南水北调天津段水利工程对地下水运动影响评估 牵志民、康金栓、陈卫、杨金霞 ( 天津市水文水资源勘测管理中心，天津3 0 0 0 6 1 ) 摘坚：按水文地质单元划分，本文分析了南水北调中线一船工程天律十线工程对山前区、冲权甲原区、 海陆相沉积交互区地下水运动的影响该工程走向基本和地下水流向呈近似正交，即使切割了地层，依 然不会改变地下水的径流排泄条件，不会出现卜游地区水位卜升引起的次生土壤盐碱化、泪泽化，以及 下游地区地下水补给量减少等环境地质灾害问题￡；芏域地下水动态特征、地表水体和工程状况在本文中 亦进行，综台阐述 关键词：水利T 程地_ F 水径流排泄影响分析 南水北调中线工程天津段输水管线，自河北省的徐水县蹦黑山村北起至天津市西外环河，全 长1 5 3 千米，途经河北省以及天津市的1 1 个县、区境，管线走向自西向东，沿程在其埋深范围以 内切割了不同水文地质单元的地层工程走向基本和地F 水流向呈近似正交上程建设对浅表地 层的切割是否会改变地下水的径流排泄条件．以致由于上游地区水位上升引起次生土壤盐碱化、 沼泽化，F 游地区地下水补给量减少等环境地质灾害问题，皆需在地质勘查的基础上结合各水文 地质单元的水文地质条件、区域地下水动态特征，以及地表水体利上程状况综合分析。
区域水文地质概况 r 程沿线区域跨越不同地貌地质单元和水文地质单元( 图1 ) ，地下水主要接受大气降水和侧 向径流补给，地F 水赋存形式和富水性严格受地层结构的控制，各水文地质单元地下水动态呈现 不同的水力特征地下水流向基本为N w ～s E 向，局部地区因受构造及地下水开采程度的控制表 现为近似w ～E 流向近年来地下水排泄方式以蒸发、开采为主囡地下水赋存形式不同，各水 文地质单元又表现出不同的地下水主次排泄特征，故而有必要分区对此问题进行评价 ： 拳 童 ■ ● ‘ 囊 膏 ■ C m } 正 ■ 图l 南水北调工程天津干线地下水水位与水利工程底板高程变化示意图 ( 据天津市水利勘测设计院，2 0 0 3 1 重绘) F i g ·lT h em a pi ss h o w i n gt h ec h a n g eo ft h eg y o u n d w a t e rl e v e la n dh y d r o e n g j n e e r i n gb o t t o m e l e v a t i o ni nt h eT i a n j i nm a i nr o u t eo fs o u t h ～t 0 6 —n o r t hw a t e rt r a n s f e rp r o j e c t 天津市水利勘察设计院，2 0 0 3 ，南水北调中线一期T 程天津干线工程地质勘察报告。
1 2 1 二、水利工程对地下水运动影响分析 2 ．1 山前区 2 ．1 ．1 低山丘陵区 该区自南水北调中线工程天津段输水管线起点至东黑山以东，丁程点桩号o + 0 0 0 ～1 + 5 0 0 段， 全长l5 k i n ，工程切割浅表地层深度为6 ．5 m 该区地下水为基岩裂隙水，埋深大y - 2 3 m ，外营力地质作用强烈，自然切割的沟谷纵横由 ] - ．受基岩构造控制，沟谷出现在构造剥蚀的薄弱部位，地势相对较低，自然切割深度超过8 m 工 程切割深度小于自然切割深度，对地下水补给、径流、排泄条件无影响，对地下水无阻隔作用( 图 2 ) 图2 两黑山进口闸工程地质剖面示意图 F i g ，2T h em a pi ss h o w i n gt h eg e o l o g i c a lp r o f il e sa tt h ew a t e ri n l e tg a t eo fX i h e i s h a n 2 ．I ．2 ．山前倾斜平原 该区内天津段输水管线自东黑山以东至广门营全长约l O k m ，即上程点1 + 5 0 0 ～1 1 + 5 0 0 千米 段，地面高程为3 1 ～4 5 m ，浅表地层工程切割至标高2 5 ～3 5 m ，即切割了5 ～l O m 地层。
