华北平原地下水可持续利用调查评价(天津)成果报告-上册【共两册】

华北平原地下水可持续利用调查评价(天津)成果报告上册【共两册】中国地质调查局地质调查工作项目工作项目编码：200310400003华北平原地下水可持续利用调查评价(天津)成果报告天津市地质调查研究院二〇〇七年六月

华北平原地下水可持续利用调查评价（天津）成果报告工作项目名称：华北平原地下水可持续利用调查评价（天津）工作项目编码：200310400003任务书编号：水[2003]001-03、水[2004]002-03、水[2005]002-03所属计划项目：华北平原地下水资源可持续利用调查评价实施单位：中国地质科学院水文地质环境地质研究所承担单位：天津市地质调查研究院项目负责：王亚斌报告编写：王亚斌张海涛郭淑娟孟利山李桂玲王家兵刘雪松张程单位法人：崔小东单位总工：王家兵项目起止时间：2003年1月～2005年10月报告提交日期：2007年6月-PAGEVIII--PAGEVII-目录TOC\o"1-4"\h\z\u绪论 1第一节项目由来与目标任务 1第二节工作区以往研究程度 21查明水文地质条件阶段 22地下水资源评价阶段 23地下水资源合理开发利用与保护科学管理研究阶段 3第三节工作方法与完成工作量 3第四节工作质量评述 41地下水开采量调查 42水文地球化学特征及地下水环境同位素特征调查 43地下水水位统测 44地下水位动态监测 45地层结构调查 46抽水试验 47应急供水水源地调查 4第五节取得的主要成果及其创新点 51取得的主要成果 52主要创新点 5第六节参加工作单位、人员及报告分工 6第一章区域背景 7第一节社会经济概况 7第二节地理位置与地形地貌 7第三节气象及水文特征 81气象 82水文 9第四节地质背景 101构造体系 102地层概况 103第四纪地质 103.1平原北部第四系 103.2平原南部第四系 123.3古河道、古海侵、古湖泊洼地的分布 12第二章地下水系统空间结构 15第一节地下水系统划分 151划分原则与依据 152地下水系统分布（平面分布图） 153地下水系统水文地质特征（结构图） 15第二节地下水系统空间结构 211划分原则 212含水层组分布及结构特征 212.1浅层淡水及咸水体分布 212.2第Ｉ含水组的水文地质特征 213深层地下水 243.1第Ⅱ含水组承压水 243.2第Ⅲ含水组承压水 26第三节水文地质参数系列 261降水入渗系数(α) 262渠系渗漏补给系数(m) 303田间灌溉入渗系数（β） 314潜水蒸发系数(C) 335含水层导水系数（T）及释水系数（μe） 346越流模数 367重水给水度（μd） 36第三章地下水动力场演变 38第一节地下水自然循环演化特征 38第二节人类活动影响下地下水补给变化特征 38第三节大规模开采条件下地下水流场变异特征 391第Ⅰ含水组和咸水亚组 391.1第Ⅰ含水组地下水流场演化 391.2第Ⅰ含水组水位动态特征 412第Ⅱ含水组地下水 442.1第Ⅱ含水组地下水流场演化 442.2第Ⅱ含水组水位下降漏斗 482.3第Ⅱ含水组水位动态特征 513第Ⅲ含水组地下水 543.1第Ⅲ含水组地下水流场演化 543.2第Ⅲ含水组水位下降漏斗 573.3第Ⅲ含水组水位动态特征 584第Ⅳ含水组 604.1第Ⅳ含水组地下水流场演化 604.2第Ⅳ含水组水位下降漏斗 614.3第Ⅳ含水组水位动态特征 61第四章地下水化学场演变 69第一节地下水水化学特征 691第Ⅰ含水组地下水水化学特征 692深层地下水化学特征及其变化规律 692.1第Ⅱ含水组地下水水化学特征及其变化规律 692.2第Ⅲ含水组水化学特征及其变化规律 712.3第Ⅳ含水组水化学特征及其变化规律 72第二节微咸水、咸水分布 731咸水水化学水平分布特征 751.1浅部咸水 751.2深部咸水 762咸水水化学垂向分布特征 762.1浅部咸水 762.2深部咸水 762.3咸水体的成因分析 77第三节地下水化学场演变特征 811地下水水化学分布特征 812抽水条件下地下咸水水化学的变化 843地下水水质的多年变化趋势分析 853.1水化学类型的平面变化 853.2北部咸淡水界线的变化分析 863.3地下水水质的多年动态特征 87第五章地下水可利用性和更新性 95第一节深浅层地下水的同位素特征 951天津平原地下水同位素取样情况及分析质量评述 951.1取样过程 951.2样品的采集方法及测试过程 952氢氧同位素的分布 962.1δD和δ18O相互关系分析 972.2氢氧稳定同位素的平面分布 972.3地下水中氚同位素分布特征 1033地下水中碳同位素分布特征 106第二节浅层地下水的更新速率及恢复能力 1081利用氚来计算浅层地下水的平均更新速率 1082均衡计算结果反映的浅层地下水的恢复能力 110第三节深层承压水形成及可利用性 1111深层地下水的资源组成 1112地下水分层水位动态反应的深层地下水的补给特征 1123深层地下水反漏斗的存在反应的补给特征 113第六章地下水信息系统 114第一节基本情况 1141基本情况 1142目标任务 1143引用标准 1144提交成果 114第二节工作方法及流程 1151工作环境 1152原始资料概况 1153工作方法及流程 1163.1空间数据库逻辑模型 1163.2水资源空间数据库结构 1163.3数据分类代码 1183.4空间数据库集成机理 1184完成的实物工作量 1185质量监控 118第三节数据质量 1201数字化图形质量 1202属性卡片质量 1203属性数据库质量 1204空间数据库质量 120第四节地下水空间信息系统 1211系统概述 1212地下水资源调查数据录入系统的应用 1213地下水资源调查信息应用系统的应用 1223.1水文地质钻孔浏览 1223.2生成水文地质柱状表单 1223.3生成钻孔剖面图 123第五节补充说明 123第七章地下水开发利用及其环境效应 124第一节地下水开发利用历史与现状 1241 开发利用历史 1242开发利用现状 128第二节微咸水、咸水的开发与利用方式 1311地下微咸水、咸水开发利用现状 1312地下微咸水、咸水的开采利用方式 132第三节地下水开发利用环境问题 1341地下水水位大幅下降 1342地面沉降 1342.1地面沉降的发展历史 1342.2地面沉降的平面展布 1352.3地面沉降的原因分析 1412.4地面沉降的灾情 1442.5控制治理地面沉降的措施 1443地下水质污染及咸水入侵 1443.1地下水污染现状 1443.2地下淡水咸化的原因 1453.3地下淡水咸化的对策 1464生态环境退化，面临盐渍化、沙化、污染残留威胁 1464.1污灌区农业生态环境污染严重，危及人体健康 1464.2土地砂化、土壤盐渍化 1474.3湿地锐减，生态功能降低 147第四节地下水环境阈值 1471地面沉降控制目标 1482第Ⅱ、Ⅲ含水层组地下水控制水位 148第八章地下水资源评价 151第一节地下水资源评价原则与方法 1511全淡水区松散岩类孔隙地下水资源计算模型的确定 1511.1水文地质模型概化 1511.2资源计算数学模型 1522有咸水分布区松散岩类孔隙地下水资源计算模型的确定 1522.1浅层地下水资源计算模型的确定 1522.2深层地下水资源计算模型的确定 1523计算分区的确定 1534水文地质参数的分析确定 156第二节地下水均衡分析 1571天津市有咸水分布区深层地下水（淡水）资源计算 1571.1深层地下水侧向补给量 