张家口地区缺水村庄特点及人畜用水解决途径研究

付仕科 刘潇 郜宁

摘 要：为了了解河北张家口重点贫困地区人民生活用水情况，对张家口区域内的村庄的缺水程度进行筛查，最终确定对905个缺水村庄进行专项水文地质调查，选取93个典型村庄进行水文地质物探工作，选取8个村庄进行水文地质钻探工作。分析总结造成村庄缺水的原因，将缺水村庄划分类型，给出解决途径，为今后张家口地区各类缺水村庄解决用水问题提供指导。

关键词：张家口;缺水村庄;水文地质;含水层

随着近30年降雨量的逐渐减少，人民生活水平提高和工农业发展对地下水的需求逐年增加，导致河北张家口地区水文地质条件发生变化，出现了很多新的缺水村庄。通过对张家口地区905个缺水村庄的调查，将缺水村庄形成的原因归纳为自然因素（地形地貌、地层岩性和水质因素）和人为因素（地下水超采、矿山排水、上游截流工程建设和经济因素）等7个因素。

根据张家口地区缺水村庄情况，将工作区缺水村庄划分为水量型、水质型缺水村庄。

一、主要缺水村庄水文地质条件

（一）水量型缺水村庄

张家口水文地质条件较差的区域多形成水量型缺水村庄，多分布于基岩山区、山区与盆地边缘、山间沟谷及山前坡地等地区。

1.以岩浆岩、碎屑岩为主的基岩山区

该类型缺水村庄主要分布于：坝上地区的康保县北部，尚义县南部坝头，张北县东南，沽源县南部;坝下地区的涿怀盆地南部、东北，蔚县北部，万全区北部，宣化区东北，下花园区北部，赤城北部、崇礼区一带，尚义县坝下大部分山区。

a.坝上地区以低山丘陵、台地为主，山间沟谷较为开阔，地层岩性以古元古界、中生界的石英岩、流纹岩、凝灰岩、砂岩、页岩、花岗岩及新近系玄武岩等为主，富水性取决于裂隙的张开充填程度、孔隙的发育程度、含水层厚度、补给条件等，主要接受大气降水补给，顺地势径流向下游，地下水径流较快。山间沟谷、山坡处局部覆盖松散物，赋存少量地下水，富水性较差，径流快，不利于集中取水，易形成缺水村庄。

b.坝下地区为侵蚀构造高中山区、中山区、低山区，该区地势起伏较大，沟壑纵横，沟谷发育，地层岩性以古元古界、中生界的凝灰岩、安山岩、角砾岩、流纹岩等为主，山坡、山间沟谷等地势较平缓的区域，覆盖薄层第四系松散物，沟底赋存少量松散岩类孔隙水，富水性差，径流快。区域内分水岭附近，地下水补给条件差，地形坡度大，无储水空间，易形成缺水村庄。

c.万全区是以碎屑岩分布面积最广的区域，主要分布于北部山区，地层岩性主要为白垩系泥质胶结砂砾岩、泥岩，易风化，赋存风化裂隙水，富水性差。在地下水补给区，沟底多覆盖薄层第四系，赋存少量松散岩类孔隙水，含水层厚度小，水力坡度大，透水性好，旱季时浅层水得不到补给，下伏基岩除表层风化壳和构造裂隙之外，几乎不含水，故形成缺水村庄。

d.蔚县北部山区水量型缺水村庄主要分布于煤矿采空区，该区地层多为侏罗系凝灰岩、流纹岩等，局部小范围出露寒武系灰岩，开采深度300～400m，区域内地下水位大幅下降。村庄原来取水的含水层几乎疏干，泉水、井水水量减小，甚至干涸，形成不同程度的缺水村庄。

2.以碳酸盐岩为主的山区

该类型缺水村庄分布于坝下地区：涿鹿县西部、东南山区;怀来县南部山区;蔚县南山大部分区域，北山阳眷、白草两个乡镇;阳原县北山、南山局部区域;怀安县东部山区;宣化区南部，下花园区东部山区;赤城县西南山区。

该区域内地形起伏大，地势较高，沟谷发育，沟壑纵横，地层岩性以元古界白云岩、灰岩、页岩为主，赋存风化裂隙水、岩溶裂隙水，富水性取决于风化层厚度、裂隙发育程度、补给条件等，基岩风化程度不同、岩溶发育不均匀，相应的地下水分布不均匀，富水性存在差异;近些年地下水水位下降幅度大，导致原有取水设施无法取水，形成缺水村庄。

