天津平原区地下水位动态特征与影响因素分析

第 34 卷 第 4 期 地 质 调 查 与 研 究 Vol.34 No.42011 年 12 月 GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Dec. 2011天 津 平 原 区 地 下 水 位 动 态 特 征 与 影 响 因 素 分 析杨 耀 栋1, 李 晓 华1, 王 兰 化1, 李 长 青2 1, 刘 振 辉(1. 天 津 市 地 质 环 境 监 测 总 站 , 天 津 300191;2. 中 国 地 质 环 境 监 测 院 , 北 京 100081)摘 要 : 天 津 市 地 下 水 位 监 测 工 作 已 经 开 展 了 将 近 40 年 , 监 测 区 覆 盖 整 个 平 原 区 。 根 据 多 年 地 下 水 位 监 测 资 料 , 笔者 对 区 内 浅 层 地 下 水 和 深 层 地 下 水 不 同 含 水 层 组 的 水 位 动 态 特 征 及 其 影 响 因 素 进 行 了 分 析 研 究 , 认 为 : 天 津 平 原 区地 下 水 位 动 态 受 水 文 地 质 条 件 、 降 水 和 开 采 条 件 的 控 制 , 不 同 类 型 地 下 水 动 态 规 律 在 时 空 分 布 上 有 明 显 差 异 , 除 降水 量 、 温 度 等 自 然 因 素 外 , 开 采 地 下 水 是 影 响 地 下 水 位 动 态 变 化 的 主 要 因 素 。关 键 词 : 天 津 平 原 区 ; 地 下 水 位 动 态 ; 浅 层 地 下 水 ; 深 层 地 下 水中 图 分 类 号 :P641.2 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1672-4135(2011)04-0313-081 引 言地 下 水 位 监 测 是 通 过 对 区 域 地 下 水 位 进 行 长 期监 测 、 分 析 、 研 究 , 掌 握 地 下 水 形 成 、 分 布 、 运 动 规 律 ,为 地 下 水 资 源 评 价 、 利 用 , 水 资 源 保 护 以 及 农 业 发展 、 城 镇 交 通 规 划 决 策 提 供 科 学 依 据 , 是 一 项 前 期 性[1]的 基 础 工 作 , 具 有 社 会 公 益 性 的 特 点 。 地 表 水 拦蓄 、 地 下 水 过 量 开 采 等 人 类 活 动 , 破 坏 了 地 下 水 自 然演 化 规 律 , 导 致 地 下 水 环 境 、 补 给 方 式 和 地 下 水 更 新速 度 等 发 生 变 化 , 严 重 影 响 了 地 下 水 资 源 的 开 发 利用 , 产 生 了 一 系 列 因 不 合 理 开 发 水 资 源 造 成 的 环 境[2]地 质 问 题 , 如 地 面 沉 降 、 地 下 水 污 染 等 。 在 天 津 市平 原 区 多 年 地 下 水 位 监 测 资 料 的 基 础 上 , 笔 者 分 析了 天 津 市 平 原 地 区 不 同 含 水 层 组 的 水 位 动 态 特 征 及其 影 响 因 素 , 认 为 天 津 平 原 区 地 下 水 位 动 态 及 时 空分 布 受 多 因 素 控 制 , 这 对 于 合 理 开 发 利 用 地 下 水 资源 , 为 政 府 制 定 水 资 源 管 理 与 保 护 对 策 具 有 十 分 重要 的 意 义 。2 地 质 环 境 背 景天 津 市 地 处 华 北 平 原 东 北 部 , 平 原 区 面 积11 164.7 km 2 , 约 占 天 津 市 国 土 总 面 积 的 93 %, 本 区 属于 暖 温 带 半 湿 润 大 陆 性 季 风 气 候 , 年 平 均 气 温11.4~12.9 ℃, 多 年 平 均 降 水 量 520~660 mm [3] 。天 津 平 原 区 按 成 因 由 北 而 南 和 自 西 北 向 东 南 可分 为 山 前 冲 积 洪 积 倾 斜 平 原 、 洪 积 冲 积 平 原 、 冲 积 平原 、 海 积 冲 积 低 平 原 和 海 积 低 平 原 。 水 文 地 质 条 件[4]由 简 单 到 复 杂 , 呈 现 出 明 显 的 水 平 分 带 规 律 。 根据 王 兰 化 等 在 2004 年 前 的 研 究 , 在 含 水 层 结 构 上 ,由 砂 砾 石 层 向 南 递 变 为 中 粗 砂 、 中 砂 、 中 细 砂 和 粉 细砂 ; 富 水 性 逐 渐 变 差 , 浅 部 水 质 变 咸 , 由 全 淡 水 区 变为 有 咸 水 区 , 且 咸 水 体 增 厚 , 咸 水 底 界 埋 深 逐 渐 变深 , 从 北 部 小 于 40 m 变 为 160 ~ 200 m。 