该区地r 水为孔隙水，水位埋深1 7 ～2 3 m 由于山区至平原高程落筹较大．基岩地层在外营 力作用下以剥蚀堆积为主，尤其是全新世以来剥蚀堆积更为明显，故而该区形成了山前冲积扇裙； 上覆全新统冲洪积相地层，系由黄十状土和含钙质结核的黏±质粉砂组成，厚度由西而东渐薄， 层厚2 ～1 3 m 不等 由于基底控制造成的沉积差异全新统冲洪积相地层下伏地层由两向东依次为：中更新统上 段冲洪积相地层，为棕红色壤土局部夹黏土的组合层厚一般3 ～5 m ，最厚超过l l m ，揭露丁| 工 群1 ．5 0 ～6 ．5 0 千米段：全新统F 段湖沼相地层，为一组黑灰、灰色壤十组合，层厚9 ～1 3 m ，顶板 埋深3 ～5 m ，分布于工程2 ．2 0 ～5 ．5 0 千米段；全新统中段冲积相地层为黏土质粉砂夹黏土的组合， 总厚度一般为7 ～1 2 m ，最大厚度2 2 m ，分布于二工程5 ．0 0 ～1 1 ．5 0 千米段，即非含水层累计厚度大 于工程切割的地层厚度 综上所述可见，该区域由于坡降较大，工程埋管不影响降水形成的地表径流补给F 游地下水； 工程切割一套黏土质粉砂、粉砂质黏十、黏土地层，不影响地表水的自然垂直入渗：1 ：程未切割 至含水层体，不影响地F 水的侧向径流：地下水位较深，地下水活动带深度大于埋管深度，故工 程不影响地下水补给、径流、排泄条件，对地下水均衡无影响，故对地下水无阻隔作用。
2 ．2 冲积平原区 广门营以东至天津外环河为冲积平原区，T 程点1 1 + 5 0 0 ～1 5 3 + 0 9 9 千米段，地形向东倾斜， 地面高程从前部的3 0 m 降至东部的5 m 左右上程切割浅表地层最大8 m ，地下水为孔隙水，埋深 1 2 2 一般在1 ．0 ～9 ．5 m 左右在此区域内工程跨越了不同水系和水文地质单元．其地表水与地下水的 联系程度、地F 水释流、排泄条件也不相同，故而各层组地下水位埤深并非遵循实测混合水头规 律可能产生的_ I ：稃阻隔地一F 水作用可依』：程管线高于和低于地下水水位两类讨论 2 ．2 ．I ．地F 水水位低于管线埋深区： ( 1 ) ．末切割含水层体区域 该区位于广‘营门以东至辞亡牛河，工程点1 1 + 5 0 0 ～9 5 + 0 0 0 千米段，地表高程为3 0 ～6 m ；除局 部地区河道带外，地下水位埋深一般为8 ．O ～9 ，5 m 该区工程底板高程基本在实测地F 水位以上 该区在深度3 0 m 范围内广泛分布全新统上段冲积相地层，为黄十状土、黏十质粉砂和薄层黏 土组合，最小厚度1m ，最大厚度1 0m ，一般为3 ～5 m ，底部为决口扇相不迕续薄层粉砂( 圄3 ) 。
全新统中段地层自上而下为两类： 杂色黏土组合的湖沼相地层，顶扳埋深一般在3 m 左右，层厚2 ～3 m ，在l ：程点3 8 + 0 0 0 ～5 8 + 0 0 0 千米段断续分布，此段以东遗区景连续分布，最厚达6 m 该层以下为微承压水 黄土状士、黏土质粉砂组合的冲积相地层，顶板埋深3 ～5 m ，连续分布，总厚一般为7 ～1 2 m ， 最大厚度超过2 2 m ；F 部间断出现较连续砂层，砂层一般厚3 ～5 m 全新统下段，为一套黄土状土、黏土质粉砂、黏土，局部夹粉砂透境体组合的冲积相通层， 厚度一般为7 ～1 7 m ，最厚超过2 4 m ，顶板埋深一般为1 1 ～1 3 m ，位于l i 程底板以下．呈连续分布 综上所述可见．工程切割了晚全新世冲积相、中全新世湖沼相和冲积相粉砂质黏十～黏土组 合粉砂质黏十层渗透系数K 一般为2 ．1 ×1 0 一～5 ．5 xI O ～c r r g s ．具弱～微透水性；粘性士层渗 透系数K 1 0 _ c n g s ，具极微透水性或不透水性，大气降水入渗甚微，地F 水接受补给的途径主 要是侧向径流补给以及长期运行的渠系水补给 由于粘性松散岩层的覆盖，地下水为承压水，除局部地区柯遂外，所测地下水位为压力水头， 在砂层顶板和压力水头之间不是透水的径流带。
