袁冰

（河北昕佳工程勘查設(shè)計(jì)有限公司，河北 石家莊 050000）

1 自然地理

1.1 地形地貌

武安市隸屬于河北省邯鄲市，地處晉、冀、魯、豫四省交界地帶，總面積1 806 km2。全市境內(nèi)地形起伏、四面環(huán)山、中間低洼，但總體地勢(shì)西高東低。境內(nèi)被三河（南洺河、北洺河、馬會(huì)河），五川（門(mén)道川、常社川、白云川、館陶川、石門(mén)川）及80 多處溝壑所切割，地形復(fù)雜，主要地貌類型分為中低山區(qū)（占總面積的30%）、丘陵區(qū)（占總面積的45%）及山間盆地（占總面積的25%）。

1.2 氣象水文

武安市屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季炎熱，冬季寒冷。多年平均降水量536.58 mm，多年平均蒸發(fā)量1 851.7 mm。

2 區(qū)域水文地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域地下水系統(tǒng)

武安市全境總面積1 806 km2，區(qū)域上主要跨屬邯邢地區(qū)百泉泉域及峰峰黑龍洞泉域兩大巖溶地下水系統(tǒng)，在西南部，長(zhǎng)亭、姚家峧以西的小部分區(qū)域?qū)儆谏婵h東風(fēng)湖泉域。區(qū)域地下水系統(tǒng)示意圖如圖1 所示。

圖1 區(qū)域地下水系統(tǒng)示意圖

2.1.1 峰峰黑龍洞泉域

該泉域總面積2 680 km2，其中碳酸鹽巖裸露區(qū)面積1 295.7 km2，天然補(bǔ)給量11.63 m3/s 左右。武安市南部位于峰峰黑龍洞泉域中上游，屬于泉域的補(bǔ)給-徑流區(qū)，面積約915.07 km2。

2.1.2 百泉泉域

百泉泉域總面積4 044 km2，其中西部古老巖層（贊皇巖群、甘陶河群與長(zhǎng)城系）分布面積2 205.4 km2，中部裸露灰?guī)r（寒武系、奧陶系）面積378.6 km2，東部第四系及煤系地層覆蓋面積1 460 km2。武安市北部位于百泉泉域上游，屬于泉域的補(bǔ)給區(qū)，面積約858.42 km2。

2.1.3 東風(fēng)湖泉域

武安市西南部涉縣—長(zhǎng)亭斷裂及地表分水嶺以西部分屬于該泉域，面積約為33.57 km2。

2.2 區(qū)域地下水類型

根據(jù)武安市地下水含水巖性的不同，可劃分為變質(zhì)巖裂隙水、碳酸鹽巖巖溶裂隙水、石炭-二疊系薄層灰?guī)r和砂巖裂隙水、巖漿巖裂隙水、第四系孔隙水五種類型。其中碳酸鹽巖巖溶裂隙水是本區(qū)主要的地下水類型，也是武安市地下水開(kāi)發(fā)利用的主要對(duì)象。

3 地下水資源量評(píng)價(jià)方法

長(zhǎng)期以來(lái)，碳酸鹽巖巖溶裂隙水一直是武安市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活的重要水源，全市境內(nèi)工礦企業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水開(kāi)采（排水）點(diǎn)眾多，對(duì)地下水流場(chǎng)及水位動(dòng)態(tài)的影響明顯，地下水排泄的主要途徑為人工開(kāi)采。本次地下水資源評(píng)價(jià)以地下水均衡方法為基礎(chǔ)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)地下水開(kāi)采量，采用排泄量法計(jì)算地下水資源量[1]。

3.1 均衡期

根據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)資料的完整性和精確度，選用2016-01—2020-08 作為均衡計(jì)算期。

3.2 均衡方程

統(tǒng)計(jì)均衡期內(nèi)碳酸鹽巖巖溶裂隙水的實(shí)際開(kāi)采量和水位動(dòng)態(tài)資料，排泄量與地下水儲(chǔ)變量之和為均衡期內(nèi)地下水資源，側(cè)向徑流排泄量采用斷面流量法計(jì)算，即：

