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華北地區典型水文地質問題有哪些

發布時間: 2021-01-26 07:14:32

① 研究區水文地質

一、西北內陸盆地

西北內陸盆地,主要包括甘肅河西走廊,新疆准噶爾、塔里木及青海柴達木等內陸盆地,均為極端干早氣候條件下所形成的典型的戈壁沙漠地區。地下水的分布規律受構造、地貌、氣候、水文等組合因素的控制。在強烈隆起的山區,賦存基岩裂隙水。在中新生代盆地緩慢隆起區,主要賦存深部承壓水,潛水不甚發育。各盆地含水層以山前傾斜平原第四系孔隙介質為主,從山邊到盆地中心地下水具有明顯的分帶規律,山前是沖洪積扇形成的卵、砂礫石平原潛水帶,向細土平原逐漸過渡為潛水-承壓水帶,至盆地中心是湖沼低地高礦化地下水帶。

河西走廊主要包括石羊河流域、黑河流域和疏勒河流域。它們均發源於南部祁連山區,降水、冰川融水是河流的主要補給來源。每個盆地有被構造-地貌所控制的含水層系及獨立的補給、徑流、排泄條件,構成相對獨立的水文地質單元。這些獨立的水文地質單元又通過河水與地下水之間的相互轉化,使南北方向上同屬一個河系的兩個或三個盆地中的水流連接成統一的「河流-含水層」系統。例如石羊河水系的武威盆地與民勤-潮水盆地,黑河水系的張掖盆地、酒泉盆地與金塔盆地,疏勒河水系的玉門-踏實盆地與安西-敦煌盆地等。含水層特徵:南盆地潛水含水層為巨厚的粗顆粒地層,含有豐富的孔隙水,特別是中上更新統是走廊內最為豐富的主要含水層。岩性主要為砂卵礫石、砂礫石,主要分布在各盆地沖洪積平原上游。向北含水層岩性逐漸變為砂礫石、砂卵礫石夾亞粘土,厚度也逐漸減為50~100m。至盆地下游含水層岩性主要為砂、砂礫石,厚度20~50m,鑽孔單位涌水量為3~30L/s,潛水水質逐漸變為微鹹水和鹹水。

准噶爾盆地位於新疆北部,盆地中部主要分布有古近-新近系及第四系。古近-新近系含水層岩性主要為陸相、河湖相碎屑岩,廣泛分布於盆地中部及盆地邊緣地區。盡管單井涌水量不大,其便於利用,是牧區的主要供水水源。第四系岩性是洪積相和沖湖積相鬆散大顆粒堆積物,山前平原厚度300~600m,至盆地中心岩性由粗逐漸變細,由巨厚的礫石、砂礫石傾斜平原過渡到細土平原區,是主要潛水和承壓水分布區。第四系沖洪積含水岩組主要由潛水含水岩組和承壓水含水岩組。

塔里木盆地位於天山與昆侖山之間,是我國最大的內陸盆地。盆地中主要分布有第四紀鬆散岩類孔隙潛水及孔隙承壓水。第四紀鬆散岩類孔隙潛水主要分布在山前傾斜平原,在塔里木盆地南緣昆侖山、阿爾金山山前平原,含水層岩性多為沖洪積卵礫石;在阿克蘇平原區,水位埋深5~50m,含水層厚度大於100m;在皮山-和田山前平原及河谷地區,單井涌水量1000~5000m3/d,水量豐富。現代河流沖積層沿河道兩側分布,含水層多為中細砂、粉砂,水位埋深1~5m,一般單井涌水量大於1000m3/d。第四系承壓水主要分布在山前傾斜平原和沖湖積平原中,在天山南麓和昆侖山北麓及喀什—莎車一帶等地廣泛分布著2~3個承壓水含水層,水量豐富,TDS小於1g/L。在喀什平原局部承壓水頭可高出地表10m。在孔雀河-渭干河一帶細土平原,承壓含水層頂板埋深50~100m,在300m深度內有3層承壓含水層,單位涌水量200~600m3/d。

柴達木盆地位於青藏高原東北部,介於阿爾金山、祁連山和昆侖山之間。盆地底部海拔2600~3200m。中新生代陸相碎屑沉積物厚達7000m。第四系沖洪積物和沖湖積物厚度也大於1000m,組成了盆地主要的淡水地下水系統。盆地周邊低山區河流的上游分布的山間盆地,都賦存有第四系孔隙水,主要接受河水、降水、冰雪融水和山區基岩裂隙水的補給;山前傾斜平原由河流沖洪積扇和沖湖積平原構成,是地下潛水的徑流區和排泄區。含水層岩性為冰水沉積砂礫石、含泥質砂礫石、砂卵礫石等鬆散物質組成,由山前粗顆粒、單一大厚度含水系統向平原中部漸變為細粒、多層含水系統,地下水也由潛水轉化為承壓自流水。沖洪積扇前緣潛水下部往往分布有承壓水,主要分布於祁連山和昆侖山山前地帶;含水層呈大面積連續展布,含水層岩性主要由中粗砂、中細砂組成。在昆侖山前平原300m深度內,有4~7層承壓含水層,單層厚度10~50m不等,單井涌水量200~1000m3/d。在祁連山前沖洪積扇前緣地帶、沖湖積平原,含水層有8層,岩性多為中粗砂和砂礫石,鑽孔涌水量從幾百到2000m3/d不等。

西北內陸盆地在構造和沉積環境方面有很多共同之處,唯一不同的是河西走廊由於在走廊中部有一構造隆起而形成南北兩盆地。但是,天然條件下每個盆地基本遵循相同的水資源轉化關系,即山前地下水向地表水轉化、沖洪積扇中上部地表水補給地下水、溢出帶地下水補給地表水、沖積平原下游地表水補給地下水。由於內陸盆地平原區,降水稀少,蒸發量大,一般無地表徑流,出山徑流量基本上代表了這一河流或這一水系的水資源的總量。內陸河流一般具有匯水面積小、流程短,流量小、比降大等特點。西北內陸盆地水資源的分布均具有明顯的水平分帶性,即戈壁帶(地下水補給帶)→綠洲帶(地下水溢出帶,形成泉集河)→低平原細土帶(地下水徑流帶)→鹽土帶(蒸發排泄帶)。河流進到山前平原後,大量滲漏轉而補給地下水,然後地下水又在適當條件下以泉水形式溢出地面變為地表水,這種河水→地下水→河水的轉化過程是乾旱區內陸河流自上而下水循環運動的基本方式。