1571.2粘性土挤压释水补给量 1581.3有咸水分布区深层地下水弹性释水量补给量 1601.4含水组间越流补给量 1621.5有咸水区深层地下水补排量均衡表 1622全淡水区及有咸分布区浅层地下水资源计算 1652.1降水入渗补给量 1652.2渠系渗漏补给量 1652.3渠灌田间入渗补给量 1652.4井灌回归补给量 1652.5潜水蒸发量 1652.6侧向补给、排泄量 1652.7工作区天津市全淡水区及有咸水分布区浅层水补排量均衡表 165第三节地下水资源及其分布 1741地下水天然资源及其分布 1742地下水开采资源及其分布 1753地下水储存资源及其分布 177第四节地下水质量评价 1781地下水综合质量评价 1782饮用水水质评价 1803工业用水评价 1823.1成垢作用 1833.2起泡作用 1833.3腐蚀作用 1834农业用水水质评价 188第九章地下水功能评价 189第一节地下水功能评价的意义与理论方法 1891地下水功能评价的基本理念 1892地下水功能评价的意义 1893地下水功能评价的理论方法 1893.1权重确定方法及判断矩阵的建立 1893.2综合评价 190第二节评价体系及主要影响因素分析 1911评价体系的组成及层次关系 1912主要影响因素及其区位特征 1913要素指标与主要影响因素之间关联性分析 1923.1地下水资源占有性 1923.2地下水的再生性 1923.3地下水的调节性 1923.4地下水资源的可用性 1923.5景观环境维持性 1923.6水环境关联性 1933.7植被环境维持性 1933.8土地环境关联性 1933.9地质环境稳定性 1933.10地下水系统衰变性 193第三节数据准备及软件运行 1941确定评价目标及划分基本单元 1942判断矩阵的建立 1943地下水功能评价指标计算输入文件 1974GFS程序的运行 198第四节地下水功能评价与区划 1981属性层综合评价 1981.1资源功能属性层 1991.2生态功能属性层 2031.3地质环境功能属性层 2072功能层综合评价 2093系统层综合评价 2124地下水功能区划 214第十章地下水可持续开发利用战略 218第一节地下水资源利用潜力评价 218第二节可供水量分析 220第三节未来水资源求量分析 2201农业需水预测 2202城市需水预测 2212.1工业需水预测 2212.2.城镇生活需水预测 2212.3河湖生态环境需水预测 2222.4商品菜田生产需水量预测 222第四节未来供需平衡分析与缺水预测 222第十一章主要城市地下水应急供水论证 223第一节主要城市地下水应急供水水源地确定 2231地下水应急供水概念及含义 2231.1地下水应急供水水源的选取原则 2231.2主要城市地下水应急供水水源地的选取 223第二节城市地下水应急供水水源评价 2261城市供水现状分析 2262城市地下水应急供水水源及储量评估 2263城市地下水应急供水水源恢复能力评价 2284城市地下水应急供水的地质环境问题分析 228第十二章南水北调实施后地下水的合理开发利用 229第一节南水北调中线工程布置和供水方案 229第二节地下水优化开采方案 229第十三章地下水资源可持续开发利用对策 235第一节节水潜力分析 2351工业节水措施 2352农业节水措施 2353生活节水措施 236第二节选择合适的开采方式利用薄层淡水及微咸水、咸水 2361薄层淡水的利用 2362微咸水及咸水利用 2362.1农田灌溉 2362.2工业用水 2362.3农村生活用水 2362.4城镇生活、环卫、生态用水 2372.5养殖业 237第三节地下水涵养与保护 2371天津市地下水开采中存在的几个问题 2372充分合理的开采地下水 2383地下水水环境的保护措施 238结论和建议 239第一节 结论 239第二节 建议 241主要参考文献 242HYPERLINK摘要HYPERLINK 243

附图目录顺序号图号图名比例尺11实际材料图1：25000022天津市平原区地下水水文地质剖面图水平1：250000垂直1：3000331：25000044天津市平原区第四系地下水资源及潜力分布图1：25000055天津市平原区地下水可持续开发利用建议图1：250000-PAGE16--PAGE17-绪论第一节项目由来与目标任务1999年10月至2002年承担的中国地质调查局地调项目《华北平原1：25万天津幅地下水潜力调查（试点）》及《华北平原（天津部分）地下水资源调查评价》项目中，初步完成了以下工作：1.建立天津平原第四系地质结构模型。2.建立天津平原第四系水文地质模型。3.评价天津平原可持续开发利用地下水资源潜力，提供地下水资源合理开发利用规划依据。4.完成了天津平原地下水资源空间数据库。为了进一步研究华北平原地下水可持续利用的战略方案，为华北平原社会经济可持续发展提供科学依据，2003年3月20日中国地质调查局下达了新的项目《华北平原地下水可持续利用调查评价（天津）》，工作项目编码为200310400003，任务书编号为水[2003]001-03，工作单位为天津市地质调查研究院。所属实施项目为《全国地下水资源及其环境问题调查评价(一期)》，实施单位为中国地质科学院水文地质环境地质研究所；工作性质为资源评价；工作起止年限为2003-2005年。《华北平原地下水可持续利用调查评价》总体目标任务是：开展华北平原地下水系统空间结构及其分布、水文地质参数系列的深入调查研究；进一步查明地下水形成与演化规律，完善地下水循环演化模式；继续完善华北平原地下水资源与环境问题空间数据库；参与建立华北平原地下水系统数值模型，评价华北平原地下水资源、调蓄能力及生态与环境功能；结合南水北调工程，提出华北平原地下水可持续利用的战略方案，为华北平原社会经济可持续发展提供科学依据。天津地质调查研究院承担工作内容:2003年工作任务（任务书编号：水[2003]001-03）：参加总体设计编写及综合研究，并按照综合组的统一要求参加以下工作：1、地下水系统空间结构及分布的调查分析，进一步完善地下水系统的划分，建立水文地质概念模型；深入调查研究水文地质参数系列；继续开展开采现状、区域地下水位水质变化及与地下水有关的环境地质问题调查，研究地下水时空演化特征。2、以石家庄—衡水—沧州—天津—塘沽为重点，通过同位素、物探等调查方法，查明天津段第四纪地层及地下水系统结构，深入研究地下水循环演化规律；调查研究咸淡水界面运移特征，评价微咸水、半咸水利用潜力，调查研究弱透水层压缩释水和越流补给机制，研究深层地下水资源组成与可更新性。3、地下水数值模拟研究。4、继续完善地下水资源与环境问题空间数据库。2004年工作任务（任务书编号：水[2004]002-03）：1、参加总体设计的编写及综合研究，并按照综合组的统一要求开展工作。2、继续开展水文地质参数系列和边界条件调查研究。3、开展华北平原（天津）地下水资源功能、环境与生态功能评价工作。4、继续参与建立华北平原地下水系统数值模型及水文地质结构三维可视化模型。5、初步查清区域地下水水质变化，完成华北平原（天津）地下水补排条件变化特征调查；分析论证天津市地下水应急供水水源。6、开展华北平原（天津）咸水利用潜力的调查评价。7、进一步开展石家庄—衡水—沧州—天津—塘沽典型剖面调查研究，初步查清地下水循环演化规律及深层地下水可更新性。调查研究咸淡水界面运移特征及越流过程中地下水水质变化。8、继续完善地下水资源与环境问题空间数据库。