关中盆地主要城市浅层地下水特征分析研究

王 克，周 阳，穆根胥，刘建强，王 凤

(1.陕西省地质调查中心，陕西 西安 710068，2.湖北永业行评估咨询有限公司，湖北 武汉 430000)



关中盆地主要城市浅层地下水特征分析研究

王 克1，周 阳1，穆根胥1，刘建强1，王 凤2

(1.陕西省地质调查中心，陕西 西安 710068，2.湖北永业行评估咨询有限公司，湖北 武汉 430000)

随着国家经济纵深发展及城市产业结构的调整，关中盆地主要城市改建、扩建工程日益加快。通过对关中盆地主要城市西安市、宝鸡市、咸阳市、渭南市和杨凌区已有的水文地质资料、井田和其周围水文地质资料统计收集及本次勘查资料的研究分析，对每个城市浅层地下水的地下水类型及含水岩组特征、补径排条件、水化学特征及含水层回灌能力等特征进行计算分析，对潜水层和承压水层主要补给水源及水化学类型进行分别研究，系统的总结分析了关中盆地主要城市浅层地下水的地下水类型及含水岩组特征、补径排条件、水化学特征及含水层回灌能力等特征进行计算分析，对潜水层和承压水层主要补给来源以及水化学类型进行研究，为关中盆地主要城市的城建规划、环境监测提供了科学的依据。

关中盆地；城市；浅层地下水；地下水特征分析

1 概述

1.1 气候条件

关中盆地属大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季温暖潮湿，降水集中在6-9月。区内主要河流是渭河，发源于甘肃省渭源县鸟鼠山，至潼关汇入黄河，流长约787 km。水量充沛，流量随季节变化大，具有暴涨暴落多泥多沙特征。

1.2 地形地貌

关中断陷盆地，南依秦岭，北连黄土高原，为西狭东阔的新生代断陷盆地，渭河横贯其中。盆地地形整体向渭河倾斜，由冲积平原、黄土台塬、洪积倾斜平原组成，呈阶梯状地貌景观。

2 地下水类型及含水岩组特征

2.1 西安市

河流阶地、冲洪积扇处潜水单位涌水量8～30 m3/h·m左右，渭河南岸部分漫滩与一级阶地处单位涌水量大于30 m3/h·m；黄土塬区黄土含水层渗透性差，富水性明显变弱，单位涌水量0.76～1.04 m3/h·m。区内潜水多为重碳酸钙型水，矿化度0.2～3 g/L，局部大于3 g/L。

河漫滩承压水富水性较好，单位涌水量8～30 m3/h·m，草滩附近局部单位涌水量大于30 m3/h·m；二级阶地及塬区富水性明显变弱，东南部鸣犊镇单位涌水量小于1 m3/h·m。

2.2 咸阳市

咸阳市地下水类型大致以50～60 m埋深为界，分为第四系潜水含水岩组和承压水含水岩组。三级阶地潜水含水层厚度3.95～30.54 m，渗透系数在1.47～24.02 m/d之间。二级阶地含水层厚度19.82～38.40 m，渗透系数6.33～29.19 m/d。漫滩及一级阶地含水层厚度38.20～54.50 m，渗透系数7.60～52.02 m/d。

承压水含水层厚度50～110 m。渗透系数5.53～23.90 m/d，单位涌水量7.95～31.16 m3/h·m。断裂以北岩性以粉质粘土、粉质砂土为主夹粉细砂、中粗砂及中粗砂含砾石。含水层厚度30.27～58.30 m，渗透系数1.56～6.13 m/d，单位涌水量7.09～9.79 m3/h·m(图1和图2)。

2.3 宝鸡市

潜水在漫滩与一级阶地区单位涌水量10.92～82.33 m3/h·m，渗透系数在14～283.16 m/d；高阶地及黄土塬区单位涌水量0.94～5.7 m3/h·m，渗透系数0.51～1.76 m/d。

承压水含水岩组主要为第四系下更新统—新近系上新统冲积、冲洪积砂砾卵石。承压水含水岩相的沉积厚度，远离渭河河床变薄。

2.4 渭南市

漫滩区隔水底板埋深42～52 m，一级阶地区隔水底板埋深41～65 m。河漫滩、冲洪积扇含水层厚、岩性较粗、渗透较快，富水性较好，渗透系数介于13.8～98.1 m/d之间，涌水量在860～1 500 m3/d之间；渭河阶地区渗透系数3.7～8.48 m/d，涌水量仅792～968 m3/d。

承压水位受地形地势影响较小，河漫滩、冲洪积扇处单位涌水量介于5～15 m3/h·m之间，渗透系数介于20～50 m/d之间；在渭河南部一级阶地后缘处，单位涌水量一般<5 m3/h·m(图3和图4)。

