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1、1沧州地下水水文地质特征1 自然地理、水文、气象1.1 地理位置沧州市地理坐标为北纬 3728-3857，东经 11542-11751，东西长 187km，南北宽 165km，总面积 14056 km2（图 1-1） 。图 1-1 沧州市地理位置图沧州地处河北省东南，东临渤海，北靠京津，南与山东省及衡水市交界，西与保定市相连，与山东半岛及辽东半岛隔海相望。距首都北京 240km，距天津 120km，距省会石家庄 221km，处于环渤海中心地带，是河北省确定的“两环” （环京津、环渤海）开放一线地区，也是京津通往东部沿海地区的交通要冲。沧州市设新华区、运河区 2 个区，辖泊头市、任丘市、黄骅市、
2、河间市 4 个市，沧县、青县、东光县、海兴县、盐山县、肃宁县、南皮县、吴桥县、献县和孟村回族自治县 10 个县。全市总人口 680 万。1.2 气象沧州市属半干旱地区，暖温带半湿润大陆性季风气候特点，日照比较充足。冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷干燥，春季受蒙古大陆性气团影响，降雨稀少，蒸发强烈，干燥多风；夏季受太平洋高压和西部或西南部低压影响，有时炎热干旱，有时暴雨倾盆；秋季易受高压控制，天高气爽，少雨干旱。多年平均气温 12.2，最高月平均气温为 26.5(7 月份)，历年极端最高气温43(1961 年 6 月 12 日)。最低月平均气温 -4.3(1 月)，历年极端最低气温-24.8
3、(1972 年 1 月 26 日 )。本区四季分明，季间温差变化显著。多年平均日照时数 2758.48 小时，多年平均无霜期 188 天。本区多年平均年降水量 573.5mm，多年平均蒸发量 1692.1mm，约为降水2量的 3 倍。降水特点为年内分布不均，年际变化大，6-9 月份为汛期，汛期多年平均降雨量为 449.6mm，约占多年平均降雨量的 78.4%。其余 8 个月降雨量只占 21.6%，降水量自西向东呈逐渐增加趋势，相差 100mm 左右。1.3 水文沧州位于研究区东部，黑龙港河下游，地势由西向东略有倾斜，西部较高，地面高程在 15m 左右，东部沿海较低，一般地面高程 2m 左右。地
4、面坡降万分之一。境内河流 43 条，千亩以上封闭洼地 254 个。区内引洪、排水河流均属海河流域南系。沧州市地势平坦，河流众多。境内主要的行洪河道有子牙新河、漳卫新河、南运河、捷地减河、滏阳河、滏阳新河、滹沱河、子牙河、大清河等 14 条河，境内河长 714km。排水河有宣惠河、南排水河、北排水河、小白河、古洋河、老盐河、黑龙港河、清凉江、任文干渠等 43 条，全长 2202km。较大的洼淀有南大港、大浪淀、杨埕水库和白洋淀的东部地区。东部滨海地区地势平坦，洼地较多，排水不畅，土地盐碱化非常严重。本区多年平均径流深不足 25mm，径流的年内分配特点是：年径流量的 50-80%集中在 6-9 月
5、份，径流的年际变化，丰水年、枯水年交替出现似有一定的规律性。80 年代以后至今，大部分河流常年干涸，径流深小。2 区域地质环境概况2.1地形地貌沧州市地势为自西南向东北略倾斜，自然坡降约 0.29，地面高程 2-15m，地势较为平坦。全区属冲积、湖积、海积地形地貌，按成因类型分为冲积湖积平原和冲积海积平原，冲积湖积平原地势低洼、平坦，洼地与沙地相间分布，易形成半封闭湖泊和季节性积水洼淀；冲积海积平原地势低洼，洼地众多，多为盐碱地和湿地。2.2地质构造该区基底构造地处华北断陷，地质构造较复杂，由于受北北东向活动断裂控制，形成了北北东向展布的冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁隆起这些次一级构造的边
6、界。受北西向活动断裂的控制，在这些坳陷、隆起构造单元上，又形成了许多次一级的构造单元（详见图 2-1） 。3图 2-1 沧州地质构造图2.3 地层岩性根据钻孔资料，工作区分布有第四系、新第三系、下第三系及基岩地层。第四系、新第三系地层厚度较均匀，下第三系地层厚度分布不均匀。（1）第四系（Q）全新统（Q 4）：全区广泛分布。岩性主要为粉细砂、粉土、淤泥质亚粘土、粘土或泥炭，层底埋深 20-30m。上更新统（Q 3）：岩性主要为粗中砂、中砂、细砂、含泥细砂、亚砂土、亚粘土，滨海地区分布海相层和火山喷发岩，底界埋深一般为 120-170m。中更新统（Q 2）：岩性主要为粘土、亚粘土、粉砂、细砂、粗砂