供 水 条 件 变差 , 有 咸 水 区 约 占 全 市 面 积 的 85 % 以 上 。 平 原 区 北部 水 资 源 相 对 丰 富 , 但 面 积 较 小 ; 平 原 区 南 部 咸 水 广[5]泛 分 布 , 淡 水 资 源 较 贫 乏 。平 原 区 松 散 层 自 上 而 下 划 分 为 5 个 含 水 组 , 第 I含 水 组 底 界 深 度 一 般 在 70 m 以 上 ; 第 II 含 水 组 在 宝坻 断 裂 以 南 , 一 般 底 界 埋 深 160 ~ 220 m, 在 宝 坻 断 裂以 北 底 界 埋 深 为 110~200 m; 第 III 含 水 组 底 界 深 度260~340 m; 第 IV 含 水 组 底 界 深 度 360 ~ 430 m; 第Ⅴ 含 水 组 底 界 深 度 500~550 m。 第 I 含 水 组 属 于 浅层 地 下 水 系 统 , 第 II、III、IV、Ⅴ 含 水 组 属 于 深 层 地[3]下 水 系 统 。浅 层 地 下 水 岩 性 结 构 为 多 种 岩 性 相 间 结 构 或 上细 下 粗 的 双 层 结 构 , 其 间 粘 性 土 隔 水 层 分 布 不 稳定 。 水 力 特 征 为 潜 水 、 微 承 压 潜 水 或 浅 层 承 压 水 , 参与 现 代 水 循 环 , 接 受 降 水 补 给 和 蒸 发 排 泄 , 再 补 给 能力 较 强 。深 层 地 下 水 一 般 指 在 有 咸 水 区 咸 水 体 以 下 的 深层 淡 水 , 在 山 前 平 原 全 淡 水 区 , 一 般 为 50~70 m 稳 定隔 水 层 以 下 的 地 下 水 。 岩 性 结 构 以 冲 湖 积 为 主 的 多收 稿 日 期 :2011-07-11基 金 项 目 : 国 家 国 土 资 源 大 调 查 项 目 : 华 北 平 原 地 下 水 动 态 调 查 评 价 (1212010634104)作 者 简 介 : 杨 耀 栋 (1982- ), 男 , 工 程 师 ,2006 年 毕 业 于 中 国 矿 业 大 学 ( 徐 州 ), 硕 士 研 究 生 , 勘 查 技 术 与 工 程 专 业 , 现 从 事水 文 地 质 、 工 程 地 质 方 面 工 作 ,E-mail:fivess@139.com。

314 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷层 粗 细 相 间 结 构 。 各 深 层 含 水 组 水 力 特 征 为 高 水 头承 压 水 , 由 于 其 埋 藏 较 深 , 不 直 接 参 与 现 代 水 循 环 ,补 给 条 件 较 差 , 主 要 接 受 侧 向 补 给 和 上 部 浅 层 水 的越 流 补 给 , 在 开 采 量 中 , 弹 性 释 水 量 和 弱 透 水 层 压 密[4]释 水 量 占 很 大 比 重 。3.2.1 第 II 含 水 组 地 下 水 位 动 态 特 征第 II 含 水 组 为 主 要 的 开 采 层 位 , 地 下 水 补 给 条件 较 好 , 有 当 年 或 多 年 补 偿 能 力 。 但 开 采 量 大 于 补给 量 , 地 下 水 动 态 为 开 采 消 耗 型 , 年 内 与 年 际 变 化大 , 总 体 表 现 为 水 位 持 续 下 降 , 年 内 变 化 规 律 为 夏 季3 地 下 水 位 动 态 特 征经 过 近 50 年 的 地 下 水 位 监 测 积 累 了 大 量 的 地 下水 位 资 料 , 以 下 选 取 典 型 观 测 孔 作 为 代 表 分 别 论 述各 含 水 层 组 地 下 水 位 动 态 变 化 特 征 。3.1 浅 层 地 下 水 位 动 态 特 征浅 层 水 水 位 主 要 受 降 水 和 开 采 的 影 响 , 在 山 前平 原 全 淡 水 和 南 部 平 原 有 咸 水 区 , 其 动 态 特 征 也 有差 异 。山 前 平 原 全 淡 水 区 受 降 水 和 开 采 影 响 明 显 。 高水 位 期 与 降 水 峰 值 基 本 一 致 , 有 的 滞 后 在 11~12 月 ;受 开 采 影 响 , 低 水 位 期 几 乎 一 致 出 现 于 6 月 初 , 年 水位 变 幅 1~2.5 m( 图 1, 图 2)。 多 年 水 位 动 态 受 降 水控 制 , 一 般 枯 水 年 水 位 明 显 下 降 , 而 丰 水 年 基 本 可 得到 恢 复 。 多 年 水 位 无 明 显 下 降 ( 图 3)。