2005年工作任务（任务书编号：水[2005]002-03）：1、参加总体设计编写及综合研究，并按照综合组的统一要求开展工作；2、完成第四纪地质结构和水文地质结构、地下水补排条件变化特征调查研究；3、完成石家庄—衡水—沧州—天津—塘沽、北京山前－廊坊—天津－塘沽和黄河口－新乡－濮阳－沧州－天津－塘沽典型剖面（天津部分）综合研究，分析研究地下水循环演化规律以及深层地下水可更新性、地下水补给、咸淡水界面运移、弱透水层压缩释水和越流补给机制等关键性问题；4、完成微咸水开发利用方式和资源潜力调查评价；5、根据本项目取得的新资料和进展，完成水文地质参数系列调整和地下水资源量修正；完成地下水资源功能、环境与生态功能评价工作；6、论证南水北调中线工程对地下水环境的影响；提出地下水可持续利用的战略方案；7、参与完成华北平原三维地质结构和水文地质结构可视化模型、三维地下水数值模拟模型的建设；8、完成地下水资源及其环境问题空间数据库的建设。调查研究的范围为天津市平原区50m等高线以南的所有地区，总面积10762.52km2。调查的主要层位包括平原区第四系含水层组、与第四系地层有水力联系的隐伏岩溶地下水，在有咸水分布区地下水开发利用程度相对较高的地区延深到新近系明化镇组（上段）。第二节工作区以往研究程度天津市是水文地质勘查程度较市较高的地区之一。自上世纪60年代至今，水文地质工作大致可以划分三个阶段，即查明水文地质条件阶段，地下水资源评价阶段，地下水合理开发利用阶段与环境保护研究阶段。1查明水文地质条件阶段上世纪60年代到80年代中期是天津平原区查明水文地质条件阶段。曾先后有地矿部九０四队、河北水文队、天津地矿局等单位在天津北部山区和山前部分按1:20万精度进行了综合水文地质测绘；在蓟县、宝坻、武清、宁河、静海进行过不同比例尺的农田供水水文地质勘探；天津市区400km2范围内进行过以城市供水为目的的供水勘察。七十年代中期以来天津地矿局在宝坻东部、宁河北部、蓟县山前对隐伏岩溶进行了供水水文地质勘查。初步了解了区域地下水类型、含水层及其富水性与水质分布特征等水文地质条件，初步查明了主要城市的水文地质条件，为较合理地确定地下水开采层位提供了依据。1984年完成的《天津市1:10万水文地质普查报告》是天津市水文地质研究上最重要的一个综合性水文地质调查报告，该报告成果为近二十年来天津市水文地质的研究奠定的一个良好的基础平台。该报告在全面研究水文地质条件和水文地质参数的基础上，第一次对天津市浅层地下水资源量进行了计算评价，对第Ⅱ含水组越流量也进行了简单的计算。并在参考前人对山区及隐伏岩溶资源量研究成果的基础上，给出了全市范围内地下水资源量状况。2地下水资源评价阶段上世纪80年代中期至90年代中期是天津市地下水资源评价阶段。经过20多年对地下水的不断开采，天津平原区地下水位下降，产生了若干水位下降漏斗，以《黄淮海平原水文地质综合评价》科研项目为代表，确定了水文地质系列参数，对浅层淡水资源进行了系统计算与综合评价，提出了合理开发利用方案，为地下水开采提供了可靠的依据；同时，查明了咸水成因与分布规律，并结合试验成果，提出了咸水改造利用方案等。1989年完成的《天津市地下水资源评价》是“七五”国家重点科技攻关项目第57项“华北地区地下水资源评价”的分项目。由天津市地质调查研究队和天津市打井办公室协完成。该项目在以往历次工作的基础上，重点对全市浅层地下水资源进行了系统的计算与评价，在全市性地下水资源计算中，按不同水质提出了各区县地下水资源量，并被广泛采用。该研究成果主要的不足在于只重点研究了浅层地下水资源量，对天津市咸水分布区深层地下水的研究很少。3地下水资源合理开发利用与保护科学管理研究阶段上世纪90代中期至今为地下水资源合理开发利用与保护科学管理研究阶段。1995至2000年在天津市以县区为单位进行了1:5万～1:10万不同比例尺的地下水资源开发区划工作。2002年完成的《天津市水文地质图集（图系）》在全面总结已有成果的基础上，详细的给出了全天津市内山区与平原区，深浅层地下水及隐伏岩溶地下水，不同矿化度分区内及各区县的地下水资源量。2000年以来，开展的国土资源大调查水文地质项目主要有《华北平原（天津部分）地下水资源调查评价》、《华北平原地下水可持续利用调查评价(天津)》，研究的主要任务在地下水资源的可持续利用方案研究。第三节工作方法与完成工作量《华北平原地下水可持续利用调查研究（天津）》采用的工作方法主要有补充水文地质调查、地下水水位统测、地下水水位动态监测、开采量调查、水文地质试验（抽水试验、降水入渗试验、灌溉入渗试验）、岩矿分析（全分析水样、同位素）等。设计工作量与实际完成工作量见下表。表0.1设计工作量与实际完成工作量工作项目工作内容单位设计总工作量2003年度设计工作量2004年度设计工作量2005年度设计工作量总工作量完成情况补充水文地质调查地下水系统空间结构及分布等。km2110002500控制500040002000完成11000地下水水位统测点次1350450450450完成1350地下水水位动态监测点次/井84001800/503600/503000/50完成8400开采量调查次5500完成5水文地质试验抽水试验台班/处320/9160/5160/40完成320/9降水入渗试验点次/处720/40720/40完成720/4灌溉入渗试验台班/处40/2040/20完成40/2岩矿分析全分析水样件130406030完成130同位素组3010515完成30地质调查信息化建设钻孔个1005950完成100综合地质点点24959955001000完成2495第四节工作质量评述1地下水开采量调查地下水开采量调查以“县、区”为单位，在全面搜集、整理天津市各县区水利系统、建设系统现状及多年开采量统计数据的基础上，对五个地段的开采量进行了单井调查统计，以验证收集资料的准确性。通过以上工作，查明了天津市地下水的开采历史和现状，成果数据质量可靠、内容全面，为分析地下水流场演化规律、研究环境地质问题的发展历史、进行地下水资源评价提供了基础资料。2水文地球化学特征及地下水环境同位素特征调查采样工作是在充分收集、分析已有水质分析资料、同位素成果资料及综合研究成果的基础上开展的，根据已有成果资料及本次工作的目的，合理的安排采样地点及层样，保证了样品的代表性和针对性。采样程序严格的按照相关规程执行，选择具有国家质量认证资质的单位测试进行水质及同位素分析，保证了成果数据的可靠性和准确性。按设计要求采集水质全分析水样130件，氢氧同位素水样30件，测试氘、氚和氧-18，保证了各方面研究的需求。3地下水水位统测本次工作按项目工作设计，分别于2003年12月、2004年6月、2005年6月进行了地下水位统测工作，共测水位1350点次，平均达4.1点次/100km2。布点时注意具有地下水可持续开采层位、地下水位下降漏斗的中心位置、地下水上下层水力联系的控制与经济发展较快地区和地面沉降发生地区适当加密。该工作控制住了不同地下水类型不同埋深地下水流场特征、不同的地下水系统之间的水力联系，质量达到了要求。4地下水位动态监测地下水位监测共布50孔。监测频率一般为每5天1次，6次/月。观测时间为2003年7月至2005年10月。反映了地下水水位动态特征，为正确分析水文地质条件和地下水资源评价提供了资料。质量每季度进行一次查点检查，保证了资料的准确性和可靠性。5地层结构调查本次调查详细收集了以往勘查的地质、水文地质钻孔地层柱状180个（含钻孔物探测井曲线解译地层柱状），一般钻孔深60-420m，累计深度达24000余米。分布较均匀，平均每百平方千米近1.9个。