径流水位为连续、连通较好的含水沙层的顶板位 置除河道外含水沙层富集带顶板埋深均人于8 m J ：= 程不存在切割含水层体问题 ( 2 ) ．切割含水层体区域 该区域内上程沿线在河道带切割部分沙层，具体位置为： a 、- J ：程点1 8 + 0 0 0 ～2 0 + 0 0 0 千米段的鸡爪河河道迪摆带，砂层顶板顶埋深6 m ，厚4 m 为细 砂、中砂或粗砂～纲砂组合的二元结构，在地F 水位以上位置 b 、+ f + 程点2 5 + 0 0 0 ～3 1 + 5 0 0 千米段的三岔河、苹河河道迪摆带，砂层顶板埋深6 m ，厚6 m 为细～中砂城中～粗砂二元结构，在地下水位以上位置 c 、’【聪点4 8 + 0 0 0 ～4 9 + 5 0 0 千米段的兰沟河河道退摆带，砂层顶板埋深3 ～4 m ，砂厚5O v a 为细～中砂二元结构，在地下水位以上位置 d 、．1 1 程点5 6 + 0 0 0 ～6 3 + 0 0 0 千米段为大清河河道逼摆带，砂层项板埋深3 m ，厚2 ～6 m ，为 粉砂～细砂二元结构河道在常年有水的情况下，地下水位埋深为2 ～8 m ，高于一r 程埋管底板位 置。
e 、1 ：= 科点8 8 + 0 0 0 ～9 5 + 0 0 0 千米段为牛亡牛河河道遛摆带，砂层顶扳埋深3 ～4 m ，厚4 ～1 0 m ， 为粉砂～细砂二元结构，地下水位埋深为2 ～8 m 该区域内’1 i 程累计切割砂层2 4 k i n 长，其中鸡爪河和三岔河、苹河河道遛摆带累计长度1 0 k m ， ‘T ：稗处_ 丁i ^ 地F 水位以上，切割砂层后不影响地表、地F 水径流关系，不存在阻隔地下．水问题 ( 3 ) 不会产生环境地质问题的原因 犬清河、粒牛河河道迪摆带累计长度1 4 k i n ，在垂向上工程建设将部分切割砂层，且只切割 了砂层二元结构上部岩性较细部分与河道走向垂直切割上部砂层，自然形成倒虹吸作用，不会 影响地下水径流速度和流量；即使在垂直丁河道方向上的河道带砂层断面全部被阻隔，也不会产 生环境方面的问题，其原因是中游及以上河道会充分发挥河道对地下| 水的调节功能，阻隔断面 上游地下水向下游径流被阻隔，地F 水会向河道排泄，地F 水位不会雍高；阻隔断面F 游由于侧 向径流的影响，水位降低又使河水补给地下水．使阻隔断面F 游地F 水位不会比1 + 榨建设之前降 低。
在大清河和忙牛河之间的_ T 程连线上形成了外围相连通的两个地F 水沉降漏斗，分别出现在 8 0 千米和9 0 千米处，两漏斗中心水位埋深均超过了1 5 m 人清河和牝牛河走向皆平行漏斗水位 等值线，河水补给地F 水流向直指漏斗中心所以在l I 5 ～9 5 ．o 千米J ：程段不会产生阻隔地下水 问题，也不会产生比现状更恶劣的环境地质问题 22 ．2 地下^ 水水位高于管线埋深区： ( 1 ) 地层结构组成状况 该区位于牛亡牛河以东至廊坊～大城公路，T 程9 5 ～1 2 0 千米段，地表高程一般为7 ～1 0 m ， 地’F 水埋深一般为4 ～6 m ，工程切割地层8 m ，上程底板位于地下水位以F 该区域3 0 m 深度内广泛分布了全新统及上更新统上段地层，从上而FJ t l 页序为： 食新统上段冲积相地层：为一组黄十状土、黏土质粉砂、黏土组合，厚2 ～6 m ，局部地区下 部可见粉细砂层 全新统中段冲积相地层：为一组含钙核和锈染的黄土状十、黏土质粉砂、黏士组合，F 部断 续出现细砂层，总厚7 ～1 2 m 全新绕下段冲积、堆积地层：为一组黄土状十、黏土质粉砂、黏十和粉细砂层透镜体的岩性 组合，厚7 ～1 7。