图1 咸阳市潜水富水性分区图

图2 咸阳市承压水水富水性分区图

2.5 杨凌区

潜水漫滩区单位涌水量44.13～61.34 m3/h·m，阶地区为5.0～49.23 m3/h·m。黄土台塬区单位涌水量小于5.0 m3/h·m。

北部台塬区单位涌水量3.79～18.32 m3/h·m，导水系数100～540 m2/d；二、三级阶地及塬前斜坡带单位涌水量11.23～36.6 m3/h·m。

图3 渭南市潜水富水性分区图

图4 渭南市承压水富水性分区图

3 地下水的补给、径流及排泄条件

3.1 西安市

潜水的补给方式主要有大气降水入渗、河流渗漏、地表水灌溉入渗、渠道渗漏及下伏承压水顶托越流补给。总的径流方向与地形基本一致，受水位势能控制由东南黄土台塬流向西北渭河阶地，至渭滨地带转向东北流向渭河下游；泾河两岸，潜水主要流向泾河下游与渭河交汇地带。排泄方式分以下几类：农田和城市供水开采；局部河流有利地段补给河水；越流下渗补给承压水；在渭河、泾河漫滩及灞渭河交汇地带，通过蒸发作用垂直向上排泄。

承压水主要受上覆潜水的越流渗入补给，总体径流方向与潜水基本一致，局部受集中开采影响，呈现向开采中心流动形成深浅不一的降落漏斗。承压水的排泄方式分为供水开采、越流排泄及径流出境三类。

3.2 咸阳市

潜水的补给来源主要有大气降水入渗、灌溉回归入渗、河流渗漏、上游地下水径流补给及承压水越流补给。总的径流方向为渭河北岸由西北向东南运动，渭河南岸由西南向东北运动。排泄方式主要由供水开采、向承压水越流排泄及蒸发排泄等。

承压水的补给包括潜水的越流补给和侧向径流补给，总体径流方向与潜水基本一致，局部受集中开采影响，在西耳村-三姓庄一带形成降落漏斗。排泄主要有供水开采、越流排泄及径流出境三方面(图5和图6)。

图5 咸阳市潜水水位等值线图

图6 咸阳市承压水位等值线图

3.3 宝鸡市

潜水的补给方式主要为大气降水入渗补给、渠道渗漏与灌溉回归补给、侧向径流补给等。径流方向：即由南北两侧分别以北东、南东方向汇聚到渭河附近，然后转向东流。排泄方式主要为：地下径流、农田和城市供水开采、泉水的溢出。

区内潜水含水层与承压水含水层之间无稳定的区域隔水层，在一些地段两个含水层直接相通，因此潜水可以下渗补给承压水，承压水径流方向与潜水基本一致。承压水的排泄主要有供水开采、越流排泄及自流水排泄三方面。

3.4 渭南市

潜水主要接受大气降水补给，其次为灌溉回归入渗和地下水侧向径流补给，整体径流方向与地形基本一致，受水位势能控制由渭河两侧阶地流向渭河漫滩，至漫滩地带转向东部流向渭河下游。排泄方式有四种：农田和城市供水开采；局部河流有利地段补给河水；越流下渗补给承压水；局部日照蒸发排泄较强。

承压水的补给分两方面：(1)来自西侧和南侧的侧向径流补给；(2)上覆潜水的越流渗入。区内承压水总体径流方向与潜水基本一致。承压水的排泄主要有供水开采、越流排泄及径流出境三方面。

3.5 杨凌区

潜水主要补给来源有：大气降水入渗、灌溉入渗、渗漏补给、侧向径流补给。径流方向总体是由西北流向东南。排泄方式主要有人工开采、侧向径流、河流排泄、蒸发等。

承压水的补给来源主要为地下水的侧向径流补给，其次为潜水的越流补给。迳流方向为由西北向东南，水力坡度在塬区为0.5‰～8‰，但是受地形的影响在绛中一～帅家一带有个小型的分水岭，分水岭以北地下水向北迳流出境。排泄方式有开采排泄、迳流流出和向潜水顶托排泄。

4 地下水化学特征

4.1 西安市

广大地区潜水阴离子以HCO3-为主，阳离子多为双离子或三离子组合，以Ca2+·Mg2+、 Na+·Mg2+组合较普遍。pH值7.5～8.3，矿化度0.282～2.311 g/L。

承压水水化学类型以HCO3-型水为主，全区承压水pH7.5～8.52，矿化度0.496～1.382 g/L，溶解性总固体0.146～1.090 g/L，总硬度0.027 5～0.714 g/L。