南 部 平 原 有 咸 水 区 , 浅 层 水 主 要 受 降 水 补 给 ,靠 蒸 发 和 开 采 消 耗 , 目 前 开 发 利 用 不 充 分 。 地 下 水位 动 态 多 处 于 自 然 状 态 , 基 本 与 气 象 周 期 一 致 , 降水 峰 值 和 强 开 采 期 对 水 位 动 态 影 响 不 明 显 , 往 往 高水 位 出 现 在 融 冻 期 后 的 3~4 月 ( 图 4)。 多 年 动 态 变化 较 小 。3.2 深 层 地 下 水 位 动 态 特 征深 层 地 下 水 由 于 埋 藏 较 深 , 不 能 直 接 接 受 降 水补 给 , 主 要 是 侧 向 迳 流 补 给 , 补 给 条 件 差 , 受 开 采 影响 , 表 现 为 径 流 - 越 流 - 开 采 型 动 态 特 征 。 一 般 低水 位 期 主 要 受 夏 灌 强 开 采 期 的 影 响 , 出 现 于 5~6 月 ,有 时 出 现 在 9~10 月 ; 在 丰 水 期 8 月 停 采 后 , 水 位 逐渐 回 升 , 有 时 出 现 高 水 位 , 大 多 至 翌 年 1~3 月 高 水 位最 高 ; 高 水 位 期 较 最 大 降 水 期 滞 后 5~7 个 月 , 年 水 位变 幅 4~6 m。在 多 年 变 化 中 , 由 于 超 量 开 采 , 水 位 在 当 年 停 采后 或 丰 水 年 水 位 虽 有 回 升 , 但 是 总 体 呈 逐 年 下 降 趋势 , 一 般 丰 水 年 水 位 回 升 或 降 幅 变 缓 , 枯 水 年 降 幅 加大 , 年 平 均 降 幅 由 北 向 南 加 大 。 几 个 不 同 深 度 含 水层 组 具 有 基 本 一 致 的 动 态 特 征 , 但 自 上 而 下 有 降 幅增 大 、 动 态 变 幅 变 小 的 特 征 。 就 南 部 深 层 水 开 采 区而 言 , 水 位 受 开 采 量 控 制 。图 1 蓟 县 MQ11 孔 水 位 动 态 曲 线 (I 组 )Fig.1 Curves of the groundwater level at well MQ11in Jixian (The First Aquifer)图 2 宝 坻 BP1-6 孔 水 位 动 态 曲 线 (I 组 )Fig.2 Curves of the groundwater level at well BP1-6in Baodi (The First Aquifer)图 3 蓟 县 J7 孔 多 年 水 位 动 态 曲 线 (I 组 )Fig.3 Curves of the groundwater level at well J7in Jixian (The First Aquifer)图 4 滨 海 新 区 大 港 SHJ001 孔 水 位 动 态 曲 线 (I 组 )Fig.4 Curves of the groundwater level at well SHJ001in Binhai new area (The First Aquifer)

第 4 期 杨 耀 栋 等 : 天 津 平 原 区 地 下 水 位 动 态 特 征 与 影 响 因 素 分 析 315水 位 埋 深 大 , 冬 季 水 位 埋 深 浅 。在 全 淡 水 区 , 第 II 含 水 组 与 第 I 含 水 组 联 系 密切 , 补 给 充 沛 , 虽 然 地 下 水 开 采 强 度 较 大 , 但 由 于 补给 条 件 较 好 , 地 下 水 位 未 出 现 区 域 性 持 续 下 降 。 地下 水 位 动 态 特 征 受 补 给 和 开 采 两 个 主 要 因 素 的 控制 , 总 的 特 征 是 采 补 基 本 平 衡 。 旱 季 大 气 降 水 入 渗补 给 减 少 , 农 业 灌 溉 开 采 量 增 加 , 水 位 下 降 ; 雨 季 则相 反 , 水 位 上 升 。 年 变 幅 一 般 为 1~3 m( 图 5)。在 南 部 有 咸 水 区 第 II 含 水 组 水 位 年 内 动 态 变 化比 北 部 要 大 , 且 年 际 间 也 有 较 大 变 化 。 第 Ⅱ 含 水 组补 给 主 要 为 侧 向 径 流 和 上 部 含 水 组 的 越 流 补 给 , 该区 地 下 水 的 恢 复 性 也 比 较 强 , 但 是 由 于 开 采 量 一 直居 高 不 下 , 使 得 地 下 水 位 难 以 恢 复 , 而 是 表 现 出 持 续下 降 的 趋 势 , 在 汉 沽 、 北 辰 、 静 海 城 区 形 成 降 落 漏 斗 ,有 咸 水 区 第 II 含 水 组 水 位 动 态 总 的 特 征 是 水 位 埋 深逐 渐 加 大 ( 图 6)。