北京市平原区中深层地下水位动态浅析

２０１３　２０１３　Ｖｏ１．８　Ｎｏ．１　王丽亚等：北京市平原区中深层地下水位动态浅析　第８卷第１期　北京市平原区中深层地下水位动态浅析　王丽亚　，张国飞。，王立发　，　赵　微　，林　沛　，董殿伟　（１．北京市水文地质工程地质大队，北京　１００１９５；　２．北京市门头沟区水务局，北京３．北京市地质工程勘察院，　北京１０００４９；）　１０２３００；　摘要：根据北京市的水文地质条件，阐述了中深层地下水位的变化趋势及降落漏斗的形成和演化。由于中深层地下水　是生活和工业用水的主要水源，它的补给条件差，８０％靠浅层水的越流补给。长期地下水监测资料表明，因不合理开采，　已遣成水位过度下降，漏斗面积不断扩大，局部水质恶化等环境地质问题。提出了相应防治措施，严格控制地下水资源　开采，与地表水联合调度。　关键词：北京平原；中深部地下水；水文地质条件；水位动态　中图分类号：Ｐ６４１．７４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７－１９０３（２０１３）０１－００３５－０３　０引言　北京是一个严重缺水城市，地下水占供水总量的　三分之二，是世界上少有的以地下水为主要供水水源　的城市。而近十年来的连续干旱，造成地下水位持续　下降，水资源持续亏损。尤其是中深层地下水位下降　明显，造成地面沉降等地质环境问题。　目前北京市地下水资源主要来源于第四系孔隙　水，２０世纪后地下水年均开采量为２４．２５亿ｍ　；目前北　水量变化很大，目前部分地区承担着城市应急供水和　农村供水的任务。③碎屑岩类孔隙裂隙水，主要赋存于　沉积岩、岩浆岩构造裂隙及风化裂隙中，富水性取决　于补给条件、裂隙发育程度和风化壳的厚度，单井出　水量小。　北京地处华北平原的西北端，地下水类型以松散　岩类孔隙水为主，根据含水层的埋藏深度和开采条件　可将平原区第四系承压水分为４个含水层组。　浅层水是指含水层底板埋深小于５０ｍ的地下水，　岩性组合为中细砂、粉砂、粉质砂土、砂质粘土。其　京市正在进行岩溶水资源调查评价，以查清岩溶水的　分布，评价资源量，寻找能够供水的岩溶水水源，解　中山前单一区富水性好，而在多层区因区域而变化。　中深层地下水指底板埋深在８０￣３００ｍ之间的地下　水，该层地下水主要有２个含水层组，第一含水层组底　决南水北调工程之前北京的缺水状况。　１　区域水文地质概况　（１）地下水类型以及含水岩组的划分　根据地下水的赋存条件，含水层介质及水力特征，区　域地下水可分为３种类型：①松散岩类孔隙水，存在于第　四系松散沉积物中的地下水，是本区主要含水类型，分布　广、厚度大、补给径流条件好，水量丰富，易于开采，是工　农业生产及城市生活用水的主要供水水源。②碳酸盐　界深度８０－－１００ｍ，局部地区以基岩作为底界，岩性组　合由多层砂砾石、砂、粘性土组成。第二含水层组底　界埋深在１５０～１８０ｍ，岩性组合由多层砂砾石，砂，粘　性土组成。近几年此含水层的开采主要用于工业和生　活用水。　深层地下水指底板埋深在３００ｍ以下至第四系基　底，在顺义天竺一后沙峪一昌平沙河～朝阳东坝，平谷　县城至门楼庄以及通州区侉子店、觅子店，大兴采育、　凤河营等第四系沉积厚度较大地区，其中天竺和后沙峪　岩类裂隙岩溶水，主要赋存于奥陶系、寒武系灰岩及中　上元古界白云岩地层中，由于岩溶发育不均匀，单井出　地区基底埋深最大超过６００ｍ。含水层岩性以砂为主。　２Ｏｌ３　第８卷第１期　分析研究　２Ｏ１３　Ｖｏ１．８　ＮＯ．１　（２）地下水资源开发利用情况　北京平原区中深部地下水的开采开始于２０世纪９０　北京市是地表水和地下水联合供水的城市，　２０１１年全市地表水资源量９．１７×１０　ｍ　，地下水资源量　１７．６４×１０　ｍ　，水资源总量为２６．８１　Ｘ　１０　ｍ　，　新中国成立后随着人口的增长和经济的发展，　地下水的开采量迅猛增加，到上世纪８０年代，全市地　下水开采量达到最大，约为２８Ｘ　１０　ｍ　／ａ左右。此后，　通过节水、产业结构调整等措施，地下水的开采量维　持在２６～２７Ｘ　１０　ｍ　／ａ。进入２ｌ世纪，地下水开采有　所控制，开采量有所减少，地下水开采量由２０００年的　２７．０８Ｘ　１０８ｍ　，减至２０１０年的２１．２０Ｘ　１０８ｍ　。　