二、黃土高原

黃土高原分布在我國中西部,地跨青、甘、寧、內蒙古、陝、晉、豫7省(區),總面積43×104km2,包括甘肅東部、寧夏南部、陝西的陝北和關中盆地,以及內蒙古的鄂爾多斯高原。黃土區地下水的形成和分布具有特殊的規律性,地下水主要賦存在中更新世和早更新世地層中,大多埋藏較深,地下水分布也比較普遍;以大氣降水入滲補給為主,水質一般較好,在一些地方往往是唯一的水源。因自然地理和地質條件變化大,不同黃土區地下水的賦存、分布以及補徑排條件各異。

第四系鬆散岩類孔隙水在黃土高原可分為黃土層孔隙裂隙潛水、沖湖積粉細砂層孔隙潛水,沖積砂、砂卵石層孔隙潛水,以及沖洪積、沖湖積砂礫層孔隙承壓水。黃土層孔隙裂隙潛水主要分布在黃土高原的北部以及隴東、陝北黃土高原的南部,含水層岩性主要為中、上更新統黃土;黃土類土,富水性差,單井涌水量20~80m3/d。沖湖積粉細砂層孔隙潛水主要分布在毛烏素沙漠東南緣定邊、榆林、神木一帶的沙漠草灘地,含水層岩性主要為上更新統沖湖積相粉細砂和粉土,厚度變化大,單井涌水量100~1000m3/d,水質一般較好。沖積砂、砂卵石層孔隙潛水主要分布於各大、中河谷階地區,含水層為中更新統沖積砂、砂卵石,厚3~80m,單井出水量一般500~2000m3/d。沖洪積和沖湖積砂礫層孔隙承壓水分布於關中盆地黃土台塬及河谷階地的潛水層之下,含水層岩性為中、下更新統沖洪積、沖湖積砂礫石層,由山前至盆地中部河谷區,富水性由弱到強,水位埋深由深變淺。

碳酸鹽岩類岩溶裂隙水分布於鄂爾多斯中生代盆地邊緣,除在山區和深切的溝谷中小范圍裸露外,大部分隱伏於新生界、中生界之下,頂面埋深數十至千餘米不等。陝西渭北和府谷等地,奧陶系碳酸鹽岩中賦存著豐富的岩溶裂隙水,富水性不均,富水區單井出水量多在1000m3/d以上。

中生界碎屑岩類孔隙裂隙水廣泛分布於鄂爾多斯盆地,除出露於深切的溝谷底部和子午嶺、黃龍山外,大多被黃土覆蓋。在盆地東翼由東南向西北依次分布有二疊系、三疊系、侏羅系和白堊系,呈向北西緩傾的單斜構造。含水層岩性主要為中生界白堊系志丹群砂岩,富水區主要分布在無定河和葫蘆河中游,單井出水量近1000m3/d,最大者可達3000m3/d以上,一般水質較好。

三、華北平原

華北平原位於我國東部地區,北靠燕山,南抵黃河,西依太行山,東瀕渤海,為我國三大沖積平原之一。華北平原地勢自北、西、南三個方向向渤海灣傾斜。按成因和形態特徵可將其劃分為山前沖洪積傾斜平原,中東部沖積湖積平原,黃河沖積扇及濱海沖積海積平原。山前沖積平原含水層顆粒組分在區內的分布是由北向南和由西向東逐漸變細,即卵礫石、礫石夾粗砂、粗砂夾礫、粗中砂至細砂、粉砂順序。沖積扇頂部厚度大而單一,往下則呈多層,單層厚度越來越小。中部及濱海平原河道帶沉積的含水層,其顆粒組成表現為上游粗下游細,即由中細砂到細粉砂組成,其厚度也是上游較厚,約20m,下游則多為5~10m。湖泊窪淀沉積主要是淤泥質黏性土與粉砂,供水意義不大且多為鹹水。含水層組在空間的分異明顯,在水平方向上主要表現在含水層的粒度與厚度上自西北向東南逐漸變細變薄,在垂向上表現為約在120m以下是湖相沉積特徵;含水層多呈透鏡體,彼此之間連通性差,組成高水頭的深層承壓水。一般說來,在250m以下的含水層多具地質封存水的性質。在120m以上的沖積扇或古河道帶區則為沖洪積沉積特徵,含水層不論在垂向上或是水平方向上都具有較好的連通性,參與現代水的循環交替,具較好的補給、徑流、排泄條件。

華北平原由山區經平原到濱海構成一個完整的水文地質單元。長期以來,由北部燕山和西部太行山而來的地表水及其平原中的河流不斷補給平原地下水,使厚達500~700m的第四紀堆積物內廣泛分布第四系孔隙水,其流向與地表水基本一致;而且,在山前地段分布有隱伏岩溶水,在平原中東部第四系孔隙水下部分布有新近系孔隙水(主要指新近系明化鎮組)。由於受不同地質歷史時期的古氣候、古地理沉積環境及新構造運動等因素控制,含水岩層在不同深度的分布形態和發育程度,均存在著差異性,並導致了它們的水力性質、水化學性質、滲透性、導水性、富水性及地下水動態等發生相應變化。

華北平原地下水主要為第四系孔隙水,根據地下水埋藏特徵,沉積物岩性結構等水文地質要素可將華北平原第四系孔隙水統一劃分為淺層地下水系統(潛水-微承壓地下水系統)和深層地下水系統(承壓地下水系統)。

淺層地下水系統為開放型地下水系統。它直接接受大氣降水、地表水、灌溉回歸水等垂直入滲補給,通過潛水蒸發、人工開采、側向徑流和礦坑疏排等排泄,地下水水力性質屬於潛水-微承壓水。淺層地下水在全淡水區為第Ⅰ+Ⅱ含水組,在有鹹水區為第Ⅰ含水組。有鹹水區淺層水底板埋深一般40~60m;在山前地段全淡水區由於沉積物無統一隔水層及人為溝通,Ⅰ和Ⅱ含水組構成統一含水系統,底板深度為120~170m,含水層岩性為卵礫石、中粗砂、中細砂及細粉砂等。自山前沖洪積傾斜平原,至中部沖積、湖積平原和東部濱海沖積、海積平原,地下水具明顯的水平變化規律。在中東部平原區,淺層淡水下部廣泛分布鹹水,由鹹淡水分界線向渤海方向,鹹水體逐漸變厚。埋藏淡水深淺不等,在河道帶埋藏淺,而沿海地區埋藏深,一般大於200m。淺層地下水徑流方向基本與含水層結構,地貌變化方向一致。由山前平原至濱海平原,由河道帶上游至下游,徑流強度逐漸減弱。