中 心 城 区 近 些 年 严 格 控 制 对 第 II 含 水 组 地 下 水的 开 采 , 形 成 了 地 下 水 反 漏 斗 区 , 水 位 埋 深 多 在 10~20 m。 塘 沽 区 自 引 滦 后 , 也 控 制 了 地 下 水 的 开 采 , 水位 相 对 稳 定 , 水 位 下 降 得 到 控 制 , 并 逐 步 恢 复 。 而 在郊 县 区 域 , 地 下 水 位 则 随 着 开 采 期 及 开 采 量 的 变 化而 出 现 不 同 的 水 位 变 幅 , 开 采 量 大 , 则 水 位 下 降 快 ,开 采 量 小 , 水 位 下 降 慢 或 者 逐 渐 恢 复 ( 图 7)。3.2.2 第 III 含 水 组 地 下 水 位 动 态 特 征第 III 含 水 组 主 要 在 宝 坻 断 裂 和 新 安 镇 西 断 裂以 南 分 布 , 也 是 天 津 市 主 要 的 地 下 水 开 采 层 。 北 部地 下 水 开 采 强 度 较 小 , 水 位 埋 深 一 般 < 30 m, 宝 坻 区中 东 部 < 10 m。 在 南 部 地 区 水 位 埋 深 普 遍 > 50 m, 出现 了 西 青 - 静 海 - 大 港 - 津 南 、 宁 河 - 汉 沽 漏 斗 区 和天 津 中 心 城 区 反 漏 斗 区 。 西 青 - 静 海 - 大 港 - 津 南漏 斗 区 为 一 个 复 合 大 漏 斗 , 其 中 包 含 两 个 水 位 埋 深 超过 90 m 的 漏 斗 中 心 。 地 下 水 位 动 态 特 征 与 上 覆 第 Ⅱ含 水 组 类 似 , 主 要 受 人 工 开 采 的 影 响 ( 图 8、9)。 地 下水 年 内 动 态 变 化 在 北 部 没 有 第 Ⅱ 含 水 组 强 烈 , 但 在南 部 静 海 等 区 域 年 内 变 幅 也 有 8 m 左 右 , 年 际 间 水 位变 化 大 。 该 组 地 下 水 位 由 于 开 采 量 的 增 加 而 补 给 缓慢 , 使 得 该 组 地 下 水 呈 现 消 耗 性 动 态 , 在 开 采 条 件下 , 地 下 水 难 以 恢 复 , 总 体 趋 势 为 持 续 下 降 。 而 在 中心 城 区 和 塘 沽 区 及 周 边 地 区 水 位 相 对 稳 定 , 与 控 制地 面 沉 降 , 限 制 开 采 地 下 水 密 切 相 关 , 目 前 水 位 逐 渐恢 复 , 水 位 埋 深 已 从 1991 年 的 40 ~ 50 m 回 升 到 30 m左 右 。图 5 蓟 县 H330 孔 水 位 动 态 曲 线 (II 组 )Fig.5 Curves of the groundwater level at Well H330in Jixian (The Second Aquifer)图 6 静 海 县 JH12 孔 水 位 动 态 曲 线 (II 组 )Fig.6 Curves of the groundwater level at Well JH12in Jinghai (The Second Aquifer)图 7 第 II 含 水 组 多 年 地 下 水 位 变 化 趋 势 剖 面 图Fig.7 Profile of the second aquifer groundwaterchanging trends about 40 years图 8 西 青 区 XI304 孔 水 位 动 态 曲 线 (III 组 )Fig.8 Curves of the groundwater level at Well XI304in Xiqing(The Third Aquifer)图 9 静 海 县 JH40-1 孔 水 位 动 态 曲 线 (III 组 )Fig.9 Curves of the groundwater level at Well JH40-1in Jinghai (The Third Aquifer)

316 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷3.2.3 第 IV 含 水 组 地 下 水 位 动 态 特 征第 IV 含 水 组 主 要 分 布 范 围 与 第 III 含 水 组 相同 。 第 IV 含 水 组 由 于 埋 藏 较 深 , 补 给 条 件 差 , 地 下 水位 持 续 下 降 , 年 际 变 幅 随 开 采 强 度 而 变 化 , 开 采 强 度越 大 变 幅 越 大 , 地 下 水 恢 复 能 力 较 差 。从 多 年 观 测 数 据 看 , 开 采 之 前 原 始 水 位 高 出 地表 , 开 采 后 水 位 迅 速 下 降 , 地 下 水 位 在 持 续 下 降 中 。