２　中深部地下水赋存条件及富水性　中深部地下水主要指的是含水层多层结构区底板　埋深在ｌ５０－－１８０ｍ以上的含水层，该含水层组由多层　砂砾石、砂、粘性土组成，其中在永定河冲积扇含水　层组埋深大干１５０ｍ，含水层主要由多层砂组成，累计　厚度５～２０ｍ；潮白河冲洪积扇含水层在１７５ｍ以上，　由多层砂砾石组成，累计厚度３０￣５０ｍ；温榆河冲洪　积扇多小于１７０ｍ，以中粗砂含砾，中细砂为主，累计　厚度２０￣３５ｍ。单井出水量由１５００～３０００ｍ　／ｄ过渡到　５００～１５００ｍ　／ｄ，含水层类型为承压水。　３中深部地下水动态　（１）水位动态变化　影响水位动态变化的主要因素为大气降水、人工开　采、水文地质条件、人工回灌等。但由于中深部地下水　水位埋深较大，地下水交流途径较差，气象因素影响不　是太明显，这一点可通过水位变化与大气降水的相关分　析得到验证。因此人工开采是影响的主要因素。　ｌ９９４　１９９９　２Ｏｏ４焦２００９　八里桥监测井水位曲线　年代，根据监测资料（图１）可以看出，中深部含水层　的地下水位持续下降。累计超过４０ｍ。　（２）地下水降落漏斗的形成及其发展趋势　根据监测资料绘制北京平原区不同深度含水层等　水位线图，可以清楚的看出北京平原地下水流场的变　化特征，６０年代地下水基本上处于天然状态，随着地　下水开采的增加，到七八十年代，浅层地下水开始出　现水位降落漏斗，随着经济发展和人口的增加以及９０　年代以后连续的干旱少雨，加大了地下水的开采，尤　其是中深层地下水的开采，漏斗面积逐渐加大。最早　漏斗出现在以东郊和通州城关为中心，随后在顺义天　竺附近也出现了比较大的漏斗。根据２０ｌ１年的监测资　料分析，中深部地下水漏斗区主要集中在天竺一通州　一带和平谷，其中天竺一通州区漏斗主要是由于水源　八厂和历史原因造成的，漏斗面积超过１０００ｋｍ　，漏斗　中心的水位埋深为５９．２ｍ。而平谷中心漏斗由该地区应　急水源的开采造成，漏斗面积超过２００ｋｍ　，漏斗中心　的水位埋深为４５．４２ｍ。　（３）水质动态特征　６Ｏ年代，北京地下水水质较好，至七八十年代水　质污染进入缓慢发展阶段，之后水质恶化加快，表现　在污染范围和污染深度逐渐增大。　由于中深层地下水埋深较大，受地表污染物的影　响较小，但由于浅层水向中深层地下水的越流补给、　混层开采以及地下水的大量开采，已造成中深层地下　水的污染。参考《地下水质量标准》（ＧＢ／Ｔ１４８４８—　９３），２０１１年在城市中心区和通州东部地区含水层底　板埋深在８０ｍ以内的地下水中，总硬度、溶解性总固　体、硝酸盐氮和氨氮出现了超标现象；目前中深层地　下水中局部地区水质出现了氨氮超标的现象（图２）。　４００　３５０　１　．＾　ｌ总３００　；蓉ｚｓ０　｝…一…一　一　Ｌ　２００　ｌ—　，，—、，　１５０　ｌ　１９８９１９９２１９９５１９９８２００１２ＯＯ４２ＯＯ７２Ｏ１Ｏ　图２酒仙桥监测井总硬度变化曲线　２０１３　２０１３　Ｖ０１．８　Ｎｏ．１　王丽亚等：北京市平原区中深层地下水位动态浅析　第８卷第１期　４小结　目前，北京平原区第四系松散孔隙水，从水均　衡角度讲累计亏损严重，大多数地区地下水超采或严　重超采，特别是中深层地下水，作为近年来市区生活　和工业用水的主要水源，必须采取必要的措施加以改　善。在此提出几点防治建议：　面。北京作为南水北调中线末端，初期可能出现水量　富余的状态。管理部门应根据情况进行联合调度，涵　养地下水。　（４）加快中深层地下水资源的研究步伐，对地下　水资源开发利用现状进行科学评估，制定切实可行的区　域性水资源规划，实行水资源统筹安排，合理调配，规范管　理，充分发挥水资源的最大经济效益和社会效益。　（１）推出相应的法律法规，强化人们的节水　意识。　参考文献　［１］北京市水务局，北京水资源公报（１９９９－－２０１１）．　［２］北京市水文地质工程地质大队，北京地下水位动态　监测报告．　（２）严格控制超采区地下水资源的开采。城近郊　和密怀顺地区是北京城市重要供水水源地，应通过改　变农业种植结构，减少农业地下水开采量，养蓄地下　水，改善生态环境，保证城区及卫星城镇工业和人民　生活用水。　［３】北京市水文地质工程地质大队，北京地下水质动态　监测报告．　