式（1）～（3）中：Q補(bǔ)為均衡期地下水補(bǔ)給量；Q排為均衡期地下水排泄量；ΔQ儲(chǔ)為均衡期地下水儲(chǔ)變量，增加為正值，減小為負(fù)值；Q采為均衡期地下水實(shí)際開(kāi)采量；Q側(cè)為均衡期地下水側(cè)向徑流排泄量；Q蒸發(fā)為均衡期地下水蒸發(fā)量（由于地下水位埋藏深，此項(xiàng)可忽略不計(jì)）；μ為給水度；V為靜儲(chǔ)量變化體積，m3；K為含水層滲透系數(shù)，m/d；I為水力梯度；B為計(jì)算斷面寬度，m；M為含水層厚度，m。

3.3 評(píng)價(jià)分區(qū)

為便于對(duì)地下水資源量評(píng)價(jià)計(jì)算，在一級(jí)水文地質(zhì)單元的基礎(chǔ)上根據(jù)地下水含水介質(zhì)以及補(bǔ)給、徑流、排泄條件并兼顧行政區(qū)劃的特點(diǎn)，將全市劃分為9 個(gè)亞區(qū)。其中屬峰峰黑龍洞泉域范圍分為4 個(gè)亞區(qū)，分別為I-1～I(xiàn)-4 區(qū)；屬百泉泉域范圍分為3 個(gè)亞區(qū)，分別為Ⅱ-1～Ⅱ-3 區(qū)；屬東風(fēng)湖泉域范圍分為2 個(gè)亞區(qū)，分別為Ⅲ-1 和Ⅲ-2 區(qū)，如圖2 所示。

圖2 地下水資源量計(jì)算分區(qū)圖

4 地下水資源量計(jì)算

I-4、Ⅱ-3、Ⅲ-1 和Ⅲ-2 區(qū)地層巖性主要為前寒武系變質(zhì)巖類，無(wú)巖溶地下水分布[2]。其他各分區(qū)計(jì)算過(guò)程如下。

4.1 I-1 區(qū)

該區(qū)屬黑龍洞泉域上游補(bǔ)給區(qū)，面積187.18 km2。近年來(lái)，該區(qū)巖溶地下水開(kāi)采量較大，形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地下水單元。邊界條件如下：①北部和東部以南北兩大泉域邊界為界。②西部邊界。以南叢井、龍霧—活水?dāng)鄬訛榻纭Ｄ蠀簿?、龍霧—活水?dāng)鄬訑嗑嘣?00～400 m，西盤(pán)下降，東盤(pán)抬升，使寒武系下統(tǒng)紫色頁(yè)巖、鈣質(zhì)泥巖與奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r對(duì)接。寒武系下統(tǒng)的紫色頁(yè)巖與鈣質(zhì)泥巖為良好的隔水層，使東西兩側(cè)奧陶系石灰?guī)r地下水失去聯(lián)系。③西南部邊界。隨著區(qū)域巖溶地下水流場(chǎng)的變化，沿固鎮(zhèn)巖體北側(cè)向東，經(jīng)峰店、順義一帶，已形成地下分水嶺，為該單元的西南部邊界。

4.1.1 地下水開(kāi)采量（Q采）

該區(qū)工礦企業(yè)較多，均衡期內(nèi)地下水位呈小幅下降趨勢(shì)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，均衡期內(nèi)巖溶水開(kāi)采總量為10 203.31 m3，如表1 所示。

表1 I-1 區(qū)巖溶水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)表

4.1.2 側(cè)向徑流排泄量（Q側(cè)）

該區(qū)為一相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，與周邊系統(tǒng)地下水水力聯(lián)系小，側(cè)向徑流排泄量可忽略不計(jì)。

4.1.3 地下水靜儲(chǔ)量（ΔQ儲(chǔ)）

均衡期內(nèi)靜儲(chǔ)量體積減少90 837.14 萬(wàn)m3，取給水度μ=0.002 1，地下儲(chǔ)變量ΔQ儲(chǔ)=-190.76 萬(wàn)m3。

綜上，計(jì)算得I-1 區(qū)均衡期內(nèi)巖溶地下水補(bǔ)給量為10 012.55 萬(wàn)m3。

4.2 I-2 區(qū)

該區(qū)位于武安市西南部，邊界條件如下：①北部和東北部邊界。北部以南叢井、龍霧—活水?dāng)鄬游恢玫乇矸炙畮X和柳家河村至杏花村地表分水嶺為界；東北部邊界為沿著固鎮(zhèn)巖體北側(cè)向東，經(jīng)峰店、順義一帶形成的地下分水嶺至磁山巖體。②西部邊界。西部以地層界限為界，西側(cè)山區(qū)地層主要為寒武系，富水性、透水性弱。③南部和西南部邊界。以地表分水嶺為界。

