江苏沭阳主城区地下水水文地质特征分析

郭正法，汪名鹏

(江苏省水文地质工程地质勘察院，江苏 淮安 223005)

沭阳主城区地处江苏省北部，沂、沭、泗水下游，属鲁南丘陵与江淮平原过渡带。改革开放以来，沭阳县的经济迅速发展，城市化进程不断加快，综合实力显著增强。但是，随着城市规模的不断扩大，以城市为核心的资源消费中心和环境中心已形成，尤其是城市水资源环境变得越来越脆弱，城市水资源短缺、水环境污染等问题日益突出，并且成为进一步发展的瓶颈。针对这一问题，论文开展了沭阳主城区地下水水文地质特征分析，为相关部门有效管理地下水资源，实施地下水资源的监测、开发利用与保护战略提供地质科学依据[1－2]。

1 研究区自然地质环境背景

沭阳主城区地貌属于沂、沭冲积平原，地貌类型简单，地形平坦，地表岩性主要为粉质黏土、粉土等;研究区水系发育，流经沭阳主城区地表水系主要有新沂河和淮沭河，以及新沭河、老沭河、柴沂干渠、柴米河、古泊河等分支河流。

研究区地层有第四系、新近系黏土、中粗砂(局部含砾)，下伏古近系泥岩、砂岩。构造上位于郯庐断裂带以东，鲁苏古隆起的东南部。区域稳定性属于连云港一沭阳一泗阳比较稳定带[3]。

2 研究区地下水类型及含水层组划分

根据地下水含水介质，水理性质及水动力特征，研究区地下水划分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型。

2.1 松散岩类孔隙水

研究区地下水资源丰富，根据不同赋存及埋深条件、不同的地质时代，松散岩类孔隙水可分为三个含水层组:第I含水层组(浅层地下水)属潜水和微承压水;第Ⅱ、第Ⅲ含水层组属于深层承压水(深层地下水)。

第Ⅰ含水层组:岩性为第四系全新统 ～上、中更新统粉细砂、中粗砂与粉质黏土，河流河堤近侧、河漫滩为粉土、砂土，远离河道主要为粉质黏土，含水层厚度2～15 m。含水层顶板埋深与含水层厚度自西向东埋深逐渐加大，最大埋深达15.80 m，一般在11 m左右，含水层结构大部分地段具二层砂层。

第Ⅱ含水层组:岩性主要为下更新统冲积相中粗砂等，古河道内砂层具多元结构。第Ⅱ含水层组与第I含水层组间黏土层，厚度7.7～14.3 m，该段分布较稳定，在天然状态下，是良好的隔水层，对第I、Ⅱ含水层地下水能起较好的隔水作用。

第Ⅲ含水层组:岩性以新近系粉细砂、中粗砂、含砾中粗砂、砾砂等为主，具有上细下粗特征，且韵律多变，砂粒组成整体上比上部含水层的级配差。第Ⅱ含水层组和第Ⅲ含水层组地下水，在天然状态下，因其间有一层较厚的隔水层(第Ⅲ含水层上部黏土层)，厚度10～20 m，最大达30多米，中部和北西部较厚，其它地段较薄，故两者之间基本无水力联系。

各含水层剖面示意图见图1。

2.2 基岩裂隙水

基岩裂隙水主要赋存于古近系、白垩系泥岩、砂岩和太古界～下元古界片麻岩中，均深埋于松散层之下，地表未出露。古近系、白垩系泥岩、砂岩和太古界 ～下元古界片麻岩裂隙发育程度一般较差，富水性弱，单井涌水量一般小于100 m3/d，开发利用价值小。

3 含水层空间分布及其水文地质特征

3.1 第I含水层组

孔隙潜水含水层厚度变化大，新沂河、淮沭河中间滩地、自然堤近侧含水层厚度较大，埋深也浅，涌水量小于10 m3/d，含水层局部近地表，受降水直接补给，水位埋深1～3 m[4]。