随 着 开 采 量 的 不 断 增 加 , 地 下 水 位 埋 深 越 来 越 大 ( 图10), 也 形 成 了 几 个 大 型 的 地 下 水 下 降 漏 斗 区 , 这 一系 列 的 漏 斗 中 心 随 不 同 地 区 年 开 采 量 的 变 化 而 发 生位 置 的 变 化 , 但 总 体 特 征 为 漏 斗 中 心 水 位 埋 深 不 断增 大 , 同 一 标 高 等 水 位 线 封 闭 的 区 域 面 积 范 围 逐 渐扩 大 ( 图 11)。3.2.4 第 V 含 水 组 地 下 水 位 动 态 特 征第 V 含 水 组 地 下 水 流 场 分 布 与 第 IV 含 水 组 类似 , 在 天 津 市 的 中 南 部 地 区 现 已 形 成 了 一 个 大 型 复合 地 下 水 位 降 落 漏 斗 , 但 漏 斗 的 影 响 范 围 更 大 , 漏 斗区 水 位 埋 深 比 第 IV 含 水 组 更 深 。 第 V 含 水 组 多 数 区域 的 地 下 水 位 埋 深 超 过 70 m, 且 多 年 水 位 呈 明 显 的 下降 趋 势 。 相 对 于 上 覆 含 水 组 , 第 V 含 水 组 补 给 条 件 更差 , 地 下 水 位 持 续 下 降 ( 图 12、13)。图 10 滨 海 新 区 318 孔 地 下 水 位 动 态 曲 线 (IV 组 )Fig.10 Curves of groundwater level at well 318 inBinhai new area(The Fourth Aquifer)图 11 第 IV 含 水 组 多 年 地 下 水 位 变 化 趋 势 剖 面 图Fig.11 Profile of the fourth aquifer groundwaterchanging trends in many years4 地 下 水 位 动 态 影 响 因 素 分 析地 下 水 的 时 空 分 布 是 受 气 象 、 水 文 、 地 质 、 地 形 、生 态 和 人 类 活 动 综 合 影 响 的 结 果 ( 图 14)。 影 响 地 下[6]水 位 动 态 的 因 素 可 归 类 为 :(1) 地 表 特 征 : 包 括 地 形 地 貌 和 土 地 利 用 , 影 响地 下 水 的 补 给 和 排 泄 。(2) 非 饱 和 带 特 性 : 包 括 土 壤 岩 性 和 地 下 水 位 埋深 , 作 为 一 个 缓 冲 带 延 迟 和 减 缓 地 下 水 位 对 外 部 影响 的 响 应 。(3) 饱 和 带 特 性 : 包 括 含 水 层 的 岩 性 和 边 界 条件 , 在 很 大 程 度 上 决 定 地 下 水 位 在 空 间 上 的 复 杂 分布 和 随 时 间 的 复 杂 变 化 。(4) 水 文 因 素 : 包 括 降 水 , 蒸 发 蒸 腾 和 地 表 水 体 ,是 天 然 地 下 水 位 变 化 的 主 要 因 素 。(5) 人 类 活 动 影 响 : 包 括 地 表 水 库 , 引 水 和 地 下水 开 采 , 其 中 地 下 水 开 采 是 影 响 地 下 水 位 持 续 下 降的 主 要 因 素 。地 下 水 位 动 态 在 大 气 降 水 、 温 度 、 人 工 开 采 、 地形 地 貌 、 地 质 构 造 和 岩 性 等 因 素 综 合 作 用 下 , 处 于 不停 的 变 化 之 中 。 其 中 最 重 要 的 制 约 因 素 是 气 候 因 素图 12 滨 海 新 区 HG60 孔 地 下 水 位 动 态 曲 线 (V 组 )Fig.12 Curves of groundwater level at Well HG60 inBinhai new area(The Fifth Aquifer)图 13 滨 海 新 区 官 1 孔 水 位 动 态 曲 线 (V 组 )Fig.13 Curve of groundwater level at Well 官 1 inBinhai new area(The Fifth Aquifer)图 14 影 响 地 下 水 动 态 的 因 素Fig.14 Factors influencing groundwater regime