4.2.1 地下水開(kāi)采量（Q采）

該區(qū)主要為2672水源地及西北部工業(yè)廠區(qū)抽取地下水，在下游2672 水源地一帶形成降落漏斗。均衡期內(nèi)地下水總開(kāi)采量為14 272.51 萬(wàn)m3，如表2 所示。

表2 I-2 區(qū)巖溶水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)表

4.2.2 側(cè)向徑流排泄量（Q側(cè)）

側(cè)向徑流排泄主要通過(guò)南部楊二莊—崔爐口以地下水徑流的形式向區(qū)外排泄，徑流量采用斷面流量法計(jì)算，K取值22.69 m/d；I根據(jù)地下水流場(chǎng)，計(jì)算得0.001 5；B經(jīng)測(cè)量為2 300 m；M平均厚度為320 m。經(jīng)計(jì)算，地下水側(cè)向徑流排泄量為4 269.85 萬(wàn)m3。

4.2.3 地下水靜儲(chǔ)量（ΔQ儲(chǔ)）

均衡期內(nèi)靜儲(chǔ)量體積增加454 613.84 萬(wàn)m3，給水度取值μ=0.001 5，地下儲(chǔ)變量ΔQ儲(chǔ)=681.92 萬(wàn)m3。

綜上，計(jì)算得I-2 區(qū)均衡期內(nèi)巖溶地下水補(bǔ)給量為19 224.28 萬(wàn)m3。

4.3 I-3 區(qū)

該區(qū)位于鼓山以東，邊界條件如下：北部以紫山巖體為隔水邊界；南部邊界為地下分水嶺；西部邊界以鼓山斷層為隔水邊界；東部邊界以胡峪斷層等一系列斷層為界，為隔水邊界。

4.3.1 地下水開(kāi)采量（Q采）

該區(qū)巖溶地下水排泄主要為南鼓山水源地及周邊村鎮(zhèn)開(kāi)采，形成以南鼓山水源地為中心的降落漏斗，均衡期內(nèi)地下水位略呈有下降。

均衡期地下水總開(kāi)采量為9 876.24 萬(wàn)m3，如表3所示。

表3 I-3 區(qū)巖溶水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)表

4.3.2 側(cè)向徑流排泄量（Q側(cè)）

側(cè)向徑流排泄主要通過(guò)武安市南部行政邊界以地下水徑流的形式向區(qū)外排泄，徑流量采用斷面流量法計(jì)算，K取值25.0 m/d；I根據(jù)地下水流場(chǎng)，計(jì)算得0.001 2；B經(jīng)測(cè)量為2 200 m；M平均厚度為210 m。經(jīng)計(jì)算，地下水側(cè)向徑流排泄量為2 362.51 萬(wàn)m3。

4.3.3 地下水靜儲(chǔ)量（ΔQ儲(chǔ)）

均衡期內(nèi)靜儲(chǔ)量體積減少91 255.51 萬(wàn)m3，取給水度μ=0.004，地下儲(chǔ)變量ΔQ儲(chǔ)=-365.02 萬(wàn)m3。綜上，計(jì)算得I-3 區(qū)均衡期內(nèi)巖溶地下水補(bǔ)給量為11 873.73 萬(wàn)m3。

4.4 Ⅱ-1 區(qū)

該區(qū)位于武安市北部，邊界條件如下：南部以北洺河地下水分水嶺為界；西部以寒武系下統(tǒng)相對(duì)隔水層為邊界；東部以武安盆地西緣上泉—礦山斷裂束為界，其多為高角度正斷層，最大斷距超過(guò)200 m，東盤(pán)下降，灰?guī)r地層埋深超過(guò)600 m，深部巖溶裂隙不發(fā)育，與西部水力聯(lián)系弱；北部以武安市行政區(qū)劃為邊界。