4.2 咸阳市

渭河南岸一级阶地处水化学类型主要为HCO3·SO4-Na·Mg型，西南部地区为HCO3-Na·Mg型，东南部的一级阶地区，水化学类型主要为HCO3-Na·Ca和HCO3·SO4-Ca·Na型。北部和南部地区为淡水，矿化度0.38～0.97 g/L；马跑泉村-滩毛村一带为微咸水，矿化度1.09～1.63 g/L。

东北部地区水化学类型主要为HCO3-Na型。西北部地区水化学类型为HCO3-Na·Mg型。南部的水化学类型主要为HCO3-Ca·Na型。北部多为微咸水，矿化度1.02～1.54 g/L；南部地区为淡水，矿化度0.26～0.98 g/L。

4.3 宝鸡市

千河以西地区潜水主要为HCO3-Ca型，千河以东为HCO3-Ca·Mg型，pH值7.5～8.3，矿化度0.3～0.9 g/L。

清姜河西北、田家崖-底店坪村一带以西，渭河南岸高漫滩及渭河以北地区承压水化学类型主要为HCO3-Ca型，仅李家崖村附近为HCO3·SO4-Ca型；清姜河以东及田家崖-底店坪村一带东南地区水化学类型为HCO3-Ca·Mg型，pH值7.36～8.42，矿化度0.291～0.938 g/L。

4.4 渭南市

渭南市潜水的整体特征以淡水为主，渭河二、三级阶地区潜水的水化学类型为HCO3或HCO3·SO4-Na·Mg型淡水，矿化度为0.486～0.834 g/L，Cl-含量11～87 mg/L，总硬度165～376 mg/L。一级阶地区潜水的水化学类型属HCO3-Ca·Mg、HCO3-Na·Mg或HCO3-Na·Ca·Mg型淡水，矿化度为0.322～0.925 g/L，Cl-含量12.76～96.96 mg/L，总硬度223～434 mg/L。渭河漫滩区潜水水化学类型属HCO3-Na·Ca·Mg或HCO3-Na型淡水，矿化度为0.406～0.927 g/L，Cl-含量21.16～93.62 mg/L，总硬度121～417 mg/L(图7和图8)。

渭河北岸一级阶地浅层承压水化学类型为Cl·SO4-Na·Mg型，渭河北漫滩浅层承压水化学类型为HCO3-Na·Ca型；渭河南岸除二、三级阶地以外区域的水化学类型整体以HCO3-Na·Ca型和HCO3·Cl·SO4-Na·Ca型为主，渭河南岸二、三级阶地处水化学类型整体以HCO3·Cl-Na型。全区矿化度一般为0.41～0.97 g/L。

图7 渭南市潜水水化学图

图8 渭南市承压水水化学图

4.5 杨凌区

HCO3—Ca·Mg型分布于三级阶地，一、二级阶地的大部分，以及漫滩西端局部。HCO3—Na·Ca型分布于区内东南角一级阶地局部地区及漫滩东部。HCO3·SO4—Mg·Ca型分部于李台北附近，HCO3·SO4—Ca·Na型水分布在水运中心的东部一带。区内矿化度多小于1 g/L，仅一、二级阶地的中部矿化度高于1 g/L。

承压水水化学类型可分为两类：HCO3—Na·Ca型水分布于黄土台塬区及塬前斜坡带的大部分地区，黄土台缘的东端以及各级阶地、漫滩区为HCO3—Ca·Na型。承压水矿化度均小于1 g/L，各水样矿化度变化处于456.23～587.2 mg/L，pH值7.3～7.9，属弱碱性水。

5 结语

系统的总结分析了关中盆地主要城市浅层地下水的地下水类型及含水岩组特征、补径排条件、水化学特征及含水层回灌能力等特征，为关中盆地主要城市的城建规划、环境监测提供了科学的依据，以期对地下水的利用与保护，社会的和谐长期发展提供有力的支持。

[1]周阳，穆根胥，刘建强，等.渭南城区浅层地热能适宜性评价研究.[C]∥陕西省地质灾害防治学术研讨会.2014.

[2]雒桓瑶，周阳.渭南城区水文地质特征研究.[J]∥绿色科技.2016.

[3]周阳，李锋，闫文中，等．关中盆地主要城市浅层地热能资源量赋存规律研究[J]．中国地质调查.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

陕西省公益性地质调查专项项目(20130202)；中国地质调查局调查项目(水[2014]02-001-014-15)

王克(1986-)，男，陕西蒲城人，工程师，主要从事水工环地质工作与研究。

P641.12

A

1004-1184(2017)02-0014-04