微承压含水层厚度变化较大，厚度0～10 m不等，研究区中部厚，东西部薄，地下水位埋深在2.50～6.45 m，研究区东部(开发区工业园)由于近年来大量开采该含水层，地下水位埋深较大，根据勘探的资料[5]，地下水位埋深 16.18 m，标准单井涌水量100～1 000 m3/d，富水性西北部一带大于500 m3/d，其它地段100～500 m3/d，一般以小口井民井开采居多。

图1 研究区水文地质剖面示意图

3.2 第Ⅱ含水层组

该含水层组砂层发育，分布较稳定，厚度24.0～36.8 m，古河道带厚度较大，两侧(西北部、东北部等)薄，底板埋深多在 56.1～68.9 m 之间，静水位埋深 20.83 ～33.18 m。含水层组富水性受古河道带(砂层厚度、粒度)控制，古河道附近标准单井涌水量西北部一带大于500 m3/d，其它地区一般100 ～500 m3/d。

3.3 第Ⅲ含水层组

该含水层厚度 50～60 m，底板埋深 113.0～115.6 m。上部粉细砂，下部为半胶结状中粗砂、中细砂，局部含砾，砂层可见2～3层，厚度南部厚北部薄，富水性南部好于北部，静水位埋深22.72～36.96 m。标准单井涌水量 100～500 m3/d。

各含水层组抽水试验数据见表1。

4 含水层组富水性地段的划分

根据含水层组埋深、地下水与大气降水和地表水的联系程度、开采条件等，将研究区地下水分为浅层地下水和深层地下水两类。通过对研究区水文地质钻探与抽水试验，同时结合含水砂层岩性、厚度、颗粒大小等宏观特征分析地下水富水性，在一定程度上反映了研究区地下水的赋存、运移规律[5]。

4.1 浅层地下水(第 I含水层组地下水)4.1.1 富水性较好区

分布于研究区西北部淮沭河、新沂河和沭河周边一带，面积约40 km2，含水层岩性为中、粗砂，厚度 9.20 m，邻近河流，水量补给较快，根据抽水试验结果，其标准单井涌水量754.60 m3/d。

4.1.2 富水性较差区

分布于研究区东南侧，面积约100 km2，含水层岩性为中、粗砂，厚度 3.60～13.60 m，实测标准单井涌水量为183.84～184.75 m3/d。值得注意的是:由于该含水层组砂层厚度发育不均匀，实际抽水降深往往不允许达到10 m的理论计算值，而一般以小口井民井开采居多。

表1 各含水层组抽水试验情况表[5]

4.2 深层地下水(第Ⅱ、第Ⅲ含水层组地下水)

4.2.1 富水性较好区

分布于研究区西南区，大约位于二斗渠以南一带，面积约50 km2。根据抽水试验结果，第Ⅱ含水层组标准单井涌水量 597.77 m3/d。

4.2.2 富水性中等区

分布于研究区北侧、东北侧，面积约90 km2。第Ⅱ含水层实测标准单井涌水量为322.97～352.36 m3/d;第Ⅲ含水层组实测标准单井涌水量为100.0～107.20 m3/d。

浅层地下水和深层地下水富水性分区见图2。

5 地下水补、径、排条件及动态变化规律

研究区地下水的补给、径流、排泄条件主要受各含水层组埋藏深度及本身发育特征所决定，其中包含地形、地貌、气象等因素影响。

5.1 浅层地下水

浅层地下水直接接受大气降水、地表水补给，水位动态变化受大气降水控制，随着降水量大小而升降，水位变化略滞后于降水变化，地下水变幅约1.50 m。研究区地表水体，如淮沭新河、新沂河和老沭河等，其水位一般均高于地下水位，浅层地下水可常年取得地表水的补给。

地下水径流方面受地形地貌和地表水体控制，大致以老沭河为分水岭，影响着河道两侧的地下水流向。地下水径流方向，老沭河东侧流向东南，西侧则向南流去，总体流向由北向南，如图3。由于水力坡度很小，水平径流缓慢。地下水的排泄方式主要以蒸发、侧向径流和人工开采等。

