唐山北郊水源地地下水多年动态变化分析

马丙太，庞国兴

(河北省环境地质勘查院，河北 石家庄 050021)



唐山北郊水源地地下水多年动态变化分析

马丙太，庞国兴

(河北省环境地质勘查院，河北 石家庄 050021)

[摘要]唐山北郊地区有唐山自来水公司荆各庄水源地及北郊水源地，是唐山北部重要的生产及生活用水的供水水源地，水源地现状主要开采层为第四系浅层水及奥陶系岩溶水，通过连续多年对北郊水源地地下水动态统计分析，1972-2008年以前水位基本上呈多年呈下降态势，2008年以后水位呈逐步回升，目前岩溶水开采尚未对上覆第四系孔隙水、周围的农业用水的构成较大影响。

[关键词]唐山北郊水源地；含水类型；动态特征

1水源地基本概况

唐山市北郊水源地位于山前倾斜平原地貌，现状具有水源井12眼，其中3眼水源井开采第四系孔隙水，9眼开采奥陶系岩溶水。该水源地设计开采量为4.7万 m3/d，目前实际开采量为4.0万 m3/d。

该水源地地处山前倾斜平原地貌类型，属还乡河-陡河(古滦河)冲洪积扇中上部。其地势由东北向西南倾斜。北部较为平坦，东南部为丘陵地形。高程一般为18～25 m，陡河自其西北侧流过，阶地不明显且河曲发育。其位于开平向斜西北翼，上覆第四系厚度60～100 m。

2地质环境条件

2.1地质构造

北郊水源地被第四系所覆盖。在构造上位于燕山台褶带(II级)马兰峪复式背斜(III级)开滦台凹(IV级)之碑子院背斜东翼，从调查区穿过主要陡河断层陡河断层和唐山断裂，对研究区基岩起伏及裂隙节理发育有较大影响。水源地主要为第四系冲积形成的粉土、粉质粘土、砂土以及卵石组成，其厚度约80～230 m。其中0～10 m为全新统，主要岩性为粉土，粉质粘土；10～116 m为上更新统，主要岩性为细砂、中砂、卵石及粘土；116～230 m为中更新统，主要岩性为粘土含卵石。下伏基岩为奥陶系地层，主要岩性为白云质灰岩及豹皮状灰岩。

2.2地下水赋存特征

研究区地处于古滦河冲洪积扇中部地带，主要赋存地下水类型为第四系孔隙水和奥陶系岩溶裂隙水，依据地下水类型及富水特征分析，属上更新统及中更新统地层，第四系厚度63.55～99.40 m，含水层为多层结构，主要由数层砂、砾石组成，第四系地层中松散岩类孔隙水含水层岩性以中粗砂为主，下部为卵砾石层，主要岩性为卵砾石及粗砂，含水层顶板为10 m厚的粘性土。底部大部分地区为粘土与下伏奥陶系灰岩接触，局部为砂砾石直接与下伏奥陶系灰岩接触，形成第四系孔隙水补给下伏灰岩的天窗，单位涌水量10～20 m3/h·m，水化学类型为HCO3-Ca·Mg型，矿化度小于0.5 g/L，水质良好，水位埋深50 m左右。

奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙水在开平向斜西北翼水文地质单元之中部，上部被第四系所覆盖。开平向斜西北翼呈北北东向近似条形展布，单元内灰岩岩溶发育，富水性强，是唐山市区供水的主要基岩含水层。

奥陶系灰岩富水性与岩溶发育规律基本一致，北郊水厂处于陡河断层附近，又是开平向斜西北翼的转折处，因此岩溶发育，富水性强，据北郊水厂4号井、5号井抽水试验资料，单位涌水量分别达到188.0 m3/h·m和450 m3/h·m，水量极丰富。地下水水质良好，属HCO3-Ca·Mg型水矿化度小于0.5 g/L，北郊水厂对此层水开采量较大。

2.3地下水补径排条件

第四系孔隙水的补给来源，主要有大气降水入渗、陡河河水入渗、灌溉回归入渗补给。排泄途径主要是人工开采、向下越流补给奥陶系岩溶水。由于北郊水厂开采强度大，成为唐山多层地下水下降漏斗的中心，地下水由周边向漏斗中心迳流。由于长期开采地下水，地下水位多年来呈下降趋势，自2008年唐山市关停工矿企业自备井，水位呈逐年回升趋势，2002年第四系水位埋深2002年50 m，2013年12月实测北郊水源地第四系水位埋深30.0 m。

