沧州地下水水文地质特征

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37°28′-38°57′，东经115°42′-117°51′，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、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，暖温带半潮湿大陆性季风气候特点，日照比拟充足。

冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷枯燥，春季受蒙古大陆性气团影响，降雨稀少，蒸发强烈，枯燥多风；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℃(1972年1月26日)。

本区四季清楚，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缺乏25mm，径流的年内分配特点是：年径流量的50-80%集中在6-9月份，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，又形成了许屡次一级的构造单元〔详见图2-1〕。

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〔Q4〕：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〔Q3〕：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〔Q2〕：岩性主要为粘土、亚粘土、粉砂、细砂、粗砂等，层底埋深一般为250-350m。

下更新统〔Q1〕：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350-550m，厚者可达550-600m。

以第四纪沉积物的岩性为根底，以水文地质条件为根据，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
第Ⅰ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/(h·m)，咸水广泛发育，水质构造多为淡水-咸水型或咸水型。

地下水动态类型属强入渗补给-蒸发、开采型。

第Ⅱ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/(h·m)。

水质构造多为咸水型。

地下水动态类型属弱入渗补给、径流补给、开采-径流型。

第Ⅲ含水层组底界埋深250-350m，相当于Q2底界。

富水性、浸透性及补给条件较差，单井单位出水量为5-10m3/(h·m)，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Ⅳ含水层组底界埋深350-550m，部分达600m，相当于Q1底界。

浸透性及富水性差，侧向径流补给微弱。

单井单位涌水量主要为5-10m3/(h·m)，部分小于2.5m3/(h·m)。

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、排泄条件直承受自然、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，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，主要为承受上覆浅层水的越流补给，其次是侧向径流补给，径流缓慢。

西部含水层颗粒粗，径流条件较好，东部颗粒细、含水层在程度分布的延展性、连续性和稳定性均比拟差，导致径流更加缓慢。

深层承压水开采前根本处于封闭状态，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，随着社会经济开展，对地下水资源的需求不断进步，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，但其补给才能差。

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。