深層地下水系統以半封閉型為主,地下水水力性質為承壓水。它不具備直接接受大氣降水、地表水等垂直入滲補給輸入的條件,在天然狀態下,僅有側向徑流輸入,並通過緩慢的徑流和越流輸出。在開采條件下,則變為以側向徑流與來自上部的微弱越流補給輸入,以人工開采為主輸出。深層地下水在全淡水區包括Ⅲ+Ⅳ含水組,在有鹹水區包括鹹水體以下的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水組。底界埋深由山前的100m增加到東部平原的550m。受構造控制的坳陷區和隆起區埋藏深度和厚度差異很大。含水層以砂礫石、砂卵石、中粗砂、細砂為主。從山前平原徑流至中部平原和東部平原需要數千年,甚至上萬年的時間,因此深層承壓水恢復能力很弱。深層地下水的排泄途徑,在1970年以前主要是徑流排泄,局部地區的以人工開采或向上部含水層的頂托排泄。1970年以後大量開采地下水,目前人工開采成為深層水主要排泄方式。人工開采增加了深層地下水側向徑流水力坡度,加強了地下水循環。

總的來說,華北平原是由多層疊加,縱橫交錯的砂、礫石層構成的第四系含水岩系。從山前平原至濱海平原含水層結構是由北西向及東西向扇狀結構,逐漸過渡為北東向舌帶狀結構,以及島狀、盆狀等結構類型。含水層的顆粒及厚度順沿沉積方向變化:由山前平原礫、卵石至東部、濱海平原以粉砂、細砂為主;含水層厚度由薄變厚,至中部平原邊緣一般變薄一些,復而沿沉積方向又加厚,但至濱海平原又逐漸變薄。橫截沉積方向受沖積扇、河道帶發育程度控制,一般在扇間地帶及河道不甚發育的地區,厚度變薄,顆粒也較細。

四、東北松遼平原

東北松遼平原三面環山,西部為大興安嶺,北部為小興安嶺,東部為張廣才嶺、長白山,南部瀕臨渤海和黃海。松遼平原的主體包括中、南部寬闊的遼河平原、松嫩平原以及東北部三江平原的部分地區。松遼平原除下遼河濱海地區海陸交替相堆積以外,由於盆地周圍山區以火成岩為主,盆地內廣泛分布冰水及沖洪積相為主的巨厚砂礫石層,粘土夾層極少,岩性單一,第四系各統之間的界限較難劃分,構成一個統一的巨厚含水層,是一個地下水資源極為豐富的潛水盆地。

松嫩盆地是一個由中、新生界地層構成的大型斷拗盆地,在水文地質結構上,是由白堊系、古近-新近系、第四系多個含水層系統相互疊加而組成的一個大型潛水、自流水盆地。主要含水層有:下白堊統裂隙或裂隙-孔隙含水層(或含水帶);古近-新近系孔隙-裂隙含水層;第四系下更新統冰水砂礫石含水層;中、上更新統沖洪積砂礫石含水層;上更新統沖湖積粉細砂含水層(分布於盆地中央);全新統現代河谷沖積砂礫石含水層。其中,中上更新統至全新統的含水層為潛水,其餘均為承壓水。松嫩平原在不同地段,含水層的結構也互不相同。在松嫩盆地西緣大興安嶺山前傾斜平原,主要為第四系單層含水層系統,含水層由單一的大興安嶺山前河流的沖洪積砂礫層組成;含水層介質以及厚度和富水性具有一般乾旱半乾旱沖洪積扇的典型特徵,從沖洪積扇頂部到前緣,從扇軸到兩側,砂礫石粒度由粗變細,層數由單一到多層,富水性由強變弱;從北向南主要扇形體依次為諾敏河沖洪積扇,阿倫河沖洪積扇,雅魯河沖洪積扇,霍林河沖洪積扇;在松嫩平原中部低平原,主要為第四系、古近-新近系、白堊系多層含水層系統,分布面積很大,幾乎覆蓋整個低平原。含水層自上而下依次為:上更新統荒山組孔隙含水層,下更新統白土山組孔隙含水層,新近系泰康組和大安組孔隙-裂隙含水層,古近系依安組孔隙-裂隙含水層,上白堊統裂隙-孔隙含水層;在東部和北部的高平原的廣大地區,主要為第四系、白堊繫上層含水層系統,其分布面積占松嫩平原總面積的二分之一。雙層結構的上部含水層,主要是呈片狀分布的中更新統下荒山組砂礫石含水層,或為零星帶狀分布的下更新統白土山組砂礫石含水層,兩者很少在剖面同時出現,雙層結構的下部主要是白堊系的裂隙或裂隙-孔隙含水層和脈帶狀裂隙含水層。

松嫩盆地的地下水是一個統一的系統。在天然條件下,地下水主要從盆地周邊獲得降水和地表水的入滲補給,而後流向盆地中心。盆地地下水除小部分在西部山前沖洪積扇前緣和東部高平原邊緣以泉水形式排泄外,絕大部分地下水均通過盆地中心承壓含水層向上越流補給潛水,而後消耗於蒸發。目前人為開采量已逐漸成為承壓水的主要消耗項。

三江平原由於第四紀地殼運動的結果塑造了三級層狀地形,形成了一個巨型的低凹潛水-微承壓水盆地。平原邊緣的西部和南部的山前台地在中更新世為淺湖相沉積區,岩性為棕黃色黃土質砂粘土夾薄層砂。這種地層結構不利於大氣降水入滲,又因與丘陵山區基岩裂隙水水力聯系極差,故其儲存、調節 、傳導功能弱,地下水以裂隙微孔隙水的形式存在,單井涌水量小。低平原地區的含水介質為第四系砂、砂礫石,含水層厚度大,分布穩定,上更新統的沖、湖積層廣布,平原中的鬆散堆積物下部粗,上部細,形成二元結構;頂部為黃土質砂粘土夾淤泥,下部為粉細砂、砂礫石。中更新統的沖、洪積層大部分隱伏於上更新統含水層之下,具二元結構,一般組成3個韻律層;下更新統沖湖積層為砂礫石、中粗砂,也構成了3個旋迴。

從山前到平原,從河流上游到下游,含水層從下部到上部,沉積物顆粒由粗變細,厚度由薄變厚,富水性由弱變強。在小興安嶺山前台地前緣,為晚更新世時形成的扇形地沉積物,分選不好,厚度不一,單井出水量小而且變化較大。在寶清山前台地的前緣地段和一些殘丘附近,含水層由濱湖相或分選不好的淺湖相組成,岩性為砂質粘土夾砂,厚度較薄,水量中等至貧乏,水質較差。在松花江、黑龍江、烏蘇里江等主要河流流經的河谷平原地帶以及一些古河道,埋藏著厚度大、結構單一的砂礫石含水層;分選程度好,粒度粗,上無覆蓋層;地下水補給滲透徑流條件好,疏導功能和富水性強,單井出水量大於5000m3/d。

