唐山北郊水源地地下水多年動態(tài)變化分析

馬丙太，龐國興

(河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021)

?

唐山北郊水源地地下水多年動態(tài)變化分析

馬丙太，龐國興

(河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021)

[摘要]唐山北郊地區(qū)有唐山自來水公司荊各莊水源地及北郊水源地，是唐山北部重要的生產(chǎn)及生活用水的供水水源地，水源地現(xiàn)狀主要開采層為第四系淺層水及奧陶系巖溶水，通過連續(xù)多年對北郊水源地地下水動態(tài)統(tǒng)計分析，1972-2008年以前水位基本上呈多年呈下降態(tài)勢，2008年以后水位呈逐步回升，目前巖溶水開采尚未對上覆第四系孔隙水、周圍的農(nóng)業(yè)用水的構(gòu)成較大影響。

[關(guān)鍵詞]唐山北郊水源地；含水類型；動態(tài)特征

1水源地基本概況

唐山市北郊水源地位于山前傾斜平原地貌，現(xiàn)狀具有水源井12眼，其中3眼水源井開采第四系孔隙水，9眼開采奧陶系巖溶水。該水源地設(shè)計開采量為4.7萬 m3/d，目前實際開采量為4.0萬 m3/d。

該水源地地處山前傾斜平原地貌類型，屬還鄉(xiāng)河-陡河(古灤河)沖洪積扇中上部。其地勢由東北向西南傾斜。北部較為平坦，東南部為丘陵地形。高程一般為18～25 m，陡河自其西北側(cè)流過，階地不明顯且河曲發(fā)育。其位于開平向斜西北翼，上覆第四系厚度60～100 m。

2地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地質(zhì)構(gòu)造

北郊水源地被第四系所覆蓋。在構(gòu)造上位于燕山臺褶帶(II級)馬蘭峪復(fù)式背斜(III級)開灤臺凹(IV級)之碑子院背斜東翼，從調(diào)查區(qū)穿過主要陡河斷層陡河斷層和唐山斷裂，對研究區(qū)基巖起伏及裂隙節(jié)理發(fā)育有較大影響。水源地主要為第四系沖積形成的粉土、粉質(zhì)粘土、砂土以及卵石組成，其厚度約80～230 m。其中0～10 m為全新統(tǒng)，主要巖性為粉土，粉質(zhì)粘土；10～116 m為上更新統(tǒng)，主要巖性為細(xì)砂、中砂、卵石及粘土；116～230 m為中更新統(tǒng)，主要巖性為粘土含卵石。下伏基巖為奧陶系地層，主要巖性為白云質(zhì)灰?guī)r及豹皮狀灰?guī)r。

2.2地下水賦存特征

研究區(qū)地處于古灤河沖洪積扇中部地帶，主要賦存地下水類型為第四系孔隙水和奧陶系巖溶裂隙水，依據(jù)地下水類型及富水特征分析，屬上更新統(tǒng)及中更新統(tǒng)地層，第四系厚度63.55～99.40 m，含水層為多層結(jié)構(gòu)，主要由數(shù)層砂、礫石組成，第四系地層中松散巖類孔隙水含水層巖性以中粗砂為主，下部為卵礫石層，主要巖性為卵礫石及粗砂，含水層頂板為10 m厚的粘性土。底部大部分地區(qū)為粘土與下伏奧陶系灰?guī)r接觸，局部為砂礫石直接與下伏奧陶系灰?guī)r接觸，形成第四系孔隙水補給下伏灰?guī)r的天窗，單位涌水量10～20 m3/h·m，水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型，礦化度小于0.5 g/L，水質(zhì)良好，水位埋深50 m左右。

奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙水在開平向斜西北翼水文地質(zhì)單元之中部，上部被第四系所覆蓋。開平向斜西北翼呈北北東向近似條形展布，單元內(nèi)灰?guī)r巖溶發(fā)育，富水性強，是唐山市區(qū)供水的主要基巖含水層。

奧陶系灰?guī)r富水性與巖溶發(fā)育規(guī)律基本一致，北郊水廠處于陡河斷層附近，又是開平向斜西北翼的轉(zhuǎn)折處，因此巖溶發(fā)育，富水性強，據(jù)北郊水廠4號井、5號井抽水試驗資料，單位涌水量分別達到188.0 m3/h·m和450 m3/h·m，水量極豐富。地下水水質(zhì)良好，屬HCO3-Ca·Mg型水礦化度小于0.5 g/L，北郊水廠對此層水開采量較大。

2.3地下水補徑排條件

第四系孔隙水的補給來源，主要有大氣降水入滲、陡河河水入滲、灌溉回歸入滲補給。排泄途徑主要是人工開采、向下越流補給奧陶系巖溶水。由于北郊水廠開采強度大，成為唐山多層地下水下降漏斗的中心，地下水由周邊向漏斗中心逕流。由于長期開采地下水，地下水位多年來呈下降趨勢，自2008年唐山市關(guān)停工礦企業(yè)自備井，水位呈逐年回升趨勢，2002年第四系水位埋深2002年50 m，2013年12月實測北郊水源地第四系水位埋深30.0 m。