4.4.1 地下水開(kāi)采量（Q采）

該區(qū)位于百泉泉域上游補(bǔ)給區(qū)，天然狀態(tài)下，巖溶水自西向東、東北向邢臺(tái)百泉排泄。20 世紀(jì)70 年代以來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展及礦山開(kāi)采排水，在泉域內(nèi)由南至北已形成北洺河鐵礦、云駕嶺鐵礦、王窯鐵礦等數(shù)個(gè)大小不一的地下水降落漏斗。地下水接受補(bǔ)給后向東流動(dòng)至礦山一帶，幾乎全部被各礦山排水截流，向北方向基本無(wú)地下水排泄出市境。

本區(qū)的地下水開(kāi)采方式主要為礦山排水、工農(nóng)業(yè)灌溉和生活用水，均衡期內(nèi)地下水位略呈下降趨勢(shì)。均衡期內(nèi)巖溶地下水總開(kāi)采量為11 155.93 萬(wàn)m3，如表4 所示。

表4 Ⅱ-1 區(qū)巖溶水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)表

4.4.2 側(cè)向徑流排泄量（Q側(cè)）

根據(jù)現(xiàn)狀條件下地下水開(kāi)采以及流場(chǎng)特征，該區(qū)地下水側(cè)向徑流排泄量很小，可忽略。

4.4.3 地下水靜儲(chǔ)量（ΔQ儲(chǔ)）

均衡期內(nèi)靜儲(chǔ)量體積減少59 509.87 萬(wàn)m3，取給水度μ=0.002 9，地下儲(chǔ)變量ΔQ儲(chǔ)=-172.58 萬(wàn)m3。

綜上，計(jì)算得Ⅱ-1 區(qū)均衡期內(nèi)巖溶地下水補(bǔ)給量為10 983.35 萬(wàn)m3。

4.5 Ⅱ-2 區(qū)

該區(qū)位于武安盆地內(nèi)，西部以磁山巖體和郭二莊—玉泉嶺斷層為界，南部以南洺河斷層為界，東部以鼓山斷層為界，北部至大賀莊—下白石一帶，形成相對(duì)獨(dú)立的小單元。

4.5.1 地下水開(kāi)采量（Q采）

該區(qū)形成以南洺河、萬(wàn)年礦為中心的降落漏斗，均衡期內(nèi)地下水位呈下降趨勢(shì)。均衡期內(nèi)巖溶地下水總開(kāi)采量為7 165.95 萬(wàn)m3，如表5 所示。

表5 Ⅱ-2 區(qū)巖溶水開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)表

4.5.2 側(cè)向徑流排泄量（Q側(cè)）

該區(qū)為一相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元，與周邊地下水水力聯(lián)系小，基本無(wú)側(cè)向徑流。

4.5.3 地下水靜儲(chǔ)量（ΔQ儲(chǔ)）

均衡期內(nèi)靜儲(chǔ)量體積減少96 840.28 萬(wàn)m3，取給水度μ=0.003 6，地下儲(chǔ)變量ΔQ儲(chǔ)=-348.63 萬(wàn)m3。綜上，計(jì)算得Ⅱ-2 區(qū)均衡期內(nèi)巖溶地下水補(bǔ)給量為6 817.32 萬(wàn)m3。

4.6 小結(jié)

對(duì)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，得出武安市均衡期內(nèi)巖溶地下水總補(bǔ)給量為58 911.23 萬(wàn)m3，年均補(bǔ)給量為12 614.84 萬(wàn)m3，如表6 所示。

表6 均衡期地下水補(bǔ)給量匯總

5 結(jié)論

武安市全境總面積1 806 km2，區(qū)域上主要跨屬邯邢地區(qū)百泉泉域及峰峰黑龍洞泉域兩大巖溶地下水系統(tǒng)，在西南部，長(zhǎng)亭、姚家峧以西的小部分區(qū)域?qū)儆谏婵h東風(fēng)湖泉域。地下水類型分為碳酸鹽巖巖溶裂隙水、碎屑巖裂隙水、巖漿巖裂隙水、第四系孔隙水和變質(zhì)巖裂隙水。其中，碳酸鹽巖巖溶裂隙水為主要的開(kāi)發(fā)利用對(duì)象。采用排泄量法計(jì)算得出武安市巖溶地下水年均補(bǔ)給量為12 614.84 萬(wàn)m3。