遼河平原主要包括東西遼河平原和下遼河平原。東西遼河地區在地貌上為大興安嶺丘陵與傾斜平原。大興安嶺山前台地岩石構造裂隙及風化裂隙均較發育,易於接受大氣降水補給,為地下水的補給區。地下水以泉的方式向河谷中排泄,同時還以地下徑流的方式向河谷及山前沖洪積扇地運動。傾斜平原區第四系含水層結構鬆散,孔隙極為發育,分布廣而穩定,有利於大氣降水入滲,古近-新近系碎屑岩類裂隙孔隙承壓含水岩組,沿北西、西和南三個方向的山麓向盆地中心地帶傾伏於第四系鬆散岩類之下,但不連續,在架馬吐隆起以東、朱日河牧場以北、下窪鎮以西地區缺失。含水層主要岩性為砂礫岩、含礫粗砂岩、細粉砂岩等,微膠結,結構疏鬆,具有良好的蓄水條件。由於含水層上部普遍有泥岩分布,致使該裂隙孔隙水具有承壓性。據鑽孔揭露,含水層厚10~50m,具有從盆地邊緣向中心增厚,富水性增強,承壓水頭增高等自流水斜地的特徵,頂板埋深70~200m。

下遼河沖洪積扇,含水層岩性為砂礫卵石、中砂等。厚度20~60m,單井涌水量在軸部為3000~5000m3/d,邊緣1000~3000m3/d。河谷平原區地勢較平坦,表層為亞砂土、亞粘土或砂、砂礫卵石層,植被發育,降水入滲條件良好;下部的砂、砂礫卵石含水層透水性能較好,滲透系數一般為10~200m/d;地下水埋深較淺,徑流條件較好。河谷平原區是工農業相對集中,地下水的開發利用程度較高的地區,為地下水主要排泄區,排泄形式為人工開采、潛水蒸發及地下徑流。

② 華北平原水文地質參數系列

一、降水入滲系數(α)

根據降水入滲條件的變化特徵,華北平原不同地貌單元、不同年降水量、包氣帶不同岩性和厚度的降水入滲系數見表3-2-1~3-2-3。山前沖洪積平原包氣帶岩性多為砂類土和砂卵礫石,水位埋深大,降水入滲系數一般大於0.25,山前平原的沖洪積扇扇間的黏性土分布地帶,地下水位埋深較大,降水入滲系數只有0.1左右;古黃河沖積平原的包氣帶岩性多為砂類土和砂卵礫石,降水入滲系數最大,一般在0.25~0.4;中部和濱海平原為0.15~0.25。詳見表3-2-1~3-2-3。

表3-2-1 華北平原山前平原降水入滲系數

表3-2-2 華北平原中部和濱海平原降水入滲系數

表3-2-3 華北平原古黃河沖積平原降水入滲系數

二、灌溉入滲系數(β)

華北平原灌溉入滲系數總的規律是與水位埋深、包氣帶岩性關系緊密(表3-2-4)。山前平原,包氣帶結構相對疏鬆,水位埋深一般大於10m,灌溉入滲系數在0.15~0.25之間;中部平原水位埋深也較大,包氣帶主要為粘土、粉質粘土與粉土互層,灌溉入滲系數在0.05~0.15;濱海平原,水位埋深小,包氣帶粉質粘土、粉砂、粉土,灌溉入滲系數在0.15~0.3。

三、含水層給水度(μ)

華北平原不同地貌單元、不同含水層岩性的水位變動帶給水度值見表3-2-5,可以看出山前沖洪積平原從粘土到卵礫石,給水度從0.03~0.28;中部沖湖積平原從粘土到粗砂,給水度0.025~0.16;濱海平原給水度0.05~0.075。總分布規律是山前沖洪積平原含水層給水度大於中部沖湖積平原和東部濱海平原含水層。

四、深層承壓水彈性釋水系數(μe)

深層承壓地下水彈性儲水系數主要受含水層岩性控制。華北平原不同地貌單元的深層地下水彈性儲水系數見表3-2-6,可以看出:山前沖洪積平原深層承壓含水層彈性儲水系數大於中部沖湖積平原,中部沖湖積平原深層承壓含水層彈性儲水系數大於濱海海積平原。

表3-2-4 華北平原灌溉入滲系數

表3-2-5 華北平原水位變動帶不同岩性給水度

表3-2-6 原不同地貌單元深層承壓地下水彈性釋水系數

五、含水層滲透系數(K)

滲透系數分布規律為垂向上部含水層(Ⅰ、Ⅱ含水組)大於下部含水層(Ⅲ、Ⅳ含水組)。在平面上,粗顆粒含水介質(中粗砂—礫石、卵石),山前平原滲透系數大於中部與濱海平原,細顆粒含水介質(粉砂—中砂),山前平原、中部平原、濱海平原滲透系數差異不大(表3-2-7~表3-2-8)。表3-2-7 水平滲透系數 (單位:m·d-1)

中國北方地下水系統

表3-2-8 垂直滲透系數 (單位:m·d-1)

六、潛水蒸發系數(C)

華北平原山前和中部平原大部分區域因水位下降、包氣帶變厚,當水位埋深超過3m時,蒸發系數趨為零;中部平原當水位埋深超過5m時,潛水蒸發接近零;在東部濱海平原,水位埋深相對要淺,蒸發系數較山前和中部平原要大。華北平原各地貌單元不同包氣帶岩性、不同地下水位埋深的潛水蒸發系數(表3-2-9)。

七、華北平原水文地質參數主要特徵

1)華北平原降水入滲系數、含水層給水度和深層承壓含水層彈性釋水系數有著相同的分布規律:從山前沖洪積平原、中部沖湖積平原到東部濱海平原,參數由大到小逐漸變化。

表3-2-9 華北平原潛水蒸發系數

2)滲透系數分布規律為垂向上上部含水層大於下部含水層;在平面上,粗顆粒含水介質(中粗砂—礫石、卵石),山前平原滲透系數大於中部與濱海平原;細顆粒含水介質(粉砂—中砂),山前平原、中部平原、濱海平原滲透系數差異不大。

3)灌溉入滲系數是與水位埋深、包氣帶岩性關系緊密,總規律是山前平原與濱海平原系數接近,都大於中部平原灌溉入滲系數。

4)潛水蒸發系數大小隨潛水水位埋深增大而減小,隨包氣帶岩性顆粒減小而減小。山前和中部平原大部分區域因水位下降,包氣帶變厚,蒸發系數變小甚至趨為零;濱海平原,水位埋深相對要淺,蒸發系數較山前和中部平原要大,但與開采前相比變小。

③ 華北-東北平源半濕潤水文地質區

1.華北平原

華北平原第四系含水層的岩性、結構、厚度等具有水平變化規律。山前平原含水層呈扇狀結構,扇軸岩性以礫石卵石為主,厚度大;扇間含水層介質粒度變細,厚度變薄。在中部平原,含水層逐漸過渡為湖相沉積穿插河流沉積的舌狀結構,含水層岩性以中細砂為主。向東部、南部的濱海平原,含水層又過渡為湖積的島狀結構,含水層岩性以粉細砂為主。