此外对钻孔较少的滨海地区，又搜集了测井曲线20个，并进行了地层分析，达到了设计的要求。6抽水试验为了取得和修正水文地质参数（K、T、μ、S等）系列，验证已有水文地质参数的可靠性，选择有代表性地段完成非稳定流抽水试验9处。抽水试验严格按设计的技术要求进行，保证了试验结果的可靠性。收集抽水试验资料210层次，平均1.89层次/100km2，且分布较均匀。7应急供水水源地调查重点调查了宝坻水源地、宝坻西北部水源地、黄港洼水源地及黄庄洼水源地的开采方式（集中程度）开采层位、开采深度、开采量动态、水位动态、水质动态等资料。通过以上调查，基本了解了天津市有应急供水潜力的水源地区的开采现状及水位动态特征。第五节取得的主要成果及其创新点1取得的主要成果本项目取得的主要成果包括以下13个方面。(1)在野外调查及区域已有参数系列收集整理的基础上，系统的建立了天津平原区深浅层地下水的水文地质参数系列。(2)初步查明了天津平原区水文地质结构特和水文地质边界条件。(3)划分了天津市平原区地下水系统。(4)查明了研究区地下水补迳排条件变化特征和地下水降落漏斗的分布范围、演化规律及变化趋势。(5)初步查明了本区区域地下水水质特征和变化规律，研究了咸淡水界面运移特征，进行了地下水水质评价。(6)调查研究了区内主要环境地质问题，尤其是地面沉降，对地面沉降的影响因素进行了研究分析。(7)研究了浅层地下水可更新性及深层地下水可利用性，提高了对区内地下水的循环演化的认识程度。(8)完成了微咸水开发利用方式和资源潜力的调查评价。对区内地下水资源状况和开发利用前景有了进一步认识。(9)完成了区内深浅层地下水各均衡要求的计算及地下水资源量的评价。(10)通过应急水源地的调查研究提出了天津应急供水的新的方向，对保证天津市供水安全具有积极意义。(11)对区内的地下水资源功能、环境与生态功能进行了评价与分区。(12)在地下水潜力评价、功能评价及南水北调供水方案研究的基础上，制定了天津市平原区地下水的合理开采方案。(13)完成了天津地区地下水资源及环境问题空间数据库。2主要创新点(1)平原区深层地下水属性认识平原区深层地下水具有一定的补给能力。同一地段，一定深度范围内的含水砂层，水平方向上成带，空间上成网，深层与中深层地下水具有水力联系。(2)开采第四系深层地下水资源对地面沉降的影响平原区开采地下水引起的环境地质问题主要是地面沉降。目前，天津市区西部、西青区、海河下游、滨海汉沽附近地面沉降速率仍然较大，是控制地面沉降的重点地段。开采地下水产生地面沉降的过程通过地下水水位的埋深、多年稳定性和短期稳定性多个方面表现出来。(3)对第四系深层地下水开采资源的认识平原区深层地下水资源具有一定的开采潜力。天津平原区松散岩类深层地下水虽然开采强度较大，但主要集中在市区和滨海地区。北部地下水循环条件较好的农业区（如宝坻区东部、宁河县北部、武清区北部等）第四系含地下水较丰富，开采强度不大，尚具有一定的开采潜力。另外，北部奥陶系碳酸盐岩岩溶地下水虽然分布面积不大，开采量接近原勘查评价开采资源量，从动态观测资料分析，也仍然可扩大开采。有咸水分布区深层地下淡水开采量组成主要是上覆咸水的越流补给和粘性土压缩释水，其中，前者比重更大。(4)采用同位素技术，系统全面的研究了天津平原区深浅层地下水的补给特征。(5)首次采用层次分析的方法，对天津市平原区地下水的资源功能、地质环境功能及生态功能进行了综合评价。(6)结合南水北调工作，研究了天津市地下水的开采方案，并系统的研究了天津市城市应急供水水源状况。第六节参加工作单位、人员及报告分工本项目由天津市地质调查研究院独立承担，主要参加人员及报告分工如下：表0.2人员组成与报告分工一览表序号姓名性别职称报告分工1王亚斌男高工绪论，第一章第四节以外部分，第二章，第四章，第五章第二节以外部分，第七章第四节以外部分，第九章，第十章第二至四节，第十一章，第十三章，结论和建议2张海涛男助工第三章，第五章第二节，第八章第四节以外部分，第十章第一节，第十二章第一节3郭淑娟女技术员第六章，第二、三、四、五、七、九章部分插图、插表4孟利山男工程师第三章部分插图5李桂玲女高工第四章第一节、第八章第四节6王家兵男正高工第七章第四节、第十二章第二节7刘雪松男高工第一章第四节8张程男第二、三、四、五、七、九章部分插图及插表第一章区域背景第一节社会经济概况天津是中国北方最大的沿海开放城市，环渤海地区的经济中心。现辖15个区、3个县。市辖区有和平区、河东区、河西区、南开区、河北区、红桥区、塘沽区、汉沽区、大港区、东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区、宝坻区；市辖县有宁河县、静海县、蓟县。2003年天津市常住人口1011.30万人，户籍人口926.00万人，其中农业人口549.74万人，非农业人口376.26万人。2003年天津市国内生产总值2386.94亿元(当年值)，比2002年增长14.5%,规划到2010年增加到3350亿元。2003年第一、二、三产业的比值为3.7:50.8:45.5，到2010年调整为2：43：55。第一产业以城郊型、外向型为发展方向，积极发展高产、优质、低耗、高效农业和生态农业，加速农业产业化进程。第二产业以结构调整为重点，加速汽车、电子、化工和冶金四个支柱产业，积极培养和发展现代通信、生物医药、计算机软件和环境工程等高新科技产业。第三产业重点是发展金融、商贸、科技、信息、交通运输、房地产及旅游服务业等。天津市现有土地面积11919.70km2，其利用现状结构见表1.1。本市水域占全市土地面积的四分之一多，对于农业灌溉和排涝起着重要的作用，由于水资源不足，养殖利用水域小于1/10，苇田占水域面积的8％。水域面积虽辽阔，但排灌调蓄能力较差，水面利用率低。本市的盐碱地主要分布于滨海三区中。天津地处海河下游，历史上留下多处风沙化土地，主要集中在永定河泛区、潮白河泛区、青龙湾河泛区、蓟运河泛区及北运河泛区。据市林业局1995年沙化土地普查：天津沙区总面积181.278公顷。未利用土地中仍有约5.3万公顷为较集中连片的平原荒草地、盐碱地，可见天津市土地资源仍比较丰富。表1.1土地资源利用情况类别数量(公顷)占全市％备注耕地489,29441．05人均耕地0．05公顷，低于全国平均水平园地36,0103．02人均园地0．004公顷，高于全国平均水平林地30,4282.55成片林地较少，且分布不均牧草地622.30．05人工草地占草地面积的99．75％居民点及工矿用地216,07418．13交通用地32,9832．77水域312,81326．24水资源不足，养殖利用水域小于十分之一未利用土地73,3456．191999年底实用耕地42.46万公顷，其中有效灌溉面积34.39万公顷，节水灌溉面积11.54万公顷，水产养殖面积3.76万公顷，旱田面积36.06万公顷。淡水资源严重缺乏导致了天津从1958年开始大面积发展污水灌溉。城市自来水约320.2万吨/天，年售水总量55966万吨。工业废水排放量15221万吨。第二节地理位置与地形地貌天津市平原区地理位置为东经116°42′05"～118°03′31"，北纬38°33′57"～40°00′07"。南北长172km，东西宽104km。东南临渤海，北依燕山山脉，西北部为我国首都北京市和河北省。区内水运、铁路、航空、公路四通八达(见图1.1)。图1.1天津市工作区交通位置图工作区从北部的山前平原到东南部的滨海平原地势平坦，自西北向东南缓慢倾斜，依次为山前洪积、冲积扇群，标高50～10m；与其相连的为冲积、湖积平原，标高10～2.5m；东南沿海为海积平原，标高1.0～2.0m，多为盐田和低湿地。