318 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷图 17 天 津 市 地 下 水 开 采 量 直 方 图 (1981~2009)Fig.17 Histogram of the groundwater exploitation量 为 各 年 度 之 最[9]。1984~1988 年 为 偏 丰 年 , 地 表 水丰 富 , 加 之 1983 年 9 月 引 滦 入 津 工 程 通 水 后 , 每 年 向天 津 送 水 10 × 10 8 m 3 , 缓 解 了 天 津 市 区 和 塘 沽 城 区的 工 业 和 生 活 用 水 。 同 时 , 为 了 控 制 地 面 沉 降 , 天 津市 区 和 塘 沽 城 区 停 封 机 井 700 余 眼 , 压 缩 地 下 水 开 采量 , 天 津 市 区 ( 外 环 线 以 内 ), 第 II-IV 含 水 组 开 采 量大 幅 减 小 。北 部 的 宝 坻 区 、 武 清 区 、 蓟 县 和 宁 河 县 开 采 量 最大 , 中 心 城 区 、 塘 沽 区 开 采 量 最 小 。 北 部 地 区 主 要 开采 第 I、II 含 水 组 地 下 水 , 蓟 县 、 宝 坻 区 全 淡 水 区 第 I、II 含 水 组 多 为 混 合 开 采 ; 有 咸 水 分 布 区 地 下 水 开 采主 要 以 第 II、III 含 水 组 为 主 , 其 多 年 平 均 地 下 水 开采 量 分 别 占 咸 水 分 布 区 总 开 采 量 34 % 和 36 %, 中 南 部[10]地 区 第 IV、V 含 水 组 的 开 采 量 也 占 相 当 大 的 比 重( 图 18~21)。quantity in Tianjin from 1981 to 2009地 下 水 开 采 主 要 用 于 农 林 牧 渔 副 业 及 生 态 用水 , 其 次 为 城 乡 生 活 用 水 和 工 业 用 水 。 在 地 下 水 开采 中 , 农 业 用 水 占 主 要 地 位 , 开 采 量 大 的 地 区 集 中 在北 部 地 区 ; 工 业 用 水 开 采 则 主 要 集 中 在 南 部 地 区 , 由于 工 业 开 采 比 较 集 中 , 地 下 水 位 下 降 较 明 显 。4.2.2 相 关 性 分 析地 下 水 开 采 与 全 淡 水 区 浅 层 地 下 水 位 动 态 具 有良 好 的 相 关 性 。 地 下 水 位 的 下 降 伴 随 着 开 采 量 的 增加 而 下 降 , 又 伴 随 着 开 采 量 的 减 少 而 上 升 , 地 下 水 开采 量 与 地 下 水 位 动 态 之 间 关 系 密 切 ( 图 22)。地 下 水 开 采 与 深 层 地 下 水 位 动 态 变 化 关 系 密切 。 以 天 津 市 区 为 例 , 图 23 和 图 24 分 别 为 第 II 含 水组 、 第 III 含 水 组 多 年 地 下 水 开 采 强 度 与 相 应 地 下 水位 动 态 变 化 曲 线 , 说 明 人 类 开 采 活 动 是 影 响 深 层 地下 水 位 动 态 的 主 要 因 素 。据 资 料 ,20 世 纪 七 十 年 代 , 由 于 工 农 业 发 展 的 需要 , 大 量 采 取 地 下 水 , 导 致 在 中 心 城 区 周 围 水 位 下 降很 快 , 埋 深 超 过 了 40 m, 导 致 地 下 水 位 逐 年 下 降 并 形图 18 1991~2009 年 天 津 平 原 区 各 区 县各 含 水 组 地 下 水 开 采 量 图Fig.18 The groundwater exploitation quantityHistogram of the different aquifers in the boroughs ofTianjin plain area from 1991 to 2009图 19 天 津 平 原 区 各 区 县 各 含 水 组 地 下 水开 采 量 比 例 图 (1991~2009)Fig.19 The groundwater exploitation quantity scaleHistogram of the different aquifers in the boroughs ofTianjin plain from 1991 to 2009图 20 平 原 区 地 下 水 开 采 量 比 例 图 (1991~2009)Fig.20 Pie chart of the groundwater exploitationquantity in the plain area from 1991 to 2009图 21 咸 水 分 布 区 开 采 量 比 例 图 (1991~2009)Fig.21 Pie chart of groundwater exploitation quantityin the saline water distribution area from 1991 to 2009

第 4 期 杨 耀 栋 等 : 天 津 平 原 区 地 下 水 位 动 态 特 征 与 影 响 因 素 分 析 319区 第 II 含 水 组 的 水 位 埋 深 上 升 到 20 m 左 右 , 第 III含 水 组 水 位 埋 深 上 升 至 30 m 左 右 。5 结 语图 22 武 清 区 W15 孔 (I 组 ) 开 采 量 与 水 位 动 态 变 化 曲 线 图Fig.22 Relationship between the groundwater levelregime and exploitation quantity at Well 15in Wuqing district图 23 天 津 市 区 ( 外 环 线 内 ) 地 下 水 开 采 量 动 态 曲 线Fig.23 Carves of the groundwater explorationquantity regime in Tianjin urban图 24 天 津 市 区 地 下 水 位 动 态 曲 线Fig.24 Carves of the groundwater level regimein Tianjin urban成 区 域 性 漏 斗 。 八 十 年 代 中 期 以 来 , 天 津 市 在 中 心城 区 及 塘 沽 采 取 一 系 列 措 施 控 制 地 面 沉 降 , 禁 采 限采 深 层 地 下 水 是 其 中 的 重 要 工 作 。 地 下 水 的 开 采 受到 严 格 控 制 , 天 津 市 区 ( 外 环 线 以 内 ), 第 II~IV 含 水组 开 采 量 逐 年 减 小 , 这 两 个 地 区 第 II、III 含 水 组 地下 水 位 也 因 此 出 现 了 一 定 的 回 升 。 至 目 前 , 中 心 城据 多 年 地 下 水 位 监 测 资 料 分 析 , 地 下 水 位 动 态受 水 文 地 质 条 件 、 降 水 和 开 采 条 件 的 控 制 , 不 同 类 型地 下 水 水 位 动 态 规 律 在 时 空 分 布 上 有 明 显 差 异 。 就全 市 而 言 , 自 北 而 南 地 下 水 位 动 态 表 现 为 多 年 均 衡区 、 水 位 下 降 区 和 持 续 下 降 区 。除 降 水 量 和 温 度 等 自 然 因 素 外 , 人 工 开 采 地 下水 成 为 影 响 地 下 水 位 动 态 的 主 要 因 素 。 地 下 水 开 采与 浅 层 地 下 水 位 动 态 具 有 良 好 的 相 关 性 , 与 深 层 地下 水 位 动 态 变 化 关 系 密 切 。对 研 究 区 地 下 水 位 动 态 特 征 及 影 响 因 素 的 分 析研 究 , 为 实 现 含 水 层 科 学 管 理 , 促 进 地 下 水 可 持 续 利用 具 有 现 实 意 义 。参 考 文 献 :[1] 胡 军 . 地 下 水 的 自 动 化 监 测 过 程 [J]. 水 文 地 质 工 程 地质 ,2003,30(1):102-103.[2] 王 仕 琴 , 宋 献 方 , 王 勤 学 , 等 . 华 北 平 原 浅 层 地 下 水 水 位 动态 变 化 [J]. 地 理 学 报 ,2008,63(5):462-472.[3] 天 津 市 地 质 矿 产 局 编 制 . 天 津 市 地 质 环 境 图 集 [M]. 北 京 :地 质 出 版 社 ,2004.[4] 王 家 兵 , 李 平 . 天 津 平 原 地 面 沉 降 条 件 下 的 深 层 地 下 水资 源 组 成 [J]. 水 文 地 质 工 程 地 质 ,2004,31(5):35-37.[5] 王 兰 化 . 天 津 市 平 原 区 深 层 淡 水 咸 化 - 咸 水 下 移 问 题 的 讨论 [J]. 地 质 调 查 与 研 究 ,2004,27(3):169-176.[6] 周 仰 效 . 区 域 地 下 水 位 监 测 网 络 优 化 设 计 方 法 [J]. 水 文 地质 工 程 地 质 ,2007,34(1):1-9.[7] 刘 德 义 , 傅 宁 , 范 锦 龙 . 近 20 年 天 津 地 区 植 被 变 化 及 其 对气 候 变 化 的 响 应 [J]. 生 态 环 境 ,2008,17(2):798-801.[8] 黄 锡 荃 , 李 惠 明 , 金 伯 欣 . 水 文 学 [M]. 北 京 : 高 等 教 育 出 版社 ,2004,229-230.[9] 刘 帅 . 天 津 市 地 下 水 资 源 开 发 利 用 研 究 [J]. 海 河 水 利 ,2006:10-12.[10] 杨 耀 栋 , 王 兰 化 , 李 晓 华 , 等 . 华 北 平 原 ( 天 津 部 分 ) 地 下 水动 态 调 查 评 价 报 告 [R]. 天 津 : 天 津 市 地 质 环 境 监 测 总站 ,2010.

320 地 质 调 查 与 研 究 第 34 卷Characteristics of the Groundwater Level Regime and Effect Factorsin the Plain Region of Tianjin CityYANG YAO-dong 1 , LI Xiao-hua 1 , WANG Lan-hua 1 , LI Chang-qing 2 , LIU Zhen-hui 1(1.Tianjin General Station of Geological Environment Monitoring,Tianjin 300191,China;2.China Institute of Geo-environmentMonitoring,Beijing 100081,China)Abstract:The groundwater monitoring in Tianjin has been conducted for nearly 40 years. The monitoring area includesthe whole plain region. Based on the monitoring data of the groundwater level of many years, this paperanalyzes and studies the groundwater regime characteristics and effect factors of the shallow groundwater and thegroundwater in the deep-seated aquifers. It is concluded that, groundwater level regime is controlled by hydrogeologycondition, precipitation and mining in the plain region of Tianjin city, different groundwater regime regularityshows the obvious difference in space and time, and in addition to some natural factors, such as the precipitationand temperature etc., mining groundwater is the main factor to affect the groundwater level regime.Keywords:plain region; Tianjin city; groundwater level regime; shallow groundwater; deep groundwater参 加 “ 国 际 地 质 对 比 计 划 588 项 ” 和 “ 国 际 第 四 纪 研 究 联 合 会 1001 项 ”第 二 次 国 际 联 合 大 会 报 道受 国 际 第 四 纪 研 究 联 合 会 1001 项 (INQUA1001) 的 邀 请 ,2011 年 11 月 28 日 -2011 年 12 月 3 日 , 天 津 地 质 调 查 中 心 海 岸 带 与第 四 纪 地 质 研 究 所 王 福 、 陈 永 胜 参 加 了 在 泰 国 首 都 曼 谷 召 开 的 国 际 地 质 对 比 计 划 588:“ 海 岸 变 化 的 准 备 ”、 国 际 第 四 纪 研 究 联合 会 1001:“ 晚 第 四 纪 以 来 海 岸 演 化 记 录 ” 第 二 次 国 际 联 合 会 议 。 本 次 会 议 以 海 岸 带 过 去 地 质 环 境 演 化 为 背 景 , 重 点 围 绕 现 代人 类 活 动 、 海 岸 带 过 程 和 极 端 灾 害 事 件 展 开 讨 论 , 进 而 关 注 海 岸 带 地 质 环 境 演 化 趋 势 的 预 测 。 来 自 英 国 、 德 国 、 西 班 牙 等 14 个国 家 的 近 30 位 专 家 学 者 出 席 会 议 并 作 了 报 告 , 内 容 涉 及 海 平 面 与 海 岸 带 变 化 、 海 岸 演 化 与 人 类 作 用 、 极 端 灾 难 事 件 三 大 主题 。 各 国 学 者 分 别 以 钻 孔 岩 心 、 红 树 林 、 有 孔 虫 及 珊 瑚 礁 体 等 为 记 录 载 体 , 重 建 不 同 时 间 尺 度 的 古 环 境 , 研 究 海 平 面 变 化 与 气候 变 化 及 人 类 活 动 之 间 的 响 应 关 系 , 并 寻 找 古海 啸 等 灾 难 性 事 件 记 录 。 陈 永 胜 和 王 福 在 会 上向 国 际 同 行 介 绍 了 渤 海 湾 沿 岸 地 区 晚 更 世 新 以来 的 环 境 变 化 和 现 代 沉 积 物 测 年 研 究 的 最 新 成果 。 会 后 各 国 学 者 考 察 了 湄 南 河 三 角 洲 及 普 吉岛 西 海 岸 2004 年 海 啸 遗 迹 。 湄 南 河 三 角 洲 在海 平 面 上 升 及 地 面 沉 降 等 多 重 作 用 下 , 岸 线 在半 个 世 纪 内 向 陆 延 伸 数 十 千 米 , 海 岸 侵 蚀 严 重 ,多 座 沿 岸 建 筑 已 位 于 海 平 面 以 下 ( 照 片 )。 普 吉岛 西 岸 Pakarang、Phra Thong Island 等 多 处 地 层中 完 整 保 存 了 海 啸 记 录 。 本 次 会 议 给 我 们 提 供了 丰 富 的 信 息 以 供 参 考 , 尤 其 是 在 海 平 面 上 升 的背 景 下 , 对 沿 海 低 地 面 临 的 地 质 环 境 问 题 应 引 起高 度 重 视 。 湄 南 河 三 角 洲 地 区 可 以 作 为 一 面 “ 镜子 ”, 为 天 津 滨 海 新 区 及 渤 海 湾 的 发 展 提 供 一 些宝 贵 的 经 验 。海 岸 侵 蚀 造 成 湄 南 河 三 角 洲 的 一 处 学 校 已 经 被 海 水 淹 没 ,( 海 岸 带 与 第 四 纪 地 质 研 究 所 供 稿 )被 迫 搬 迁 , 椭 圆 处 为 原 学 校 位 置 , 距 现 代 海 堤 处 约 500 m