（３）实行地表水库与地下水库的联合调蓄，　２０１４年，南水北调中线工程将向北京提供１０～１　５亿　［４］郑州市中深层地下水动态浅析，地下水，２００９年１月　ｍ　的地表水，将很大程度上缓解北京市水资源紧缺局　第３１卷第ｉｎ．　Ｔｈｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｍｉｄ／Ｄｅｅｐ　Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　Ｌｅｖｅｌ　ｉｎ　Ｂｅｉｊ　ｉｎｇ　Ｐｌａｉｎ　ＷＡＮＧ　Ｌｉｙａ　，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏｆｅｉ２ＷＡＮＧ　Ｌｉｆａ３ＺＨＡＯ　Ｗｅｉ　，ＬＩＮ　Ｐｅｉ　，ＤＯＮＧ　Ｄｉａｎｗｅｉ　，，ｆ１．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１００１９５；２．Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙｂｕｒｅａｕ　ｏｆＭｅｎｔｏｕｇｏｕｉｎＢｅｉｊｉｎｇ；　３．ＢｅｉｊｉｎｇｉｎｓｔｉｔｕＷ　ｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　ｌＯＯＯ４９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ，ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ａｎｄ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　ｐｌａｉｎ，ａｎｄ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖｏｌｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄｗａｔｇｅｒ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｂｅｃａｕｓｅ　ｈｅ　ｔｍｉｄ／ｄｅｅｐ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｉｓ　ｈｅ　ｔｍａｉｎｌｙ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｓｕｐｐｌｙ　ｌｉｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．　Ｉｔ’Ｓ　ｒｅｃｈａｒｇｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｐｏｏｒ．Ｅｉｇｈｔｙ　ｐｅｒｃｅｎｔｓ　ｏｆｍｉｄ／ｄｅｅｐ　ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｉｓ　ｓｕｐｐｌｉｅｄ　ｂｙ　ｓｈａｌｌｏｗ　ｗａｔｅｒ．Ｌｏｎｇ—　ｐｅｒｉｏｄ　ｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｇｉｎｇ　ｄａｔａ　ｓｈｏｗ　ｈａｔ　ｉｒｒａｔｉｔｏｎａｌ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｍａｎｙ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ　ｄｅｓｃｅｎｄ，ｆｕｎｎｅｌ　ａｒｅａ　ｅｘｐｅｎｄ　ａｎｄ　ｌｏｃａｌ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｙ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｆｉｔｎａｌｌｙ，　ｓｏｍｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉ／ｄｅｅｐ　ｄｒｏｕｎｄｗａｔｇｅｒ；ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｄｙｎａｍｉｃｓ