王 克，周 陽(yáng)，穆根胥，劉建強(qiáng)，王 鳳

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068，2.湖北永業(yè)行評(píng)估咨詢有限公司，湖北 武漢 430000)

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關(guān)中盆地主要城市淺層地下水特征分析研究

王 克1，周 陽(yáng)1，穆根胥1，劉建強(qiáng)1，王 鳳2

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068，2.湖北永業(yè)行評(píng)估咨詢有限公司，湖北 武漢 430000)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)縱深發(fā)展及城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，關(guān)中盆地主要城市改建、擴(kuò)建工程日益加快。通過(guò)對(duì)關(guān)中盆地主要城市西安市、寶雞市、咸陽(yáng)市、渭南市和楊凌區(qū)已有的水文地質(zhì)資料、井田和其周?chē)牡刭|(zhì)資料統(tǒng)計(jì)收集及本次勘查資料的研究分析，對(duì)每個(gè)城市淺層地下水的地下水類型及含水巖組特征、補(bǔ)徑排條件、水化學(xué)特征及含水層回灌能力等特征進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)潛水層和承壓水層主要補(bǔ)給水源及水化學(xué)類型進(jìn)行分別研究，系統(tǒng)的總結(jié)分析了關(guān)中盆地主要城市淺層地下水的地下水類型及含水巖組特征、補(bǔ)徑排條件、水化學(xué)特征及含水層回灌能力等特征進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)潛水層和承壓水層主要補(bǔ)給來(lái)源以及水化學(xué)類型進(jìn)行研究，為關(guān)中盆地主要城市的城建規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了科學(xué)的依據(jù)。

關(guān)中盆地；城市；淺層地下水；地下水特征分析

1 概述

1.1 氣候條件

關(guān)中盆地屬大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季溫暖潮濕，降水集中在6-9月。區(qū)內(nèi)主要河流是渭河，發(fā)源于甘肅省渭源縣鳥(niǎo)鼠山，至潼關(guān)匯入黃河，流長(zhǎng)約787 km。水量充沛，流量隨季節(jié)變化大，具有暴漲暴落多泥多沙特征。

1.2 地形地貌

關(guān)中斷陷盆地，南依秦嶺，北連黃土高原，為西狹東闊的新生代斷陷盆地，渭河橫貫其中。盆地地形整體向渭河傾斜，由沖積平原、黃土臺(tái)塬、洪積傾斜平原組成，呈階梯狀地貌景觀。

2 地下水類型及含水巖組特征

2.1 西安市

河流階地、沖洪積扇處潛水單位涌水量8～30 m3/h·m左右，渭河南岸部分漫灘與一級(jí)階地處單位涌水量大于30 m3/h·m；黃土塬區(qū)黃土含水層滲透性差，富水性明顯變?nèi)酰瑔挝挥克?.76～1.04 m3/h·m。區(qū)內(nèi)潛水多為重碳酸鈣型水，礦化度0.2～3 g/L，局部大于3 g/L。

河漫灘承壓水富水性較好，單位涌水量8～30 m3/h·m，草灘附近局部單位涌水量大于30 m3/h·m；二級(jí)階地及塬區(qū)富水性明顯變?nèi)?，東南部鳴犢鎮(zhèn)單位涌水量小于1 m3/h·m。

2.2 咸陽(yáng)市

咸陽(yáng)市地下水類型大致以50～60 m埋深為界，分為第四系潛水含水巖組和承壓水含水巖組。三級(jí)階地潛水含水層厚度3.95～30.54 m，滲透系數(shù)在1.47～24.02 m/d之間。二級(jí)階地含水層厚度19.82～38.40 m，滲透系數(shù)6.33～29.19 m/d。漫灘及一級(jí)階地含水層厚度38.20～54.50 m，滲透系數(shù)7.60～52.02 m/d。

承壓水含水層厚度50～110 m。滲透系數(shù)5.53～23.90 m/d，單位涌水量7.95～31.16 m3/h·m。斷裂以北巖性以粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)砂土為主夾粉細(xì)砂、中粗砂及中粗砂含礫石。含水層厚度30.27～58.30 m，滲透系數(shù)1.56～6.13 m/d，單位涌水量7.09～9.79 m3/h·m(圖1和圖2)。

2.3 寶雞市

潛水在漫灘與一級(jí)階地區(qū)單位涌水量10.92～82.33 m3/h·m，滲透系數(shù)在14～283.16 m/d；高階地及黃土塬區(qū)單位涌水量0.94～5.7 m3/h·m，滲透系數(shù)0.51～1.76 m/d。