图2 地下水富水性分区示意图

5.2 深层地下水

深层地下水包含第Ⅱ含水层组和第Ⅲ含水层组地下水，在天然状态下，两者之间基本无水力联系。地下水不受大气降水的影响，主要接受区外的侧向水平径流补给，其次接受浅层水的越流补给(较微弱)。深层水径流方向，在天然状态下由西部流入，向东流出。由于主城区及附近地段人工开采深层水强烈，开采井多将第Ⅱ、第Ⅲ含水层组地下水混合开采，已形成第Ⅱ、第Ⅲ含水层(深层地下水)地下水水位降落漏斗，漏斗中心区域水位标高达 －22 m左右，埋深达30 m，中心达34余米，改变了地下水天然流向，漏斗区外围四周侧向径流流向漏斗区内，其流速也随着降落漏斗的加深、水力坡度的变大而加快。

图3 地下水水位等值线图[7]

6 地下水水化学特征[5]

6.1 浅层地下水

溶解性总固体一般为401～883 mg/L，在所取样品中仅官西大沟、垃圾填埋场附近检测出溶解性总固体达1147～1 222 mg/L;pH值绝大部分在 6.8～7.4，属中性水，少数取样点达7.6。总硬度大多为 202.6 ～577.8 mg/L，最高达790.5 mg/L(以CaCO3计)，属硬水 ～极硬水。水化学类型(舒卡列夫分类)在研究区具明显的分带性，西部多为HCO3—Ca·Na型或 HCO3—Na·Ca型，东部多为 HCO3·Cl—Ca·Mg 型，如图 3。

6.2 深层地下水

溶解性总固体为264～584 mg/L;PH值绝大部分在6.9～7.37，属中性水 ～弱碱性水;第Ⅱ含水层组总硬度 200～317 mg/L(以CaCO3计)，属硬水 ～极硬水，第Ⅲ含水层组总硬度156～160 mg/L(以 CaCO3计)，属微硬水;水化学类型多为 HCO3－Ca·Mg或 HCO3－Ca·Na型。

7 结语

(1)研究区地处沂沭冲积平原区，地表水系发育，为地下水主要补给来源。根据地下水的形成、赋存和水文地质特征，区内地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水二大类。

(2)研究区松散岩类孔隙地下水分为浅层地下水(第Ⅰ含水层组)和深层地下水(第Ⅱ、第Ⅲ含水层组)。浅层地下水富水性较好地段主要分布于研究区西北部淮沭河、新沂河和沭河周边一带，井涌水量754.60 m3/d，其它地段属于富水性较差区，单井涌水量 183.84～184.75 m3/d，局部水质较差，易受污染。深层地下水水富水性好地段分布于工作区西南区，二斗渠以南一带，含水层厚度较大，单井涌水量597.77 m3/d，其它地段属于富水性中等，单井涌水量 422.97～459.56 m3/d，水质良好。

(3)研究区孔隙潜水及微承压水埋藏浅，易受环境污染，区域性供水意义不大;第Ⅱ、第Ⅲ含水岩组地下水水量较大，水质较好，是良好的潜在供水水源，应加强统一管理和保护，避免诱发新的地质灾害。

[1]彭卫平，容穗红.广州市水文地质特征分析[J].城市勘测.2006，(3):59 －63.

[2]王朝明，靳廷朝，王国顺.清丰县地下水水文地质条件特征研究[J].地下水.2013，35(6):50 －52.

[3]龚伟，隋志龙，曾佐勋.宿迁一南京地区区域构造稳定性分区[J].安全与环境工程.2009，16(6):1 – 4.

[4]1:20万区域水文地质普查报告(宿迁幅)[R].江苏省地质矿产局第二水文地质工程地质大队.1980.

[5]汪名鹏.沭阳主城区环境地质调查与评价报告[R].江苏省水文地质工程地质勘察院.2011.

[6]吴新志.信阳市城区水文地质特征的研究[J].地下水.2009，31(4):125－127.

[7]汪名鹏.江苏沭阳县主城区环境地质问题及防治对策[J].中国地质灾害与防治学报.2012，(1):122－126.