第三节气象及水文特征1气象本区气候属暖温带半湿润大陆季风气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。年平均气温11～12℃。全区多年平均降水量为582mm，由山前680mm，向南递减为544mm。水面蒸发量在1000～2000mm之间。近50年来，天津市北部地区年降雨量明显减小，但中南部地区降雨减小的幅度则较小，天津市区近几年来的降雨量甚至大于北部山区(图1.2)。降雨量主要集中在6-10月份（图1.3），月份之间降雨量差别较大。2001至2004年间天津市区年均降雨量为504.34mm，6-10月份降雨量占总降雨量的82%，七月最大，占年降雨量的23%,图1.2天津市多年降水量图为119.16mm。不同月份中蒸发量的分布差别则要相对要小，2001至2004年间天津市区年均蒸发量为1662.23mm，4-10月蒸发量较大（图1.4）,五月分蒸发量最大，占年蒸发量的16%,为258.15mm。七月七月23%八月20%九月9%十月10%六月20%十一月3%三月1%二月1%四月4%一月1%五月7%十二月1%一月一月3%二月4%三月8%四月12%五月16%六月12%七月11%八月11%九月9%十月7%十一月4%十二月3%图1.3天津市区月降雨量比例图（2001-2004）图1.4天津市区月蒸发量比例图（2001-2004）2水文天津市地处海河流域。主要有两大水系：海河水系由北运河、永定河、大清河、子牙河、南运河五大支流组成，海河干流自三岔河口至塘沽河口全长72km，流域面积2066km2，设计流量800m3/s；蓟运河水系由潮白河、蓟运河、州河、还乡河、青龙湾河等支流组成，两大水系均在天津市东部入海。流经市境的以行洪为主的一级河道19条，总长1095.1km，以排涝为主的二级河道79条，总长1363.4km。其中人工河道6条，主要有永定新河、潮白新河、还乡新河、独流减河、马厂减河、子牙新河等，总长284.1km。海河流域河流水文特征主要表现为地表水迳流总量较小，平均径流模数最大4.9L/s·km2，最小只有0.9L/s·km2，并有径流变率大，河道径流量年际变化大的特点，丰枯水年最大最小年迳流量相差悬殊，可达6.5—15.7倍；受降水影响，流量年内分配不均，径流多集中在6—9月，形成夏汛期，约占全年径流量的70—80%；次大流量在3—4月的春季，形成凌汛期，枯水期一般在5—6月和10月到翌年2月，季节性河流甚至断流。地表径流受降水和下垫面的影响，地带性分布明显，多年平均径流深的分布与降水基本一致，由北向南减少，蓟县山区最大可达250mm以上，向南至宝坻以南减为75mm，在武清北部至宁河西部一带为50—70mm的低值区，市区南部在75—100mm。全市地表水径流量包括境内自产水量与各水系入境水量。根据1956—1984年系列，河流多年平均径流量28.6亿m3，保证率50%、75%、95%的径流量分别为23.30、12.78、4.95亿m3。其中自产水量9.86亿m3。入境水量18.74亿m3。天津市历史上地表水资源十分丰富，五十年代下泄入海量平均为144亿m3，六十年代为81.7亿m3，七十年代45亿m3，八十年代仅为9.7亿m3。由于上游拦蓄建库，来水量日趋减少，枯水年份，地表水资源贫乏，部分河道甚至断流，致使多次出现水资源危机，不得不数次引黄，直至兴建引滦入津工程后，天津市的城市用水的紧缺状况才得以缓解。第四节地质背景1构造体系天津地区地质构造复杂，新构造运动控制了新生代地层的沉积，对地下水的贮存、补给和排泄也起一定的控制作用。以宁河—宝坻断裂为界，北部为阴山纬向构造体系，山区受二级燕山沉降带的控制，在蓟县断裂与宁河—宝坻断裂之间形成山前平原，为东西分布的唐山隆起和新华夏体系的压扭性和张扭性断裂切割，同时还有祁吕贺兰山字型构造东翼反射弧和马兰峪山字型构造的前弧和西翼反射弧的存在。南部以新华夏构造体系为主纵贯南北，为一系列北北东向的隆起坳陷和构造断裂自西向东依次有冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷和一系列北东向断裂（图1.5）。2地层概况区内地层由老到新主要有中上元古界长城系、蓟县系、青白口系，下古生界寒武系、奥陶系，上古生界石炭系、二迭系，中生界侏罗系及新生界古近系、新近系、第四系。基岩仅在北部低山丘陵及残丘地带出露，大部分地区被第四系覆盖。中上元古界以含镁碳酸盐岩为主，夹多层碎屑岩。其中，高于庄组、雾迷山组以白云质灰岩、灰质白云岩为主。下古生界寒武系、奥陶系以厚层灰岩为主，下部夹碎屑岩。中生界侏罗系和新生界古近系、新近系为陆源碎屑岩。其中上新统明化镇组上段岩性为灰、灰绿色砂岩、含砾砂岩与杂色泥岩、粉砂质泥岩呈不等厚互层，中间夹粉细砂岩、灰质泥岩，胶结松散。3第四纪地质第四纪以来的构造活动继承了基底构造的格局，并控制了松散岩层的沉积韵律和厚度。以宝坻断裂为界分为南北两区。3.1平原北部第四系新生界第四系在平原北部厚90-330m，覆盖在中上元古界、下古生界、上生古界、中生界之上。下更新统（Qp1）仅在基底断陷盆地的青淀洼、太和洼和宝坻区西部分布，底界埋深300-330m，顶界埋深227m。主要为一套洪积、冲积物，底部岩性常为棕紫色砂砾石，厚40m左右。中更新统（Qp2）底界埋深127-228m，厚50-100m。上段为湖沼相粘土、亚粘土，夹数层冲洪积相粗砂和中细砂，含少量软体动物残壳；下段为棕灰、棕黄、杏黄色亚粘土和亚砂土，夹数层冲积细砂或粉砂，底部有4-8m灰黄色中粗砂，偶见软体动物残壳。上更新统（Qp3）底界埋深60-120m，厚60-108m，大体分为三个沉积旋回。各旋回自上而下为洪积、冲积、洼淀沼泽相沉积，岩性为褐黄、棕黄及灰色粗砂、中砂、细砂夹灰色粘土和黑灰色淤泥。全新统（Qh）底界埋深6-20m，下部为冲洪积中砂、细砂和粉砂；上部为灰色、黄灰色亚粘土和粘土。靠近南端宝坻区城附近发现半咸水有孔虫，埋深2.5-5.0m以下，是受海侵影响的例证。比例尺1：1000000图1.5天津市大地构造单元图3.2平原南部第四系下更新统（Qp1）底界埋深267-425m，厚度110-220m。在西南部为棕、棕黄、棕红色及灰绿色粘土与砂、粉砂、亚砂土不规则互层。铁锰结核普遍，钙核常见。东北部色深，以黄、灰、深灰色为主，夹有棕、灰绿色，局部见棕红、灰黑色。岩性主要亚粘土、亚砂土与砂粉砂不规则互层，钙核少见，几乎不见铁锰结核。中更新统（Qp2）底界埋深151-204m，厚90-120m。在西南部为灰、浅灰色细砂、粉砂及黄、灰、棕、灰绿色亚砂土、亚粘土，夹深灰色、黑灰色粘土，砂层较多，普遍见钙结核，铁锰结核偶见。东北部砂层较多，粘土较少，色调偏深灰、黄，以灰为主。上更新统（Qp3）底界埋深60-87m，厚42-66m。岩性黄灰、深灰、黑灰色亚粘土、亚砂土与细砂、粉砂不规则互层。西南部粘土较多，钙核常见。东北部砂层较多，粘土少，钙核少见。全新统（Qh）底界埋深15-25m。上部为黄褐色或灰黄色亚粘土、亚砂土，厚一般4-6m；中部为海相层，岩性为黄灰色、深灰色淤泥质亚粘土，厚6-10m顶部为河漫滩相与湖沼相粘土；下部为黄、浅灰色、灰白色亚粘土，厚数米。3.3古河道、古海侵、古湖泊洼地的分布（1）古河道：根据岩相古地理分析，早、中更新世该区始终存在着地理分布及规模相似的三个主要方向的河流（水系），分别自西南方向静海的陈官屯经团泊、葛沽等地，西北方向自武清的下伍旗经杨村附近、市区后沿海河方向，东北部自宝坻的八门城、宁河的七里海方向共同在塘沽汇入渤海。