奥陶系岩溶水补径排特征：开平向斜西北翼奥陶系灰岩岩溶水主要接受上覆第四系孔隙水的下渗越流补给，其次为降水入渗及河流侧渗补给，岩溶水区域流向自东北流向西南，但北郊水源地由于开采强度大，已成为唐山市水位下降漏斗的中心，岩溶水水位埋深30.86 m。地下水由周边向中心迳流。人工开采是本区岩溶水的主要排泄方式。

3地下水开采状况

开平向斜西北翼水文地质单元内农业用水开采量分农田灌溉用水、农村人畜生活用水及农村工业用水，以开采第四系浅层水为主。开采奥陶系岩溶水主要为自来水公司荆各庄水源地、北郊水源地、唐钢水源地、唐山电厂水源地，马家沟煤矿矿井疏干地下水(石炭—二叠系砂岩裂隙水)，现将2001-2012年各年北郊水源地地下水开采量统计图(图1)如下：

图1　水源地2001～2012地下水年开采量统计图表

4地下水动态特征

依据地下水多年动态观测资料，唐山北郊水源地其周围地下水1972年前各含水层水位基本一致，处于相对稳定阶段，1972年以后工、农业用水量增加，地下水开始下降，至1976年唐山地震，暂时停采和降雨量较大，水位恢复到1972年的水平。1979～1980年以后水位开始下降，水源地第四系松散岩类孔隙水水位动态变化受气象、水文与人为因素的影响，最低水位一般出现在6月份，最高水位出现在9月，水位年变幅约2 m见图2，主要接受降雨入渗及侧向径流补给，排泄于人工开采及侧向流出。

图2　水源地第四系浅层水水位埋深多年动态曲线图

区域奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙水主要为侧向径流补给，人工开采是主要排泄方式。区域流向自北东向南西，开采漏斗区自周边向中心汇流。动态类型为降水间接补给上升～开采下降型，年最低水位一般出现在6-9月，最高水位2-3月，近年来由于市水务局自2008年关停企业自备井，水位呈现逐年回升的趋势，水位年变幅4.5m左右，目前现状已基本稳定，回升幅度有所减小见图3。

图3　水源地奥陶系岩溶水水位埋深多年动态曲线图

5结语

通过对唐山北郊水源地水文地质及其附近各含水层地下水动态观测资料，分析提出如下结论：

(1) 北郊水源地属唐山市地下水饮用水中型水源地，位于山前倾斜平原地貌，地处于开平向斜西北翼，位于陡河断层附近，奥陶系岩溶裂隙比较发育，水源地单井的单位涌水量分别达到188.0 m3/h·m和450 m3/h·m，水量极丰富。目前地下水水质基本良好，属HCO3——Ca·Mg型水，矿化度小于0.5 g/L。

(2) 通过多年水位动态分析，工作区内奥陶系岩溶水与第四系浅层水水力联系较密切，水位呈现同步幅度变化。开滦马家沟疏干石炭—二叠系砂岩裂隙水对奥陶系岩溶水影响不明显，对第四系浅层水影响较大。现第四系浅层水上部含水层已部分疏干，但长期开采下部含水层，造成奥陶系岩溶水位与第四系浅层水水位差会越来越大，但近年来由于唐山市关停企业自备井，自2008年以来浅层水和岩溶水水位同步上升，且上升幅度较大，会造成浅层水位逐渐回升，应密切关注北郊水源地附近地下水快速上升引起岩溶塌陷等不良环境地质灾害。

(3) 唐山市自来水公司北郊水源地与唐钢水源地、唐山发电厂水源地水源地同属同一个水文地质单元，地下水位动态直接受上述三个水源地开采的影响，近年北郊水源地岩溶水年开采量总体增加，区域水位基本上呈逐年回升态势，目前已基本达到采补平衡，水位回升处于基本稳定，年季水位变化特征较稳定，年内水位变化幅度较小，因此为了保证唐山北郊各水源地的供水安全，应进一步加强水源地周围地下水动态监测，以便发现问题及时采取必要的防治措施。

参考文献

[1]庞国兴，田西昭，张志强.河北省地下水基础环境状况调查与评估报告[R]河北省环境地质勘查院.2014.

[2]宋利震，庞国兴，马丙太.唐山西郊地区地下水多年动态变化分析[J].地下水.2010.

[中图分类号]P641.74

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0084-02

[作者简介]马丙太(1981-)，男，河北唐山人，工程师，主要从事水文地质、环境地质研究工作。

[收稿日期]2015-11-16