3.以变质岩为主的山区

该类型缺水村庄主要分布于阳原县北山东部山区、怀安县大部分山区、崇礼区西部石嘴子乡、红旗营子乡一带山区、赤城县北部山区。本区地层岩性以太古界片麻岩、变粒岩、麻粒岩、变质花岗岩等为主，赋存风化裂隙水，富水性取决于裂隙發育程度、补给条件等。山坡、山间沟谷局部覆盖薄层第四系，厚度较小，赋存少量松散岩类孔隙水。局部区域发育断裂，赋存构造裂隙水。地下水水量年际变化较大，形成季节性缺水村庄。

4.松散物堆积区

该类型缺水村庄分布于侵蚀堆积黄土丘陵区、山前洪积坡地区，主要位于涿鹿县南部、怀来县西南、阳原县南山山前盆地、蔚县盆地北部、壶流河北岸、宣化区西南山前。

该区内地形起伏较大，冲沟发育，为地下水补给区或径流区上游，水力坡度大，径流快。地层岩性以黄土状粉土为主，透水不含水，局部夹碎石、砂砾石透镜体，含水层为砂砾石，赋存第四系松散岩类孔隙水，水位埋深较大，含水层较薄，富水性差，且地下水分布不均匀，易形成缺水村庄。

（二）水质型缺水村庄

a.坝上地区的水质型缺水村庄主要分布于湖淖周边区域。区内地面标高1290～1480m，为地下水排泄区，地势较低洼，地层岩性颗粒较细，以中细砂、砾石、黏土为主，地下水径流不畅，蒸发较强烈。地下水问题主要体现为含氟量超标、矿化度过高，饮用水常为高氟水、苦咸水，不能达到人畜饮用水标准，形成水质型缺水村庄。

b.坝下地区的水质型缺水村庄，主要分布于地下水含氟量超标的区域，如湖积台地区和桑干河、壶流河流域局部区域。区内地层岩性以第四系和新近系粉质黏土、黏土、砂层为主，颗粒较细，且该地层厚度较大，可达200m，无良好的含水介质，富水性差，越靠近湖心位置颗粒越细，富水性越差，地下水流动性差，受原始地层中氟的污染，形成高氟水。

二、缺水村庄饮用水解决途径

经过调查后选择了90个缺水村庄进行了视电阻率测深和激电测深等物探工作，针对不同水文地质条件查明其含水层厚度、构造裂隙发育程度、第四系底板、岩溶裂隙发育程度及地下水水位埋深等情况，并给出饮用水解决途径。

（一）钻探成井找水

通过水文地质调查和物探查明村庄周围具有一定的成井条件，结合村庄实际情况和需求确定靶区，给出成井设计。基岩地区选择有利储水地形，地下水相对汇集区，构造裂隙或岩溶裂隙发育区，第四系厚度及含水层厚度较大区进行井位的设计。

崇礼区清三营乡张家窑村水量型缺水村庄，位于以岩浆岩为主的基岩山区，靠近分水岭，第四系松散层厚度小，岩性以粉土夹碎石为主，第四系下部为凝灰岩，岩体较为完整，节理裂隙发育较差，富水性较差。该村一眼位于山坡上深60m深的机井，利用2英寸潜水泵抽取3min后无水。经调查，村东沟谷内一级阶地上第四系松散层厚度较厚，含水层岩性以砂卵砾石为主，富水性较好，建议取第四系松散岩类孔隙水和基岩风化层内风化裂隙水。经过水文地质物探调查可知第四系厚度在40m左右，下部为凝灰岩，建议成井深度为100m，预计涌水量在10～15m3/h之间。最后，在靶区施工了一眼水文地质钻孔—崇旱1，钻进深度为62m，第四系厚度为38.7m，含水层厚度为19.57m，含水层岩性为砂卵砾石，38.7m以下为凝灰岩，静水位埋深为18.03m，涌水量为15m3/h。该井解决了张家窑村的日常饮水问题。

（二）截潜流工程引水

在地下水补给区的山区沟中，第四系厚度很小，下伏基岩不含水的条件，不利于成井的情况，可以考虑截潜流工程解决村庄饮用问题。

（三）集中供水

在无成井、截潜流等取水条件或周围地下水全部不达标的情况下，可以考虑集中供水，选取小型水源地，向缺水村庄集中供水。如阳原县要家庄乡区域地下水氟含量超标，只能在西沟堰村打集中开采井，为27个水质型缺水村庄供水。

（四）水质净化

在区域性地下水水质不达标，且村庄距离较远，不适合集中供水的情况下，可考虑为每村安装一套水质净化设备，如康保县湖淖周围，没有合适的小型水源地供水，村庄较分散，如安装除氟罐净化后水质能达到饮用标准。

参考文献：

田级生.河北省山区旱庄形成的地质条件与解决饮水途径的探讨[J].中国地质，1990（03）：17-19.

（作者单位：河北省地矿局国土资源勘查中心）