至晚更新世时在基本维持上述格局的基础上入海口迁至现今蓟运河口入海，同时沿马场减河一线又有新的河流发育并从塘沽入海。进入全新世后，以永定河、金钟河为界演变为南北两大河流体系，分别自塘沽和蓟运河口入海，在北部地区八门城至蓟运河口的古河道向西迁移至现今州河附近，反映该区接受来自东北部的物源已经减少，而西部及北部的冲积作用进一步加强。(2)古海侵:第四纪以来我国沿海发生过6次较大范围的海侵。按照从新到老的顺序依次编号为Ⅰ—Ⅴ分述如下：第一次海侵（Ⅰ）：全新世海侵发生在9kaB．P．以来，此次海侵北可达武清小石河一崔黄口之间。西可达武清西，大约在7—5kaB.P.海侵达到最大，是一个完整的海进一海退序列。第二次海侵（Ⅱ）：发生在晚更新世34—32kaB．P．期间，本次海侵强度有所减弱，范围上西部杨柳青附近未见本次海侵显示，时间上相对也短暂。第三次海侵（Ⅲ）：发生于晚更新世早期，110—70kaB．P．海水沿河流上溯淹没陆地，西至杨柳青，北达黑狼口附近，此次海侵作用甚强，军粮城以东甚至形成近岸浅海环境.。本次海侵在区域上分布也很广。第四次海侵（Ⅳ）：发生在中更新世晚期，150kaB．P．前后，区内许多钻孔都有显示。第五次海侵（Ⅴ）：发生在中更新世早期300kaB．P．左右，在黄港水库，杨柳青，市区迎宾馆等处均有本次海侵迹象。此次海侵形成的沉积物较薄，厚度仅1—2m。中更新世两次海侵的海相性均不强，说明海水作用不强，应是河口受海潮影响形成的沉积。（3）古湖泊洼地：该区在早更新世时分布着较多的湖泊，随着时间的推移湖泊的数量和规模都在缩小，至全新世时湖泊洼地主要萎缩至现今潮白河箭杆河所在的位置。比例尺1：1000000图1.6天津市第四系底界埋深略图比例尺1：1000000图1.7天津市海侵层分布范围示意图第二章地下水系统空间结构第一节地下水系统划分1划分原则与依据浅层地下水的形成与运动明显受水文系统的控制，是开放型地下水系统，可以直接接受大气降水、地表水、农田灌溉水等垂直入渗补给，通过潜水蒸发、人工开采、侧向径流和坑塘等排泄，与外部环境条件关系密切，易受外部环境条件的控制。深层地下水系统以半封闭型为主，不具备直接接受大气降水和地表水的入渗补给条件。天然条件下，仅有侧向径流补给，通过侧向径流或缓慢顶托越流排泄。在开采条件下，补给主要是上部含水层的越流、地层压缩释水，地下水的动力特征受浅层地下水影响。地下水系统区划遵循以下原则：(1)．浅层地下水系统属于开放型的地下水系统，深层地下水系统属于半封闭型的地下水系统。但前者水动力特征对后者产生影响，后者的资源量的主要部分来自前者。二者统一区划。(2)．区划时以地质、水文地质特征与含水介质场的结构为基础。(3)．以地下水的补给、径流、排泄和水循环特征的统一性作为地下水系统区划的依据。2地下水系统分布（平面分布图）按照上述地下水系统区划的原则和边界划分的依据，初步考虑可将工作区划为5个地下水系统区，其中包括8个地下水系统子区，4个地下水系统小区。表2.1天津市地下水平原区地下水系统区划表地下水系统地下水系统子区/小区潮白河蓟运河地下水系统(Ⅱ)潮白河蓟运河冲洪积扇系统子区(Ⅱ1)蓟运河冲洪积扇系统小区(Ⅱ1-1)潮白河冲洪积扇系统小区(Ⅱ1-2)潮白河蓟运河古河道带系统子区(Ⅱ2)蓟运河古河道带地下水系统小区(Ⅱ2-1)潮白河古河道带地下水系统小区(Ⅱ2-2)潮白河蓟运河冲积海积地下水系统子区(Ⅱ3)永定河地下水系统(Ⅲ)永定河冲洪积扇地下水系统子区(Ⅲ１)永定河古河道带地下水系统子区(Ⅲ2)子牙河地下水系统(Ⅴ)子牙河古河道带地下水系统子区(Ⅴ2)永定河大清河子牙河地下水系统(Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ)海河冲积海积地下水系统子区(Ⅲ3+Ⅳ3+Ⅴ3)漳卫河地下水系统(Ⅵ)漳卫河冲积海积地下水系统子区(Ⅵ3)3地下水系统水文地质特征（结构图）潮白河蓟运河地下水系统(Ⅱ)在天津市平原区内总面积4920.65km2,是天津市内出现的各地下水系统中相对而言补迳排较为完整的地下水系统。其南部在古河道带与永定河地下水系统以相对弱透水层为界，在冲海积区与永定河、大清河、子牙河冲海积地下水系统子区（海河干流冲海积地下水系统子区）以河间洼地相对弱透水层为界。该子系统又可分为潮白河地下水系统小区和蓟运河地下水系统小区，这两个地下水系统小区在冲洪积扇区及古河道带有较为明显的相对弱透水层界线，在冲海积区界线不明显。系统基本特征见表2.2。比例尺1：1000000图2.1天津市地下水系统区划图永定河、大清河、子牙河地下水系统（Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ）在天津市平原区内总面积4980.55km2，在天津市境内只出现以上地下水系统的部分古河道带和冲海积区，不是完整的地下水系统。大清河上游河北省境内已部分的流入了永定河，因此在天津市境内不再划出大清河地下水系统古河道子区。永定河古河道地下水系统子区与子牙河古河道地下水系统子区在浅层含水层中以地表水流域及河间带相对弱透水层为界，在深层含水层中以相对弱透水层为界。永定河、大清河、子牙河地下水系统在冲海积区相互间界线不明显，因些不再区分，统称为海河干流冲海积地下水系统子区，与古河道带地下水系统以含水层水文地质条件变差为界线。系统基本特征见表2.3。漳卫河地下水系统（Ⅵ）在天津市境内只出现漳卫河冲海积地下水系统子区的部分区，面积861.32km2。北部与海河干流冲海积地下水系统子区以含水层水文地质条件变差为界线。系统基本特征见表2.4。--PAGE22---PAGE19-表2.2潮白河蓟运河地下水系统(Ⅱ)基本特征表地下水系统分布范围面积(km2)地下水系统基本特征主要水均衡要素供水意义地下水系统小区含水层组潮白河蓟运河冲洪积扇系统子区(Ⅱ1)蓟运河冲洪积扇系统小区(Ⅱ1-1)孔隙水含水层708．65位于蓟运河古河道及古冲积扇前缘,第四系冲洪积层厚100-300m，含水层自北向南有粒度变细，厚度变薄的规律，以中部富水性最好，涌水量在1000-3000m3/d，局部大于3000m3/d，水位埋深3-8m，接受降水、河水和来自山区的侧向补给，地下水流向由北向南，为矿化度小于1g/L的HCO3—Ca·Mg水。由于厚层粘性土阻隔，一般与下伏岩溶水较少水力联系。ΔQ=Q降+Q河+Q侧-Q蒸-Q出-Q开供水意义大，是农业供水主要开采层潮白河冲洪积扇系统小区(Ⅱ1-2)孔隙水含水层827.44第四系冲洪积层厚度100-300m，含水层以中细砂为主，粒度与厚度自北向南变细变小，涌水量1000-3000m3/d，在与州河交汇地带，水量有变小的趋势。接受降水、河水和侧向迳流补给，地下水流向自北而南，与下伏岩溶水无水力联系。ΔQ=Q降+Q侧+Q河-Q蒸-Q出-Q开含水丰富是农业供水主要水源潮白河蓟运河古河道带系统子区(Ⅱ2)蓟运河古河道带地下水系统小区(Ⅱ2-1)第孔隙水含水层宁河东北部639．77处于蓟运河和还乡河冲积扇前缘，为咸水分布区，咸水底界一般小于50m，咸水之上一般有浅层淡水分布，厚5-20m，含水层为粉细砂，接受降水和河水补给，涌水量500-1000m3/d，咸水由北向南矿化度增高，多为矿化度大于5g/L的的Cl—Na·Mg水。ΔQ=Q降+Q河+Q侧-Q蒸-Q出-Q开供水意义不大深层孔隙水含水层同上主要由古还乡河冲积层构成含水层。