奧陶系巖溶水補徑排特征：開平向斜西北翼奧陶系灰?guī)r巖溶水主要接受上覆第四系孔隙水的下滲越流補給，其次為降水入滲及河流側(cè)滲補給，巖溶水區(qū)域流向自東北流向西南，但北郊水源地由于開采強度大，已成為唐山市水位下降漏斗的中心，巖溶水水位埋深30.86 m。地下水由周邊向中心逕流。人工開采是本區(qū)巖溶水的主要排泄方式。

3地下水開采狀況

開平向斜西北翼水文地質(zhì)單元內(nèi)農(nóng)業(yè)用水開采量分農(nóng)田灌溉用水、農(nóng)村人畜生活用水及農(nóng)村工業(yè)用水，以開采第四系淺層水為主。開采奧陶系巖溶水主要為自來水公司荊各莊水源地、北郊水源地、唐鋼水源地、唐山電廠水源地，馬家溝煤礦礦井疏干地下水(石炭—二疊系砂巖裂隙水)，現(xiàn)將2001-2012年各年北郊水源地地下水開采量統(tǒng)計圖(圖1)如下：

圖1　水源地2001～2012地下水年開采量統(tǒng)計圖表

4地下水動態(tài)特征

依據(jù)地下水多年動態(tài)觀測資料，唐山北郊水源地其周圍地下水1972年前各含水層水位基本一致，處于相對穩(wěn)定階段，1972年以后工、農(nóng)業(yè)用水量增加，地下水開始下降，至1976年唐山地震，暫時停采和降雨量較大，水位恢復(fù)到1972年的水平。1979～1980年以后水位開始下降，水源地第四系松散巖類孔隙水水位動態(tài)變化受氣象、水文與人為因素的影響，最低水位一般出現(xiàn)在6月份，最高水位出現(xiàn)在9月，水位年變幅約2 m見圖2，主要接受降雨入滲及側(cè)向徑流補給，排泄于人工開采及側(cè)向流出。

圖2　水源地第四系淺層水水位埋深多年動態(tài)曲線圖

區(qū)域奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙水主要為側(cè)向徑流補給，人工開采是主要排泄方式。區(qū)域流向自北東向南西，開采漏斗區(qū)自周邊向中心匯流。動態(tài)類型為降水間接補給上升～開采下降型，年最低水位一般出現(xiàn)在6-9月，最高水位2-3月，近年來由于市水務(wù)局自2008年關(guān)停企業(yè)自備井，水位呈現(xiàn)逐年回升的趨勢，水位年變幅4.5m左右，目前現(xiàn)狀已基本穩(wěn)定，回升幅度有所減小見圖3。

圖3　水源地奧陶系巖溶水水位埋深多年動態(tài)曲線圖

5結(jié)語

通過對唐山北郊水源地水文地質(zhì)及其附近各含水層地下水動態(tài)觀測資料，分析提出如下結(jié)論：

(1) 北郊水源地屬唐山市地下水飲用水中型水源地，位于山前傾斜平原地貌，地處于開平向斜西北翼，位于陡河斷層附近，奧陶系巖溶裂隙比較發(fā)育，水源地單井的單位涌水量分別達到188.0 m3/h·m和450 m3/h·m，水量極豐富。目前地下水水質(zhì)基本良好，屬HCO3——Ca·Mg型水，礦化度小于0.5 g/L。

(2) 通過多年水位動態(tài)分析，工作區(qū)內(nèi)奧陶系巖溶水與第四系淺層水水力聯(lián)系較密切，水位呈現(xiàn)同步幅度變化。開灤馬家溝疏干石炭—二疊系砂巖裂隙水對奧陶系巖溶水影響不明顯，對第四系淺層水影響較大?，F(xiàn)第四系淺層水上部含水層已部分疏干，但長期開采下部含水層，造成奧陶系巖溶水位與第四系淺層水水位差會越來越大，但近年來由于唐山市關(guān)停企業(yè)自備井，自2008年以來淺層水和巖溶水水位同步上升，且上升幅度較大，會造成淺層水位逐漸回升，應(yīng)密切關(guān)注北郊水源地附近地下水快速上升引起巖溶塌陷等不良環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害。

(3) 唐山市自來水公司北郊水源地與唐鋼水源地、唐山發(fā)電廠水源地水源地同屬同一個水文地質(zhì)單元，地下水位動態(tài)直接受上述三個水源地開采的影響，近年北郊水源地巖溶水年開采量總體增加，區(qū)域水位基本上呈逐年回升態(tài)勢，目前已基本達到采補平衡，水位回升處于基本穩(wěn)定，年季水位變化特征較穩(wěn)定，年內(nèi)水位變化幅度較小，因此為了保證唐山北郊各水源地的供水安全，應(yīng)進一步加強水源地周圍地下水動態(tài)監(jiān)測，以便發(fā)現(xiàn)問題及時采取必要的防治措施。

參考文獻

[1]龐國興，田西昭，張志強.河北省地下水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查與評估報告[R]河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院.2014.

[2]宋利震，龐國興，馬丙太.唐山西郊地區(qū)地下水多年動態(tài)變化分析[J].地下水.2010.

[中圖分類號]P641.74

[文獻標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)02-0084-02

[作者簡介]馬丙太(1981-)，男，河北唐山人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)研究工作。

[收稿日期]2015-11-16