第四系含水岩系自上而下劃分為3個含水層組(表2-1),以地下水礦化度2g/L為界劃分為咸質含水層組(體)(礦化度大於2g/L)和淡質含水層組(體)(礦化度小於2g/L)。

表2-1 華北平原第四系含水層組特徵

(據張兆吉等,2009)

(1)第一含水層組水文地質特徵

第一含水層組底板埋深一般為40~60m,包括全新統和上更新統。在沖洪積扇地區,含水層粒度大、厚度30~50m、垂向連續性強,屬單層或雙層結構,透水性強,導水系數多大於5000m2/d,單位涌水量為20~30m3/h·m,礦化度多小於1g/L。在扇間與扇緣地帶,含水層厚度減小,粒度變細,呈薄層狀多層含水層結構,含水層之間夾有厚度不等的粘土層,導水系數多在 100~500m2/d,單位涌水量多在 5~10m3/h·m,地下水補給條件也變差。在扇前窪地區,含水層由粉砂組成,厚度多小於10m,導水系數一般小於100m2/d,單位涌水量小於5m3/h·m。地下水徑流條件差,發育礦化度5~10g/L的鹹水。

中部平原古河道帶區,含水層以粉砂、細砂為主,一般厚度為10~30m,導水系數為100~300m2/d,單位涌水量為5~10m3/h·m。在古黃河河道、灤河河道以及其它局部地段含水層厚度一般20~30m,厚者可達40~50m,導水系數300~500m2/d,單位涌水量為10~15m3/h·m。含水層在主河道帶多呈單層、雙層含水結構,上覆地層透水性較強,利於降水入滲。含水層為潛水-微承壓水,水質結構為「淡-咸」類型。上覆淡水體底界埋深20~40m,多數大於30m,古黃河河道帶和漳衛河河道帶可達60~70m,或分布規模不大的全淡水區。

中部平原河間帶含水層不發育,為單一的薄層狀、多層結構,岩性為粉細砂,厚度小於10m。海河幹流以南,各河流中下游有規模不等的無砂區層。含水層與上覆含水層之間發育粘土或砂質粘土,降水入滲補給和徑流條件均差,導水系數為50~100m2/d,單位涌水量多小於5m3/h·m。上部分布厚度小於10m的淡水體,或無淡水體,鹹水礦化度一般為3~5g/L。

濱海平原含水層以粉砂、細砂為主,厚度一般小於10m,局部為10~20m。天津以南,含水層導水系數為10~50m2/d,單位涌水量多小於2.5m3/h·m,多為上覆粘土或砂質粘土,降水入滲補給差,除河道帶具有微弱的徑流外,一般處於滯流狀態,地下水具有明顯的承壓性,地下水礦化度多大於5g/L。

(2)第二含水層組水文地質特徵

第二含水層組底界面埋深一般120~170m,一般相當於中更新統。在山前平原和豫北中部平原,與第一含水層組之間缺乏穩定的隔水層,二者之間具有較好的水力聯系,發育2~3套中細砂—中粗砂—砂礫石韻律層,含水層透水性與導水性均比第一含水層組強。目前,兩個含水層混合開采,人工增強了二者之間水力聯系。

中部平原含水層以河流沖積作用和湖沼沉積作用形成的中細砂、細砂為主,透水性和導水性比山前明顯減弱,單位涌水量為5~10m3/h·m。第二含水層組與第一含水層組之間一般發育粘土或砂質粘土,天然條件下地下水補給弱,徑流緩慢。在海河以南,含水層組上部為鹹水體,下部為淡水體。鹹水體厚度自西向東、自北向南逐漸加厚。在衡水的西北部和滄州子牙河以西地段,鹹水體厚度較薄,與下部淡水體之間水力聯系較強,在漳衛河以南幾乎全為鹹水。第二含水層組下部淡水是工農業生產的重要開采水源。

濱海平原,含水層以粉砂、細砂為主,上部鹹水體與第一含水層組鹹水體連續,下部為淡水體。大致以海河為界分為南北兩區。北區與南區相比,含水層粒度粗而厚,地下水補給條件和富水性、導水性強,礦化度低;南區上部鹹水體自北向南逐漸加厚,在大港附近以南全為鹹水體。

(3)第三含水層組水文地質特徵

第三含水層組底界埋深250~420m,一般相當於下更新統。除局部窪地和近濱海地區外,一般含地下淡水。

山前平原含水層呈扇狀、扇群狀展布,由3~4套中細砂、中粗砂、礫石岩性組成,下段含水層遭受不同程度的風化。石家莊以北,扇體內單位涌水量為20~50m3/h·m,扇間地帶單位涌水量為10~20m3/h·m,部分地段如天津薊縣寶坻一帶,含水層組不發育。石家莊以南山麓地帶,第三含水層組較薄,含水層不連續,並含有較多的泥礫層,富水性較弱,一般地區單位涌水量為5~10m3/h·m,比石家莊以北地區富水性弱。在大型扇體內部與上覆第二含水層組之間無連續分布的隔水層,二者水力聯系良好,在其它地段一般都有單層厚度5~10m的粘土或砂質粘土分布,水力聯系變弱。

中部平原含水層呈帶狀展布,由3~4套細砂、中砂岩性韻律構成,與第二含水層組相比,粒度粗,分選好,單層厚度大,導水性強,單位涌水量為5~15m3/h·m。在天津武清北部、寧河北部,河北文安、大城及青縣北部含水層以中砂、中粗砂為主,單層厚度20~30m,分布穩定,累計厚度達70~100m。一般與上覆含水層組之間有厚達10m以上的砂質粘土,含水層之間多為鈣化粘土。

在濱海平原,含水層以粉砂、細砂為主,單位涌水量一般5~10m3/h·m,局部略小。

(4)水文地球化學特徵

山前平原區第四系地下水礦化度一般小於1g/L,以HCO3-Ca·Mg型為主。中部平原水文地球化學特徵復雜,自上而下存在「淡-咸-淡」與「咸-淡」兩種水質結構,使水化學類型在垂向上變化復雜。從地表或深度10~50m以下至80~250m(或局部更深)為礦化度大於2g/L的鹹水體,水化學類型一般上部為SO4·HCO3-Ca·Mg型,下部為SO4·Cl-Na·Mg型;礦化度為2~3g/L,局部5~10g/L。鹹水體上覆淡水一般上部HCO3·SO4-Ca·Mg型,下部HCO3·Cl-Na·Mg型,礦化度也由0.5~1.0g/L變為1.0~2.0g/L。在古河道常見HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Ca·Na型水,礦化度一般0.5~1.0g/L。

