“地下都是泉脉”的济南地铁，书写“与泉共生”新史诗

济南建地铁的巨大难度也在这里。“济南地质条件复杂，看不见的泉脉在地下绵延，建设地铁会不会影响泉脉，需要首先解决。”济南轨道交通集团科研管理部部长门燕青说，这个问题的解决，有赖于对泉水，特别是泉水成因的认识。

在20世纪90年代，对泉水成因、泉域范围，学界尚存争议，泉城能不能建地铁还亟待科学研究支撑。

20世纪90年代开始，济南就多次设立城市轨道交通筹建机构，但又先后因国家政策限制、泉水出现全年停喷等情况而撤销。在泉水成因和如何科学保泉的问题没有得到科学解答之前，济南主动为地铁建设按下“暂停键”。

济南泉水成因示意。济南轨道交通集团供图

直到经过多年的勘察、论证，济南逐步摸索出一条科学保泉之路。山东省地矿工程勘察院（山东省地矿局八〇一队）一位泉水保护专家介绍，2000年以来，济南实施“引黄保泉”“生态补源”，并推进“封井、引水、增雨、补源、节水”的各项保泉措施。2003年9月6日，趵突泉停喷18个月后迎来复涌，此后持续喷涌至今。“泉水复涌后，我们建议济南坚持调蓄补源、采外补内、开源节流的方法保泉。”上述专家说。科学保泉和城市发展找到了平衡点，济南地铁建设才重新启动。

2009年起，济南系统推进轨道交通线网规划、泉水保护专题研究、客流预测分析、建设规划和工程可行性研究等工作。同年7月，济南市委托省地矿局八〇一队等多家专业单位共同进行勘探、物探、水文试验等，历时8个多月完成的《济南市轨道交通建设对泉水影响研究报告》，划定了地铁建设的敏感区与适宜区，明确“在避开敏感区域前提下，地铁建设不会对泉脉造成不利影响”。该报告首次正面回答了济南能否建设地铁。

济南轨道交通集团总经理李虎说，济南轨道交通集团本着“慎之又慎、安全第一，确保泉水保护万无一失”的建设理念，采用“先外后内，先易后难”的策略建设地铁，一期建设的3条地铁线路均离泉水敏感区较远。

经十路建地铁的呼声更高。济南南依泰山、北靠黄河，城市狭长生长，贯穿东西的交通主动脉经十路日均承载车流量超10万辆次。高峰时段通勤压力尤为突出，双向十二车道的道路资源在潮汐车流冲击下频频突破承载极限。济南迫切需要一条能够连接东西城区、缓解经十路交通压力的地铁线路。2013年底济南轨道交通集团成立后，在推进一期线路建设时，就同步开始了二期规划报批工作，其中横贯市区的4号线成为重中之重。

经十路晚高峰

“相比一期线路，二期线路的报批难度更大。”重点参与济南城市轨道交通第二期建设规划报批工作的山东轨道交通工程咨询有限公司高级工程师王鑫说，二期线路也绕开了泉水敏感区，但与一期相比，线路离泉水敏感区更近。其中，穿越经十路的4号线，还在泉水出露点的上游位置，评审专家们高度关注拟规划线路是否会影响泉脉和周边泉水径流。

“2017年，济南修订了《济南市名泉保护条例》，明确将‘优先保泉’作为重要原则贯穿于城市轨道交通规划、建设、管理全过程，要求城市轨道交通规划和建设必须符合名泉保护条例。”参与二期建设规划线路《泉水环境影响评价》撰写工作的山东省地矿工程勘察院（山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队）高级工程师吴沙沙介绍，二期拟规划线路多个站点位于泉水补给区和出露区，根据条例规定，需在立项前完成详细的水文地质论证，施工中加强对地下水与径流通道的保护，避免破坏泉脉和造成水质污染，并采取有力措施促进雨水回补地下水。

历时四年编制，2019年公布的《济南市名泉保护总体规划》进一步细化了保泉要求和管理规范。“《济南市名泉保护总体规划》为济南轨道交通二期建设规划提供了重要依据。”门燕青说，地铁建设要达到总体规划中对保护泉水的要求，促使济南轨道交通集团深化泉水理论和保泉技术研究，努力实现“通地铁”与“保泉涌”的双赢。

“看”清泉脉

模型让地下构造“活”起来

建地铁的前提是保泉。

“保泉的第一步是识泉，识泉的关键是‘看’清济南地质构造，摸清泉水的潜流通道和喷涌成因，具体到地铁建设，还要弄明白地铁建设与地下水的位置关系。”门燕青说，济南地铁建设走向城市核心区域的过程，伴随着对泉水认识的逐步深入。

为了“看”清地下，济南轨道交通集团打造了国内首个数字孪生城市四维地质可视化信息平台，融合物联网、云计算、人工智能与增强现实等前沿技术，构建BIM+GIS的泉域四维地质环境可视化信息系统，首次刻画出济南城区近2000平方公里的可更新、高精度地质环境耦合模型。“这个模型是四维的，它除了模拟地质外，还能模拟出地下水的流动，能模拟建地铁线路沿线的地质条件和泉水运移规律，在线路规划阶段指导保泉。”济南轨道交通集团总经理助理兼总数据师李罡说。

济南轨道交通集团打造了国内首个数字孪生城市四维地质可视化信息平台，平台能实现地下水数值模拟模型与地质模型有机融合。济南轨道交通集团供图