层次多，厚度大，可分三个含水组，以二、三含水组粒度较粗，总厚在百米以上，以中细砂为主，涌水量细在1000-3000m3/d，接受北部上游侧向补给及上部浅层水越流补给，矿化度小于1g/L，以HCO3—Na水为主。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开有一定供水意义潮白河古河道带地下水系统小区(Ⅱ2-2)浅层孔隙水含水层武清区中北部、宝坻区南部1229．50处于潮白河、北运河古道带，含水层以冲积细砂为主，接受降水及河水补给，与下伏第Ⅱ含水组有一定水力联系，向南颗粒变细，下部出现咸水。水量500-1000m3/d，以矿化度小于2g/L的HCO3·Cl—Na·Ca水为主。ΔQ=Q降+Q河+Q侧-Q蒸-Q出-Q开有一定供水意义深层孔隙水含水层武清区中北部、宝坻区南部含水层以冲积中细砂为主，层次多，厚度大，可分成三个含水组，以第Ⅱ含水组粒度较粗，水量丰富，涌水量1000-2000m3/d，接受来自北部侧向迳流补给。向南含水层变细，涌水量变小，矿化度小于1g/L，以HCO3—Na·Ca水为主。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开潮白河蓟运河冲积海浅层孔隙水含水层宁河县西部南部、汉沽区1507．01地处潮白河、蓟运河水系入海地带带，受多次海侵影响，浅层水均为矿化度大于5g/L的咸水，咸水底界深度60-80m，含水层以细粉砂为主，涌水量100-400m3/d，开采量很少。ΔQ=Q降+Q河-Q蒸无供水意义深层孔隙水含水层同上ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开有一定供水意义

表2.3永定河、大清河、子牙河地下水系统（Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ）基本特征表地下水系统分布范围面积(km2)地下水系统基本特征主要水均衡要素供水意义地下水系统子区地下水系统小区含水层组永定河古河道带地下水系统子区（Ⅲ2)浅层孔隙水含水层武清中南部西青区北端864.61上部普遍有浅层淡水分布，一般厚10-20m，局部可达20-40m。以粉细砂为主，涌水量多在100-500m3/d，接受降水和河水补给。多为灌水淡化的结果。下部有咸水分布，咸水底界深度70-80m，东北部40-50m，多为矿化度3-5g/L的Cl·SO4—Na·Mg水为主，咸水主要为海侵层所致。ΔQ=Q降+Q河+Q侧-Q蒸-Q出-Q开供水意义不大深层孔隙水含水层同上含水层为永定河冲积层，以中细砂为主，含水层粒度和水量自西北向东南有变细变小的规律，在垂向上可分三个含水组，以第Ⅱ含水组粒度较粗，水量较大，涌水量在1000-3000m3/d，主要接受北部侧向迳流和上部浅层水越流补给，顶部咸水底界由北向南加深，为矿化度小于1g/L的HCO3·Cl—Na·Ca水。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开供水意义较大，可作分散供水水源地子牙河古河道带地下水系统子区(Ⅴ2)浅层孔隙水含水层西青区中部、天津市区及静海西部1362．93上有厚度不大的浅层淡水分布，厚度一般10-20m，浅层淡水主要为河水、灌水淡化所成，含水层以粉细砂为主，涌水量一般100-500m3/d，局部大于500m3/d，受降水、河水补给，排泄于蒸发和开采。下部为咸水，咸水底界埋深一般在70-80m，咸水矿化度多在3-5或5-10g/L，以Cl·SO4—Na·Mg水为主。ΔQ=Q降+Q河+Q侧-Q蒸-Q出-Q开供水意义不大深层孔隙水含水层同上含水层为子牙河冲积层，以中细砂为主，向东变细，涌水量变小，可分三个含水组，以第Ⅲ含水组粒度粗，厚度较大，富水性较好，涌水量多在2000-4000m3/d，主要接受西部上游侧向迳流和上部浅层水越流补给，东部含水层变细，为弱透水边界。由于超采，水位大幅下降，形成漏斗，为矿化度小于1.5g/L的HCO3·Cl—Na水。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开供水意义较大海河冲积海积地下水系统子区(Ⅲ3+Ⅳ3+Ⅴ3)浅层孔隙水含水层北辰区、东丽区、塘沽区中部、静海东部2761．29地处滨海带和诸河入海带，受多次海侵影响，浅层水均为矿化度大于5g/L的咸水，咸水底界深度由北部和西部80余米向东部及南部增至160m。咸水层多为粉砂及粉细砂，涌水量100-500或小于100m3/d。ΔQ=Q降+Q河-Q蒸无供水意义深层孔隙水含水层同上含水层为冲湖积粉细砂层，颗粒细，层次多，在垂向上以第Ⅲ含水组厚度较大，以细砂为主，西部水量可达1000-2000m3/d，其余地区及第Ⅱ含水组涌水量均在500-1000m3/d，。主要受越流补给和侧向补给。由于大量超采，形成大范围的水位下降及漏斗区。为矿化度小于1.5g/L的HCO3·Cl—Na及Cl·SO4—Na水。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开有一定供水意义注：ΔQ：储量变化量；Q降：降水入渗补给量；Q河：河流渗漏补给量；Q侧：侧向迳流补给量；Q越：越流补给量；Q出：侧向流出量；Q开：人工开采量；Q蒸：潜水蒸发量。开采潜力指数P=可开采量/实际开采量

表2.4漳卫河地下水系统基本特征表地下水系统分布范围面积(km2)地下水系统基本特征主要水均衡要素供水意义地下水系统子区地下水系统小区含水层组漳卫河冲积海积地下水系统子区(Ⅵ3)浅层咸水含水层组大港区、塘沽区南端861．32地处滨海带和流河入海带，受多次海侵影响，浅层水均为矿化度大于5g/L的咸水，咸水底界深度大于160m，最深

超过200m，含水层以粉细砂为主，涌水量多小于100m3/d。ΔQ=Q降+Q河-Q蒸无供水意义深层含水层组同上咸水之下为古冲湖积层淡水，含水层颗粒细，以粉细砂为主，富水性差，第Ⅱ含水组为咸水。含水层主要为细粉砂，涌水量多小于500m3/d。由于超采，水位大幅下降，形成大港漏斗。ΔQ=Q侧+Q越-Q出-Q开有一定供水意义-PAGE21-第二节地下水系统空间结构1划分原则在前人研究成果的基础上，以地质分层为基础，依据埋藏条件、水质等水文地质特征以及开发利用状况等，将第四系孔隙水划分为三个含水组。见表2.5。第四系孔隙水主要开采含水层为全淡水、浅层淡水和深层淡水，咸水基本上尚未开发利用。其富水性的分布主要受古水系的控制，表现在含水层岩性和厚度的差异，使富水特征有一定分带规律。2含水层组分布及结构特征由于天津市平原区第四系堆积物由多种成因交互堆积而成，厚度大、结构复杂，在复杂地层区反映出地下水的垂向分段和水平分带与地质时代层位不完全吻合，再加上水质复杂多变等，致使含水组的划分存在一定的困难。本报告中的含水组划分采用了前人的划分结果，此结果划分是以地质分层为依据，结合地下水的赋存条件、水动力特征、水质等综合因素考虑分组。将平原区第四系孔隙水划分为第I含水组、即浅层淡水组、咸水含水组(S)，第Ⅱ含水组、第Ⅲ含水组和第Ⅳ含水组，其重要水文地质特征简述如下：2.1浅层淡水及咸水体分布天津市北部地区为全淡水区，由于地质构造和古地理条件的控制，宝坻断裂以南地区广泛分布咸水，由于河流淡化作用使部分地区咸水体上有浅层淡水分布。本次报告中淡水仍采用2g/L划分标准。