深層淡水化學類型較簡單,一般為HCO3-Na型水或HCO3·Cl-Na型水,下部常見HCO3·SO4-Na型,礦化度一般是0.5~0.8g/L,南部為1.0~1.5g/L,局部略大。

濱海平原存在「咸-淡」或「全咸」兩種水質結構,在大港以北埋深60~100m,以南逐漸加深到150m,局部為200~250m,鹹水化學類型一般為Cl(或Cl·HCO3)-Na(或Na·Mg)型,礦化度上部大於5g/L向下逐漸增大,一般埋深20~40m,最大為10~35g/L,向下又逐漸減小到2~3g/L。下伏淡水一般為單一的HCO3-Na型或HCO3·SO4-Na型。礦化度為0.5~0.8g/L,南部為1.0~1.5g/L,局部略大。

2.松遼平原

松遼平原三面環山,一面臨海,西為大興安嶺和遼西山地,北為小興安嶺山地,東為長白山和千山山脈,南臨渤海,包括松嫩平原,西遼河平原和下遼河平原,地勢北部較高,南部較低,中部公主嶺、太平川一帶的局部隆起形成了松遼分水嶺,北部為松嫩平原,屬松花江流域;南部分為西遼河平原和下遼河平原,屬遼河流域。

北部的松嫩平原沉積物西厚東薄,大致在雙遼—扶余—安達一線以西,沉積了新近系砂岩、泥岩。其上第四系鬆散沉積物發育,厚達80~150m。齊齊哈爾以西為岩性單一的厚層砂、砂礫石層。東部受隆起帶控制的高平原、西部和南部周邊山前傾斜平原,第四系沉積厚度較薄,一般為10~30m,岩性多為黃土狀土,下伏不連續砂、砂礫石透鏡體。在綏化、哈爾濱、榆樹、扶余、伏龍泉等地,第四系地層厚增大,達60~100m,其底部分布有穩定的砂、砂礫石層。

南部的西遼河平原第四系地層岩性單一,為巨厚的砂層。由盆地邊緣向中心增厚,為80~210m,由上游向下游顆粒變細,粘性土夾層增多增厚,逐漸過渡到松嫩平原,與穩定的厚粘土層銜接。地下水由西南向東北流向松嫩平原,部分通過遼河河谷注入下遼河平原。

下遼河平原,第四系地層廣泛發育,由北而南,自山前到平原,由薄變厚,一般厚40~300m。平原西部沉積物顆粒細,東部較粗,其成因類型由山前斜坡帶的坡洪積或沖洪積亞粘土、砂礫石、砂卵石及黃土狀亞粘土,過渡到平原中部的沖積砂、細粉砂,局部為湖相亞粘土,以及濱海低平原的沖積海積細砂和淤泥質夾層。

松遼平原是一個地下水豐富的盆地,地下水形成、分布主要是受構造、岩性、地貌條件控制。地下水補給來源主要是平原區的大氣降水,兩側山區地表水和地下水對平原地下水也有補給作用。地下水徑流以水平運動為主,地表水系是重要排泄通道,在河谷漫灘、沼澤地有蒸發排泄。地下水流向,隨地貌條件不同而異。

(1)松嫩平原

松嫩平原在地質構造上是一個凹陷地區,屬於中新生代松遼斷陷帶的一部分。平原北部、東部、南部為隆起區,西部為斜坡區,中部為大面積坳陷區。新生代晚期以來的新構造運動既控制了地形和第四紀堆積物的厚度、粒度,也控制了地下水的賦存和分布規律。東部高平原,第四系沉積最厚十幾米,下伏白堊系,在榆樹、雙城、綏化、海倫一帶形成局部沉積凹槽,第四系沉積厚達80m;中、西部低平原和山前平原,中新生界沉積厚達5000m,新生界厚達300m(張勃夫,1989)。西部大興安嶺山前傾斜平原多有沖積洪積扇分布,為單一結構的潛水含水層系統,低平原為多層結構承壓含水層,東部高平原榆樹-綏化為承壓水盆地。地下水從四周向中心第二松花江方向徑流匯集,在小興安嶺的山前高平原上,地下水中常量與微量元素含量異常,是地方病防治區。平原的中部,地形平坦,潛水埋藏淺,徑流滯緩,大部分是蒸發消耗,潛水中的鹽分逐漸濃縮,造成內陸鹽鹼化,鹽漬土廣泛分布,在地勢低窪處的湖泡,為當地排泄基準面。

松嫩盆地由白堊系、新近系、第四系多個含水層系統相互疊加而組成的一個大型潛水、自流水盆地。根據地貌、地質條件,大致可劃分為三種含水層結構類型:山前平原單層含水層結構類型,高平原雙層含水層結構類型和低平原多層含水層結構類型(圖2-15)。

圖2-15 松嫩平原含水層系統結構示意圖

單層含水層結構類型分布在西部山前傾斜平原,但比山前沖洪積扇群范圍略小,由扇形地和台地構成。由南向北主要扇形地依次有:霍林河沖洪積扇、洮兒河沖洪積扇、綽爾河沖洪積扇、雅魯河沖洪積扇、阿倫河沖洪積扇和諾敏河沖洪積扇。扇形地由中、上更新統沖洪積砂礫組成,台地由下更新統冰水堆積含高嶺土的砂礫石組成。扇形地從扇頂部到前緣,從扇軸到兩側,砂礫石粒度由粗變細、富水性由強變弱。各扇體之間分布有寬度不等的扇間細顆粒物質堆積帶,各扇地形成時代和地質結構有明顯差異。南部的霍林河和洮兒河形成時代較晚,其山前沖洪積扇主要是中、上更新統的砂礫層,厚度一般為20~30m,粒度較粗,結構鬆散,粘性土層夾層少。北部各河流沖洪積扇,發育時代相對較早,包括了上新統泰康組到第四系的沖洪積物。其中以早、中更新統最發育,沉積厚度達50~100 。

雙層含水層結構類型主要分布在東部高平原的廣大地區,主要由第四系黃土類土及其底礫石層與下伏白堊系共同組成的含水層系統。第四系以潛水為主,白堊系以承壓水為主,但有的地段為不含水的隔水層。第四系砂礫石含水層常呈透鏡體分布,因此,黃土層有時直接覆蓋在白堊系之上。在綏化、雙城及榆樹等地,黃土直接覆蓋在砂卵石層之上,形成局部的第四系承壓水盆地。