承壓水含水巖組主要為第四系下更新統(tǒng)—新近系上新統(tǒng)沖積、沖洪積砂礫卵石。承壓水含水巖相的沉積厚度，遠(yuǎn)離渭河河床變薄。

2.4 渭南市

漫灘區(qū)隔水底板埋深42～52 m，一級(jí)階地區(qū)隔水底板埋深41～65 m。河漫灘、沖洪積扇含水層厚、巖性較粗、滲透較快，富水性較好，滲透系數(shù)介于13.8～98.1 m/d之間，涌水量在860～1 500 m3/d之間；渭河階地區(qū)滲透系數(shù)3.7～8.48 m/d，涌水量?jī)H792～968 m3/d。

承壓水位受地形地勢(shì)影響較小，河漫灘、沖洪積扇處單位涌水量介于5～15 m3/h·m之間，滲透系數(shù)介于20～50 m/d之間；在渭河南部一級(jí)階地后緣處，單位涌水量一般<5 m3/h·m(圖3和圖4)。

圖1 咸陽(yáng)市潛水富水性分區(qū)圖

圖2 咸陽(yáng)市承壓水水富水性分區(qū)圖

2.5 楊凌區(qū)

潛水漫灘區(qū)單位涌水量44.13～61.34 m3/h·m，階地區(qū)為5.0～49.23 m3/h·m。黃土臺(tái)塬區(qū)單位涌水量小于5.0 m3/h·m。

北部臺(tái)塬區(qū)單位涌水量3.79～18.32 m3/h·m，導(dǎo)水系數(shù)100～540 m2/d；二、三級(jí)階地及塬前斜坡帶單位涌水量11.23～36.6 m3/h·m。

圖3 渭南市潛水富水性分區(qū)圖

圖4 渭南市承壓水富水性分區(qū)圖

3 地下水的補(bǔ)給、徑流及排泄條件

3.1 西安市

潛水的補(bǔ)給方式主要有大氣降水入滲、河流滲漏、地表水灌溉入滲、渠道滲漏及下伏承壓水頂托越流補(bǔ)給?？偟膹搅鞣较蚺c地形基本一致，受水位勢(shì)能控制由東南黃土臺(tái)塬流向西北渭河階地，至渭濱地帶轉(zhuǎn)向東北流向渭河下游；涇河兩岸，潛水主要流向涇河下游與渭河交匯地帶。排泄方式分以下幾類：農(nóng)田和城市供水開(kāi)采；局部河流有利地段補(bǔ)給河水；越流下滲補(bǔ)給承壓水；在渭河、涇河漫灘及灞渭河交匯地帶，通過(guò)蒸發(fā)作用垂直向上排泄。

承壓水主要受上覆潛水的越流滲入補(bǔ)給，總體徑流方向與潛水基本一致，局部受集中開(kāi)采影響，呈現(xiàn)向開(kāi)采中心流動(dòng)形成深淺不一的降落漏斗。承壓水的排泄方式分為供水開(kāi)采、越流排泄及徑流出境三類。

3.2 咸陽(yáng)市

潛水的補(bǔ)給來(lái)源主要有大氣降水入滲、灌溉回歸入滲、河流滲漏、上游地下水徑流補(bǔ)給及承壓水越流補(bǔ)給。總的徑流方向?yàn)槲己颖卑队晌鞅毕驏|南運(yùn)動(dòng)，渭河南岸由西南向東北運(yùn)動(dòng)。排泄方式主要由供水開(kāi)采、向承壓水越流排泄及蒸發(fā)排泄等。

承壓水的補(bǔ)給包括潛水的越流補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，總體徑流方向與潛水基本一致，局部受集中開(kāi)采影響，在西耳村-三姓莊一帶形成降落漏斗。排泄主要有供水開(kāi)采、越流排泄及徑流出境三方面(圖5和圖6)。

圖5 咸陽(yáng)市潛水水位等值線圖

圖6 咸陽(yáng)市承壓水位等值線圖

3.3 寶雞市

潛水的補(bǔ)給方式主要為大氣降水入滲補(bǔ)給、渠道滲漏與灌溉回歸補(bǔ)給、側(cè)向徑流補(bǔ)給等。徑流方向：即由南北兩側(cè)分別以北東、南東方向匯聚到渭河附近，然后轉(zhuǎn)向東流。排泄方式主要為：地下徑流、農(nóng)田和城市供水開(kāi)采、泉水的溢出。