7、等，层底埋深一般为 250-350m。下更新统（Q 1）：岩性主要为粘土、亚粘土、亚砂土，半固结状细砂、中细砂砾卵石层等，底界埋深一般为 350-550m。（2）第三系新第三系（N）：为上新统和中新统的明化镇组和馆陶组，岩性主要为砂岩与泥岩互层，底部厚层燧石砾岩层是本区矿泉水和地热水的主要产出层，底界埋深 1350-2300m。老第三系（E）：为渐新统和始新统，古新统缺失，岩性主要为泥岩、页岩、砂岩、泥膏岩、钙质泥岩、钙质砂岩、白云岩等，是本区油气的主要聚集层，底界埋深 1480-3300m。3 水文地质条件3.1 含水组划分（一）第四系含水层组的划分及其水文地质特征该区第四系厚度 350-5
8、50m，厚者可达 550-600m。以第四纪沉积物的岩性为基础，以水文地质条件为依据，将工作区的第四系含水岩系自上而下划分为四个含水层组，详见表 2-1。表 2-1 第四系含水组划分表地层 含水组 底界埋深(m) 咸水垂向变化 咸水层4全新统(Q 4) 20-30上(Q 3) 120-170 浅层咸水层中(Q 2) 250-350第四系更新统下(Q 1) 350-550浅层淡水咸水深层淡水 深层咸水层第含水层组底界埋深 20-30m，大部分相当于 Q4 底界和 Q3 上段。降水入渗、径流和补给条件较好，单井单位出水量为 1-2.5m3/(hm)，咸水广泛发育，水质结构多为淡水-咸水型或咸水型。
9、地下水动态类型属强入渗补给- 蒸发、开采型。第含水层组底界埋深 120-170m，相当于 Q3 底界。垂直入渗补给条件差，地下径流滞缓，单井单位出水量 5-10m3/(hm)。水质结构多为咸水型。地下水动态类型属弱入渗补给、径流补给、开采-径流型。第含水层组底界埋深 250-350m，相当于 Q2 底界。富水性、渗透性及补给条件较差，单井单位出水量为 5-10m3/(hm)，东部沿海一带有咸水分布。地下水动态类型属径流、越流补给-开采型，是沧州市深层地下水主要开采层。第含水层组底界埋深 350-550m，局部达 600m，相当于 Q1 底界。渗透性及富水性差，侧向径流补给微弱。单井单位涌水量主
10、要为 5-10m3/(hm)，局部小于 2.5m3/(hm)。地下水动态类型属缓慢径流、越流补给-开采型。（二）第三系含水层组的划分及其水文地质特征上新统明化镇组：底界面埋深 800-1100m，含水层孔隙度一般 30-33%，单井涌水量 1000-3000 m3/d，是本区矿泉水的主要产出层，地下水动态为开采消耗型。中新统馆陶组含水层组：底界面埋深 1200-2300m，含水层孔隙度为 20-32%，单井涌水量 1000-2000m3/d，是本区地热水的主要产出层，地下水动态为开采消耗型。下第三系含水层组：工作区内下第三系下部缺失，底界埋深 3000-6000m，最大可达 8000m，含水层
11、孔隙度为 18-25%，单井涌水量一般小于 50m3/d，大者可达 100-300m3/d，是工作区内生油-含油地层，地下水动态为开采消耗型。3.2 地下水补、径、排条件地下水的补、径、排条件主要决定于含水层的成因类型、埋藏条件、开采状况等因素。（一）浅层水浅层水的补给、径流、排泄条件直接受自然、地理、水文、气象、植被、地形、河道分布以及人工开采等因素影响。大气降水为主要补给来源，地表水入渗、灌溉回归入渗次之，侧向补给很少。本区中西部径流条件相对较好，东部较差，沿海一带近于滞流。排泄方式主要有蒸发、开采以及越流补给等。天然状态下地下水的流向与地形倾斜相一致，即由西南流向东北，但由于受开采影响，
12、地下水流向开采区。因地形平坦，水力坡度小，故地下水运动缓慢。（二）深层水深层水天然径流方向自山前平原至滨海地区，由西向东，径流缓慢，主要为侧流补给。但因几十年来，过量开采深层水，致使本区出现了区域地下水位降落漏斗，改变了地下水的天然流向，使地下水向漏斗中心汇流，主要为接受上覆浅层水的越流补给，其次是侧向径流补给，径流迟缓。西部含水层颗粒粗，5径流条件较好，东部颗粒细、含水层在水平分布的延展性、连续性和稳定性均比较差，导致径流更加迟缓。深层承压水开采前基本处于封闭状态，边界径流排泄量甚微，七十年代以来，本区深层水的排泄途径主要为人工开采。3.3 区域地下水位与地下水漏斗演化地下水位变化受自然和人
13、为因素影响。沧州市开采利用地下水始于 20 世纪60 年代，随着社会经济发展，对地下水资源的需求不断提高，开采量越来越大。沧州浅层地下水多是咸水，由于水质较差且单井出水量小，故开发利用程度不高，地下水水位变化也小。深层地下水质相对较好，开采程度高，但其补给能力差。在沧州市区等工业及人口集中的地区，需水量大，地下水开采程度高，均处于长期超采状态，水位大幅下降，形成了大范围地下水位下降漏斗，甚致使部分含水层被大面积疏干。整体上看，沧州地区地下水处于超采状态，但地下水开发利用在平面和垂向上分布不均匀，地下水水位变幅也很大。正是由于研究区地下水位的这种变化引发了大面积的地面沉降。沧州地区深层地下水降落漏斗变化情况详见图 3-3。图 3-3 沧州市深层地下水漏斗变化示意图