多層含水層結構類型分布范圍與低平原基本一致,其北西—南東方向上寬度為180~200km,北東—南西方向長度為400~450km,面積約7 萬km2。主要由第四系、新近系及白堊系多個不同時代的含水層系統,互相疊加組成一個統一的復合型復雜含水層系統,其相互組合關系因地而異,由於大部分地區古近系和新近系及白堊系埋藏較深,基本上以泥岩為主,可視作隔水層;而新近繫上新統泰康組與下更新統白土山組之間缺乏明顯的界限,所以把第四系與泰康組作為一個統一的含水層系統,按埋藏條件劃分為淺層水、中深層水及深層水三個亞系統,其中淺層水(埋深小於50m)以潛水為主,中深層水(埋深為50~150m)及深層水(埋深大於 150m)以承壓水為主。低平原東部大慶附近,中深含水層逐漸演變為巨厚的淤泥質粘土層,分割成淺層潛水系統與深層承壓水系統兩個部分。

1)第四系孔隙潛水含水層:主要分布在山前傾斜平原和低平原。山前平原為單一結構潛水含水層,砂礫石台地區主要為含高嶺土的砂礫石、卵礫石,厚5~30m。富水性為中等到強,水位埋深一般為10~20m。砂礫石扇形地含水層岩性主要為中下更新統沖洪積礫卵石和砂礫石層,夾薄層粘性土。粒度變化普遍具有上粗下細,或上、下粗,中間細的特徵。含水層厚度一般為10~60m,水位埋深5~8m,富水性強,扇形地前緣常有地下水溢出。低平原區主要為黃土狀亞砂土和粉細砂層,粉細砂層,厚3~20m,普遍含有孔隙水。水位埋深多小於5m。由於含水層顆粒細,厚度薄,富水性弱,單井涌水量一般小於100m3/d。

2)第四系下更新統孔隙承壓含水層:廣泛分布於低平原區,東界大部分直抵東部高平原的西邊,南界已越過松遼地表分水嶺,西界是在齊齊哈爾—泰來—洮南一帶,與大興安嶺山前沖積扇形地相接。在南部松遼分水嶺一帶缺失,局部隆起地帶含水層厚度較薄,在中部肇源—大安一帶,松花江與嫩江切割承壓含水層而轉為潛水。含水層岩性主要為含高嶺土的砂礫石,部分地區與下伏泰康組砂岩直接接觸,形成統一的含水岩組。含水層厚度變化自北向南,自西向東遞減。西北部為10~50m,東南部為5~30m,齊齊哈爾一帶厚達100m。富水性隨含水層顆粒粗細和厚薄變化而出現強弱變化,東北部和西部富水性強,東部和松遼分水嶺附近富水性弱,含水層上覆較穩定的中更新統淤泥質粘土,構成區域性隔水層。

3)新近繫上新統泰康組裂隙孔隙承壓含水層:該層承壓含水層位於下更新統承壓含水層之下,其分布范圍遠比上覆承壓水分布范圍小,含水層岩性主要為砂岩和砂礫岩,成岩較差,結構疏鬆,其粒度結構變化總趨勢是下粗上細,在水平方向上由北向南,由西到東粒度由粗變細。含水層厚度10~100m,含水層隔水頂板為泰康組上部泥岩,埋深40~140m,由南向北逐漸變淺,由於頂板泥岩分布不連續,往往與上部下更新統承壓含水層連通成為統一的含水體。

4)新近系中新統大安組孔隙裂隙承壓含水層:該承壓含水層埋藏於上新統太康組之下,北窄南寬。南部白城—大安一帶,東西寬約200km,北部嫩江沿岸寬僅30~40km。含水層上部岩性多為細中砂岩,下部多為砂礫岩,呈下粗上細的沉積韻律。含水層厚度東西兩側10~30m,盆地中部厚30~60m。頂板埋深60~180m。含水層蓄水條件較好,補給條件欠佳,排泄比較困難。

5)新近系始新統—漸新統依安組承壓含水層:分布於松嫩低平原北部的訥河、齊齊哈爾、大慶的三角地帶,是一封閉承壓水盆地。含水層岩性以中細砂岩為主,中部粗,向周邊變細,其上下均為泥岩隔水層。盆地中部頂板埋深120~180m,承壓水位埋深一般5~25m,局部可自流。承壓水富集條件好,排泄條件差。

6)白堊系孔隙裂隙含水層:分布在高平原區,分為明水組和四方山組,含水層岩性為泥岩夾多層粉、細砂岩,埋藏深度較大,在肇東—大慶—長垣一帶,埋藏較淺,含水層厚度較大,為30~50m,含水層富水性較好,單井出水量較大。

(2)西遼河平原

西遼河平原是以潛水為主的平原,含水層由厚砂層組成。大致以通遼市為界,東部新近系沉積厚30~50m,第四系沉積厚60~70m,西部第四系沉積厚150~200m,為單一的砂層或砂礫石層。從西部大興安嶺山前平原,向平原中部,含水層由單一結構的巨厚砂礫石層變為多層薄層粉細砂層。第四系鬆散岩類含水層上部由全新統、上更新統顧鄉屯組、排頭營子組的中細砂、粉砂、細砂和泥質細砂組成;中部由中更新統大青溝組沖洪積、沖湖積的粗砂、中砂、細砂和淤泥質粉砂組成;下部則由中更新統白土山組冰水、冰磧的礫石、砂礫石、泥質砂礫石和粗砂、中細砂等組成。含水層具有統一的補給來源,又有共同的儲水條件和相同的徑流排泄途徑,從而形成了一個具有統一自由水面的、相互勾通的、大厚度的第四系鬆散岩類孔隙含水體。

1)第四系潛水含水層

岩性總體變化規律:在水平方向上,從山前向平原,自上游向下游顆粒由粗變細,由砂礫石→中粗砂、中細砂→細砂、粉砂,並且粘土夾層增多,厚度增大。地下水徑流條件由通暢變為滯緩,水質由好變差。在下部含水層形成孔隙承壓水;在垂直方向上,具有下粗上細韻變規律(圖2-16)。

西部單一結構的含水層,自下至上主要由中更新統下部的白土山組卵礫石和砂礫石、大青溝組中粗砂至粉細砂、上更新統排頭營子組細粉砂、細中砂、礫石、含礫中砂夾粉細砂、含礫中粗砂及全新統粉細砂、細砂、中細砂組成。教來河至養畜牧河北岸段,含水層以中更新統上部大青溝組為主體,其次為全新統下部,含水層岩性主要為粉細砂、細砂、中細砂、中粗砂等。

東部自北向南含水層結構由復雜變為較單一,含水層顆粒由細變粗。在哈斯敖希爾以北,含水層結構較為復雜,其間有2~6層粘性土分布,含水層主要由中更新統大青溝組組成,其次為上更新統顧鄉屯組及全新統下部,中更新統下部白土山組僅斷續分布,岩性主要為粉砂、細粉砂、泥質粉砂等;而哈斯敖希爾以南,含水層結構變得單一,其間少有或無粘性土分布。含水層以中更新統大青溝組為主體,其次為上更新統顧鄉屯組及全新統下部,含水層岩性主要為粉細砂、細砂、中細砂等。