區(qū)內(nèi)潛水含水層與承壓水含水層之間無(wú)穩(wěn)定的區(qū)域隔水層，在一些地段兩個(gè)含水層直接相通，因此潛水可以下滲補(bǔ)給承壓水，承壓水徑流方向與潛水基本一致。承壓水的排泄主要有供水開(kāi)采、越流排泄及自流水排泄三方面。

3.4 渭南市

潛水主要接受大氣降水補(bǔ)給，其次為灌溉回歸入滲和地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，整體徑流方向與地形基本一致，受水位勢(shì)能控制由渭河兩側(cè)階地流向渭河漫灘，至漫灘地帶轉(zhuǎn)向東部流向渭河下游。排泄方式有四種：農(nóng)田和城市供水開(kāi)采；局部河流有利地段補(bǔ)給河水；越流下滲補(bǔ)給承壓水；局部日照蒸發(fā)排泄較強(qiáng)。

承壓水的補(bǔ)給分兩方面：(1)來(lái)自西側(cè)和南側(cè)的側(cè)向徑流補(bǔ)給；(2)上覆潛水的越流滲入。區(qū)內(nèi)承壓水總體徑流方向與潛水基本一致。承壓水的排泄主要有供水開(kāi)采、越流排泄及徑流出境三方面。

3.5 楊凌區(qū)

潛水主要補(bǔ)給來(lái)源有：大氣降水入滲、灌溉入滲、滲漏補(bǔ)給、側(cè)向徑流補(bǔ)給。徑流方向總體是由西北流向東南。排泄方式主要有人工開(kāi)采、側(cè)向徑流、河流排泄、蒸發(fā)等。

承壓水的補(bǔ)給來(lái)源主要為地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給，其次為潛水的越流補(bǔ)給。逕流方向?yàn)橛晌鞅毕驏|南，水力坡度在塬區(qū)為0.5‰～8‰，但是受地形的影響在絳中一～帥家一帶有個(gè)小型的分水嶺，分水嶺以北地下水向北逕流出境。排泄方式有開(kāi)采排泄、逕流流出和向潛水頂托排泄。

4 地下水化學(xué)特征

4.1 西安市

廣大地區(qū)潛水陰離子以HCO3-為主，陽(yáng)離子多為雙離子或三離子組合，以Ca2+·Mg2+、 Na+·Mg2+組合較普遍。pH值7.5～8.3，礦化度0.282～2.311 g/L。

承壓水水化學(xué)類型以HCO3-型水為主，全區(qū)承壓水pH7.5～8.52，礦化度0.496～1.382 g/L，溶解性總固體0.146～1.090 g/L，總硬度0.027 5～0.714 g/L。

4.2 咸陽(yáng)市

渭河南岸一級(jí)階地處水化學(xué)類型主要為HCO3·SO4-Na·Mg型，西南部地區(qū)為HCO3-Na·Mg型，東南部的一級(jí)階地區(qū)，水化學(xué)類型主要為HCO3-Na·Ca和HCO3·SO4-Ca·Na型。北部和南部地區(qū)為淡水，礦化度0.38～0.97 g/L；馬跑泉村-灘毛村一帶為微咸水，礦化度1.09～1.63 g/L。

東北部地區(qū)水化學(xué)類型主要為HCO3-Na型。西北部地區(qū)水化學(xué)類型為HCO3-Na·Mg型。南部的水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca·Na型。北部多為微咸水，礦化度1.02～1.54 g/L；南部地區(qū)為淡水，礦化度0.26～0.98 g/L。

4.3 寶雞市

千河以西地區(qū)潛水主要為HCO3-Ca型，千河以東為HCO3-Ca·Mg型，pH值7.5～8.3，礦化度0.3～0.9 g/L。

清姜河西北、田家崖-底店坪村一帶以西，渭河南岸高漫灘及渭河以北地區(qū)承壓水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca型，僅李家崖村附近為HCO3·SO4-Ca型；清姜河以東及田家崖-底店坪村一帶東南地區(qū)水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型，pH值7.36～8.42，礦化度0.291～0.938 g/L。

4.4 渭南市

渭南市潛水的整體特征以淡水為主，渭河二、三級(jí)階地區(qū)潛水的水化學(xué)類型為HCO3或HCO3·SO4-Na·Mg型淡水，礦化度為0.486～0.834 g/L，Cl-含量11～87 mg/L，總硬度165～376 mg/L。一級(jí)階地區(qū)潛水的水化學(xué)類型屬HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na·Mg或HCO3-Na·Ca·Mg型淡水，礦化度為0.322～0.925 g/L，Cl-含量12.76～96.96 mg/L，總硬度223～434 mg/L。渭河漫灘區(qū)潛水水化學(xué)類型屬HCO3-Na·Ca·Mg或HCO3-Na型淡水，礦化度為0.406～0.927 g/L，Cl-含量21.16～93.62 mg/L，總硬度121～417 mg/L(圖7和圖8)。

