流量衰减期 [ 8 ] 。 (3) 泉流量不稳定阶段 2003年以后，泉域出现了历史以来的丰水期，2003~2011年，平均降雨量828.36 mm，在丰水期泉流量有所增大，但是枯水季节，泉流量衰减严重，这一时期，泉流量受降雨和地下水开采的双重影响较大，一方面地下水开采量大，另一方面部分年份地下水补给量大，因此出现了泉流量不稳定的现象，地下水补给量大、开采较小的时期，泉流量增大，反之泉流量骤减。 3.2. 影响泉水喷涌的因素 影响泗水县泉林泉群喷涌的因素是多方面的，包括降雨、地下水开采、下垫面变化等因素，由于研究区多年来土地利用类型变化不大，因此本次重点分析降雨和地下水开采因子对泉流量的影响 [ 8 ] 。 (1) 降雨因素的影响 泉域范围内大气降水的变化趋势曲线显示：1981~1989年降水量持续偏枯，平均降水量仅为593.79 mm，1993~1998年间为降水量是整个研究时段过程中最为丰富的，平均降水量为750.43 mm，2002~2014年，泉域经历了降水量增大、减少的波动阶段，2014年降雨量又出现了偏枯现象。对比泉流量与降雨量变化趋势曲线变化，泉流量和降雨量二者增减变化趋势具有一致性，但整体的相关性较低，仅为0.048。降雨量在1981~2013年整个变化过程中出现了三个递减时期，相应的泉流量也出现了三个递减时期，但是波动性较缓，尤其是在1994~1998年间，降雨量增长速度较快，泉流量变化较缓，见图5泉流量与降雨量关系图。 通过对降雨量和泉流量的相关性分析(见表2)，分析结果：1981~1989年，这一时期降雨量和泉流量相关性较好，群流量和当年的降雨的相关性为0.335，和前一年降雨量的相关性为0.782，显著性水平参数为0.022，泉域范围内当年和前一年的降雨对泉流量有较大的影响，且以前一年的降雨为主；但是在1990~2003年相关性显著降低，相关性系数不超过0.15，这一时期平均降雨量718.48 mm，群流量仅为0.47 m 3 /s，这与泉林镇自1987年开始养殖虹鳟鱼，大量开采地下水，影响泉水的喷涌；2003年以来，泉流量与降雨的相关性较前一时段有所增大，相关系数在0.3~0.4之间，这一时期平均降雨量为741.65 mm，泉流量平均为0.83 m 3 /s，较上一阶段有所增大。 (2) 地下水的开采 本次综合统计了泉域生活、工业、灌溉及养殖业(渔业养殖)等地下水开采量，绘制地下水开采与泉流量关系图，如图6。 通过对比1981~2014年泉林泉群流量与岩溶地下水开采量变化趋势线可以看出，二者的变化在一定程度上呈现“x”型，岩溶地下水开采低值对应着泉流量的高值，相反岩溶地下水开采的高值，对应着泉流量的低值，且随着岩溶地下水开采量的持续增加，泉流量呈现衰减的趋势。对二者的相关性分析也表明，岩溶地下水开采量和泉流量直接存在明显的负相关：泉流量与岩溶水开采量的相关系数达到0.572，达到a = 0.02的水平。此外，岩溶水的开采量相对于泉流量还表现出明显的阶段性(表3)：1989~1997年，泉域范围内年平均地下水开采量1.06万m 3 /d，这一时期的平均泉流量为0.8 m 3 /s (6.91万m 3 /d)，泉流量和地下水开采量相关系数0.466；2002~2014 年，泉域范围内年平均地下水开采量8.13万m 3 /d，这一时期的平均泉流量为0.57 m 3 /s (4.92万m 3 /s)，泉流量和地下水开采量相关系数为0.563。 综上所述，降雨是影响泉水喷涌的自然因素，现状情况下地下水的开采(养殖业和灌溉取用深层地下水)是直 Table 2 Correlation analysis of springs flow and the precipitation in different period 时间段 当年降雨量 前一年降雨 前两年降雨 相关系数 显著性水平参数 相关系数 显著性水平参数 相关系数 显著性水平参数 1981~1990 0.335 0.378 0.782 0.022 0.226 0.625 1991~2000 0.128 0.542 −0.026 0.903 0.088 0.774 2001~2013 0.357 0.216 −0.286 0.322 0.302 0.467 1981~2013 0.048 0.708 −0.049 0.708 0.069 0.607 表2. 不同时期下泉流量与降水量相关关系统计表 Table 3 Correlation analysis of springs flow and amount of groundwater mining in different period 时期 相关系数 1989~1997 0.466 1997~2002 0.641 2002~2014 0.563 表3. 不同时期泉流量与岩溶水开采量相关性表 图5. 1981~2014年泉流量与大气降水变化趋势曲线对比 图6. 泉域泉流量与地下水开采量变化趋势 接影响泉流量衰减的人为因素。