圖2-16 西遼河主流區水文地質剖面圖

(據李志等,2009)

最大含水層厚度分布在平原沉積中心的開魯縣與科爾沁區交界處,揭露最大含水層厚度為196.8m,以此為中心含水層厚度向四周逐漸變薄。向北至舍伯吐、朱日河牧場一帶為80~100m,至扎魯特旗魯北鎮一帶為20m左右;向東至科爾沁區一帶變為120~150m,至大林一帶為80m左右,至科左中旗寶康鎮一帶為20~40m;向南至科左後旗朝魯吐一帶為100~120m,至養畜牧河河谷一帶為50~80m;沿西遼河、西拉木倫河河谷向西至開魯鎮一帶為160m左右,至翁牛特旗海拉蘇鎮一帶為100~120m。

隨著從山前向平原中部顆粒由粗變細,厚度由薄變厚,含水層的富水性逐漸增強。平原中部的白音他拉—八仙筒—開魯—東風一帶,富水性極強,單位涌水量大於30m3/h·,以該富水性極強區向平原邊緣方向,富水性逐漸減弱,由該帶附近的單位涌水量10~30m3/h·m減小到平原的邊緣地帶的5~10m3/h·m,至東部及東南部、大興安嶺山前坡洪積扇裙,響水河上游及孟克河的下游等地,單位涌水量為1~5m3/h·m,北部的大興安嶺山前台地及南部的黃土丘陵區。單位涌水量小於1m3/h·m。

西遼河平原地下水化學類型多為HCO3·Ca、HCO3-CaNa型,僅在地勢較低,水位埋深較小的地段,因蒸發濃縮作用的影響,水化學類型變為HCO3·Na、Ca、HCO3·Na、Ca、Mg型,溶解性總固體均小於1g/L,水質良好。

2)第四系孔隙承壓水含水層

主要分布於平原中部及偏北地區,南起科爾沁區唐家窩堡鄉,西起開魯縣開魯鎮,東至雙遼市及科爾沁左翼中旗保康鎮以西,北至吉林省瞻榆及東升—新安一帶,通過松遼分水嶺與松遼盆地含水層相連,在此范圍以外為潛水和承壓水統一含水體,含水層由中更新統大青溝組及下部白土山組組成。承壓含水層主要岩性為砂礫卵石、中粗砂及中細砂;砂礫卵石以礫石為主,礫石佔40%~60%,礫徑一般0.5~3cm,在接近上游的開魯地區,以卵礫石為主,礫徑多為5~15cm,礫石大小混雜,磨圓較差,部分地區含粘土及粘土透鏡體,由西向東粘土含量及夾層增多。含水層厚度在南部和西部一般為40~80m,向北及向東漸變薄,瞻榆鎮含水層厚為27m,向東一般為5~15m,接近保康和雙遼地區,由於上覆隔水層尖滅,承壓水轉化為潛水。含水層埋深南部及西部為100~140m,瞻榆一帶3.40~7.92m。富水性可劃分為富水性強—極強,單位涌水量10~30m3/h·m及以上,分布在科爾沁區孔家窩堡鄉以西的廣大地區,在瞻榆一帶零星分布。富水性中等,單位涌水量5~103/h·m。主要分布在科爾沁區北部花吐古拉以北及以東地區,白土山組相變為泥質砂礫石,承壓含水層為大青溝組中細砂層,富水性逐漸變差,烏力吉木仁河三級地下水系統中東部,也有少量分布。富水性弱,單位涌水量1~53/h·m,分布面積較大,主要分布在烏力吉木仁河三級地下水子系統北部邊界及接近保康、雙遼承壓含水層變薄,顆粒變細的地區。

靠近松遼分水嶺附近白土山組孔隙承壓水,含水層為冰水砂礫石層,含泥質成分較多,含水層厚度11.30~20.77m,含水層埋深34~42m。富水性弱,單位涌水量1~53/h·m。僅在太平川附近富水性中等,單位涌水量5~103/h·m,含水層具有承壓性,水位埋深一般1.5~5m,局部沙坨地段,埋深較大,為5~10m。

(3)下遼河平原

下遼河平原東、北、西三面臨山,南面臨海,由北東向南西以0.5‰~0.02~0.03‰的坡降逐漸降低;地表高程由北部的200m和東西兩側的50m,降低到中部地區的10m,在南部沿海地區地表高程均為1.5~3.0m。

山前平原第四系含水層:分布於下遼河的山前傾斜平原,由遼河、渾河、太子河、海城河、東沙河、羊腸河、黑魚溝河和大小凌河沖洪積扇組成。含水層為上更新統、全新統沖洪積相中粗砂、砂礫石、礫卵石層。

上部為亞砂土、亞粘土覆蓋,厚度5~15m:盆地後緣含水層厚度l0~30m,至盆地中部可達40~60m,太子河沖積扇最厚達80m;厚度較小的小型扇地後緣軸部,富水性極強,單井涌水量5000~10000m3/d,外圍多為3000~50003/d。

下部為中、下更新統含水層,為卵礫石夾粘性土,厚度5~15m。在沖洪積扇前緣地帶厚度為80~120m,單井涌水量3000~5000m3/d,為承壓含水層,局部地區自流。如大小凌河沖積扇前緣,水頭高出地面1~3m。水質良好,為重碳酸鹽型淡水。

中部平原第四系含水層:分布於遼中、台安地區,為河流沖積平原。含水岩組總厚度100~250m,自東西兩側向中央,自北東向南西方向厚度遞增。含水層粒度由北東向南西由粗變細,由含礫中粗砂變為中細砂。在垂直方向,上細下粗,以中更新統頂部的亞粘土為區域隔水層,厚1~10m,埋深60~120m,將含水組分為上下兩層,上部為潛水含水岩組,以上更新統沖積細砂、中細砂、中粗砂為主,含水層厚50~80m,表層覆蓋厚2~8m的亞砂土、粉砂或亞粘土,水位埋深0.5~3m,單井涌水量2000~3000m3/d;下部為承壓含水岩組,為中、下更新統中細砂、含礫中粗砂及混土砂礫石層,夾含礫亞粘土,厚50~110m,單井涌水量1000~2000m3/d。

濱海平原第四系含水層:分布於濱海三角洲平原的盤山、大窪、營口一帶。含水岩組總厚度250~400m。含水層為灰色、灰白色粉細砂,厚20~60m,夾多層亞粘土、亞砂土,交互成層,下部為細砂、中細砂混礫,夾亞粘土層,含水層總厚度200~300m,為全鹹水含水岩組,礦化度10~30g/L。其水化學類型為氯化鈉型水,局部為鹽鹵水。

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