渭河北岸一級(jí)階地淺層承壓水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na·Mg型，渭河北漫灘淺層承壓水化學(xué)類型為HCO3-Na·Ca型；渭河南岸除二、三級(jí)階地以外區(qū)域的水化學(xué)類型整體以HCO3-Na·Ca型和HCO3·Cl·SO4-Na·Ca型為主，渭河南岸二、三級(jí)階地處水化學(xué)類型整體以HCO3·Cl-Na型。全區(qū)礦化度一般為0.41～0.97 g/L。

圖7 渭南市潛水水化學(xué)圖

圖8 渭南市承壓水水化學(xué)圖

4.5 楊凌區(qū)

HCO3—Ca·Mg型分布于三級(jí)階地，一、二級(jí)階地的大部分，以及漫灘西端局部。HCO3—Na·Ca型分布于區(qū)內(nèi)東南角一級(jí)階地局部地區(qū)及漫灘東部。HCO3·SO4—Mg·Ca型分部于李臺(tái)北附近，HCO3·SO4—Ca·Na型水分布在水運(yùn)中心的東部一帶。區(qū)內(nèi)礦化度多小于1 g/L，僅一、二級(jí)階地的中部礦化度高于1 g/L。

承壓水水化學(xué)類型可分為兩類：HCO3—Na·Ca型水分布于黃土臺(tái)塬區(qū)及塬前斜坡帶的大部分地區(qū)，黃土臺(tái)緣的東端以及各級(jí)階地、漫灘區(qū)為HCO3—Ca·Na型。承壓水礦化度均小于1 g/L，各水樣礦化度變化處于456.23～587.2 mg/L，pH值7.3～7.9，屬弱堿性水。

5 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)的總結(jié)分析了關(guān)中盆地主要城市淺層地下水的地下水類型及含水巖組特征、補(bǔ)徑排條件、水化學(xué)特征及含水層回灌能力等特征，為關(guān)中盆地主要城市的城建規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了科學(xué)的依據(jù)，以期對(duì)地下水的利用與保護(hù)，社會(huì)的和諧長(zhǎng)期發(fā)展提供有力的支持。

[1]周陽(yáng)，穆根胥，劉建強(qiáng)，等.渭南城區(qū)淺層地?zé)崮苓m宜性評(píng)價(jià)研究.[C]∥陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治學(xué)術(shù)研討會(huì).2014.

[2]雒桓瑤，周陽(yáng).渭南城區(qū)水文地質(zhì)特征研究.[J]∥綠色科技.2016.

[3]周陽(yáng)，李鋒，閆文中，等．關(guān)中盆地主要城市淺層地?zé)崮苜Y源量賦存規(guī)律研究[J]．中國(guó)地質(zhì)調(diào)查.2016，3(4)：12-18.

Analysis on the characteristics of shallow groundwater in the main cities of Guanzhong Basin

WANG Ke1，ZHOU Yang1，MU Gen-xu1，LIU Jian-qiang1，WANG Feng2

(1.Shaanxi Geological Survey Center， Xi’an 710068,China；2.Hubei yongye line assessment consulting co., LTD,Wuhan 430000,China)

With the further development of the national economy and the adjustment of urban industrial structure, Renovation, expansion project of the city is accelerating in Guanzhong basin. Using of past hydrogeological observations, Ida and its surrounding hydrogeological data and field survey data of Xian, Baoji,Weinan,Xianyang and Yangling, Summed up the characteristics of Groundwater types and characteristics of water bearing rock group, the conditions of water supplement, water chemical characteristics and the capacity of aquifer recharge of shallow groundwater in each city. Expect to provide strong support of utilization and protection of groundwater and ocial harmony and long-term development

The Guanzhong Basin；the city；the shallow layer；the ground water

2016-08-14

陜西省公益性地質(zhì)調(diào)查專項(xiàng)項(xiàng)目(20130202)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局調(diào)查項(xiàng)目(水[2014]02-001-014-15)

王克(1986-)，男，陜西蒲城人，工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)工作與研究。

P641.12

A

1004-1184(2017)02-0014-04