天津市南部浅层淡水主要受北部全淡水及河流、渠系淡化的影响，而形成浮托于下伏咸水体上的淡水体，主要分布于咸淡水界线南侧及西部子牙河、南运河、北运河等河道带两侧地区，一般厚度较薄，多在10-20m，厚者25-40m，最厚不超过45m，在武清区西北部地区及静海县西北部厚度较大。咸水体的北界大体与宝坻断裂的分布相一致，由北部向南部、由西北部向东南部厚度呈阶梯式增大。在咸淡水界线南侧，咸水底界一般在40m左右；向南至海河以北及静海县城西北部地区咸水底界埋深在60-80m；海河以南及静海县东部地区咸水底界多在100-120m；再向东南至大港一带，咸水底界深度可达140-160m，大港东南近海地带可达200m以上。咸水厚度的这一变化主要决定于大地构造、第四系以来的多次海侵以及河流冲积淡化改造作用，形成北部及西北部河道上游咸水层较薄，且有浅层淡水分布，而向东南近海地带咸水厚度增大的规律。咸水底界埋藏深度加深，咸水矿化度也相应的增高。2.2第Ｉ含水组的水文地质特征山前平原以浅层全淡水为主，含水层受山前冲洪积扇裙及河流冲积扇的控制，一般有自北而南和自北东向南西含水层由粗变细，涌水量相应变小的规律，但由于蓟县山前无大的河流，山麓多厚层坡洪积粘土层，因此山前平原北部近山麓地带含水层变薄，水量变小，水量最大的地带往往出现在冲积扇的中部。由北向南，涌水量由500-1000→1000-3000→>3000→1000-3000→500-1000m3/d，在泃河和州河冲积扇间地带水量变为500-1000m3/d。总的看，浅层全淡水含水丰富，补给条件好，水质淡，矿化度一般小于1g/L。下伏第Ⅱ含水组含水层较上部薄，颗粒也较细，涌水量相应变小。在京哈公路以北，几乎无含水层分布，受基底构造控制，在上仓断裂北段厚度较大，颗粒较粗，富水性较强。总体而言，在山前平原中上部，含水层厚度较薄，涌水量多在500-1000m3/d，向南含水层厚度增大，涌水量多在1000-3000m3/d。在山间盆地，第Ⅱ含水组承压水主要受河流和基底构造控制，在龙门口—燕山口断裂以东，含水层分布较广，受沙河、黎河的影响，含水层颗粒较粗，涌水量多在1000m3/d以上，东部大于3000m3/d。在龙门口—燕山口表2.5第四系和新近系含水层组划分及分组地层特征表含水层组分布层底深度(m)地层时代成因类型地下水类型含水层岩性岩相变化含水层厚度(m)单位涌水量(m3/h·m)涌水量(m3/d)导水系数(m2/d)组代号亚组浅层地下水第一含水组Ⅰ全淡水区浅层全淡水山前平原50-70Qh+Qp3al-plal潜水浅层承压水含砾中粗砂中细砂由北向南岩性颗粒变细20-405-15＞30001000-3000北部100-500,中部100-1000,南部100-300有咸水区浅淡水层北部及西北部平原30-45Qh+Qp3Alal-lal-m潜水微承压水细砂粉细砂远离河流变细10-201-5500-1000100-30050-100咸水宝坻断裂以南一般40-120东南部160-200Qh+Qp3Qh+Qp3+Qp2al-mm-alm潜水承压水粉细砂细砂自北西向南东变细10-30＜3100-50050-100＜50深层地下水第Ⅱ含水组Ⅱ全区180-220Qp2al-plalal-l承压水北区中粗砂中细砂北部由北向南变细、南部平原自西北向东南变细20-305-10500-10001000-3000300-500南区北段：中细砂、粉细砂40-605-15＞30001000-3000100-300南段：细砂、粉细砂20-403-8500-1000100-300第Ⅲ含水组Ⅲ宝坻断裂以南平原290-310Qp1alal-l承压水东北部、西部：中细砂、细砂东北部西部古河道带颗粒较粗，向东南部变细40-705-15＞30001000-3000100-500中部、南部：粉细砂30-403-8500-100050-100第Ⅳ含水组Ⅳ宝坻断裂以南平原370-430N2al-lal承压水东北部、西部：细砂、中细砂。东北部、西部古河道带颗粒较粗，向南及东南部变细40-605-101000-3000100-500中部：细粉砂30-403-8500-100050-100第五含水组Ⅴ宝坻断裂以南平原550N2承压水细砂、中细砂局部中砂-PAGE66--PAGE67-比例尺1：1000000图2.2浅层结构砂层综合岩性分区断裂以西，含水层变薄，只有淋河冲积扇上部厚度较大，富水性较强，其余地区含水层不发育。强富水区：主要分布在山前平原中上部，州河两侧和箭杆河以北的蓟运河平原，山间盆地沙河、淋河冲积扇的上游。前者含水层为冲洪积砾砂及中粗砂、颗粒粗，厚度较大，多在30-50m，涌水量多大于3000m3/d，导水系数300-600m2/d。蓟运河古河道带含水层厚度也较大，涌水量也在3000m3/d以上，导水系数400-700m2/d。沙淋河冲积扇导水系数在500-1000m2/d，局部大于1000m2/d。较富水区：分布于山前平原东部和西部以及沙、淋河冲积扇的中部。前者位于州河冲积扇的上部以及泃河、鲍丘河、潮白河古河道带上，含水层以含粗砂的中细砂为主，涌水量在1000-3000m3/d，导水系数300-500m2/d。沙、淋河冲积扇导水系数500-1000m2/d。中等富水区：主要分布在蓟县山麓地带和州河西部与泃河之间以及于桥水库东北部地带。山麓地带坡洪积粘土较厚，含水层薄，导水系数多在100-200m2/d，涌水量在500-1000m3/d。州河和泃河冲积扇间地带，含水层颗粒变细，导水系数100-300m2/d，涌水量在500-1000m3/d。于桥水库周边地带，含水层粒度较细，涌水量较中上游变小。全淡水再补给能力强，虽开采量较大，至今未形成下降漏斗，水位较浅，在多年均衡中水位保持稳定。有咸水分布区浅层淡水主要分布于宝坻断裂南侧和西部冲积平原，浮于下伏咸水体之上。由于含水层颗粒细，以粉细砂为主，厚度较薄，一般厚度10-20m，局部厚者25-45m，水量普遍较小。其富水性受河道带摆动的控制，也有由北向南和由北西向南东水量变小的规律。受河渠淡化作用，浅层淡水随远离河渠逐渐过渡为微咸水和咸水。在垂向上向下部水质变咸，浅层淡水和微咸水过渡为咸水，在滨海地带多为矿产化度大于10g/L的盐卤水。较富水区：主要分布在潮白河西侧的里自沽农场至大白庄一带，范围不大，含水层以细砂为主，涌水量多在1000-2000m3/d，西侧有浅层淡水，60m以上咸水矿化度6-11g/L。中等富水区：呈东西向条带状分布于全淡水南侧及大清河、子牙河、黑龙港河一带，范围较大，含水层以粉细砂为主，涌水量500-1000m3/d，导水系数100-200m2/d。北部和西部有浅层淡水，向南和东部过渡为微咸水。北部浅层淡水之下咸水矿化度为3-7g/L，子牙河道带下部咸水矿化度可达12-14g/L。弱富水区：主要分布在蔡公庄—张贵庄—东七里海水库—赵本庄以西大片地区以及沙井子水库—塘沽—宁车沽—高庄水库以东的滨海地区。受河渠、洼淀和水库淡化影响，局部形成浅层淡水，在武清西北部厚度15—25m，一般多小于10m。含水层为粉细砂，涌水量100—500m3/d，导水系数50-100m2/d，下部为矿化度3-15g/L的咸水。浅部为2-5g/L的微咸水，向下水质变咸。滨海地区为矿化度10-30g/L的盐卤水，局部矿化度高达79.71g/L。极弱富水区：主要分布在前述弱富水区以东地区。含水层多为粉砂，厚度较薄，涌水量多小于100m3/d。水质咸，矿化度多在5-15g/L。3深层地下水包括第Ⅱ、Ⅲ含水组承压水。其富水性分布主要受古地理沉积条件和古水系分布的影响。在垂向上，第四系沉积粒度自上而下由细→粗→较细，构成一个完整的沉积旋回，反映出沉积粒度的多次交替，其中以第