茹建国,张全贵, 张建军

(1.陕西省地质环境监测总站,西安　710054; 2.陕西地矿综合地质大队,西安　714000)



陕西省华阴、潼关渭河滩区地下水特征及动态研究

茹建国1,张全贵2, 张建军1

(1.陕西省地质环境监测总站,西安710054; 2.陕西地矿综合地质大队,西安714000)

华阴、潼关渭河滩区地下水丰富，水位埋藏浅，地表水渭河和它的补排关系，地下自身补给、排泄和径流规律、多年动态特征以及水质状况，是本篇论文研究的重点。摸清以上地下水的特征和规律，对华阴、潼关渭河滩地区地下水开发利用前景，分析对当地的经济发展具有现实意义。

渭河滩；地下水特征；开发利用前景

1　自然概况

1.1地形地貌特征

华阴、潼关渭河滩区地处关中盆地东南部、渭河流域下游。地理坐标为东经109°53′49.84″～110°11′16.22″，北纬34°35′02.16″～34°40′02.51″。西以华阴市的方山河为界，东至潼关县的裂斜沟，北临渭河，南依渭河防护堤。

工作区为渭河南岸河漫滩，地形西高东低，地形平坦，呈条带状沿渭河南岸分布。工作区最高点位于华阴市方山河口，高程339.00 m，最低处位于潼关县裂斜沟口，高程330.00 m(图1)。

1.2气象与水文特征

区内属暖温带季风气候区，平原地区年平均气温13.5℃～14.7℃，年平均降雨量599.0 mm。

华阴、潼关滩区地处黄河流域的渭水下游，境内支流发源于南部山地，自南向北注入渭水。

渭河，自西向东横贯关中平原，在潼关港口花园入黄河，全长818 km，流域面积1.35×104km2，是黄河的最大支流。据华县下庙水文站资料，渭河多年平均径流量94.8×108m3，平均流量253.6 m3/s。

研究区渭河支流情况如表1。

表1　主要河流情况一览表

2　地层岩性与地质构造

2.1地层岩性

区内浅层(50 m)第四系沉积物，分布于渭河河漫滩，自上而下出露地层有全新统上、下段堆积物，主要岩性有粉土、粉质粘土、细砂、中粗砂等。

(1) 全新统上段冲积物(Q42al)：主要为粉土，浅黄色，稍密，粉砂含量较高，易液化，广泛分布于渭河河漫滩，厚度一般2～4 m。

(2) 全新统下段冲积物(Q41al)：主要为粉质粘土、细砂、中粗砂等，分布于渭河河漫滩，上覆全新统上段冲积物。

2.2区域构造

本区南部长期隆起的构造单元，现仍在上升。北部地质构造单元属于汾渭断陷，该区基岩深埋，以华山断裂旁的华山凹陷为最深，内有第四系沉积物，厚达1 000 m，基底中不同方向的断裂错综复杂。

固市-潼关大断裂，大致沿渭河一线东西向展布，断面北倾，倾角55°～70°，该断层现在仍有活动。

华山山前大断裂，位于华山北缘和西缘山麓地带，为断面向北或北西倾的正断层，倾角60°～80°。山地北坡高达200～500 m的断层三角面至今清晰明显。该断裂是两大地质构造单元的分界线。

观北-潼关断裂，大致以黄浦峪口经观北乡在岂峪东北进入潼关县，走向北东，倾向北西。该断层构成汾渭地堑内两个不同的地质构造单元，断层以西为夫水凹陷，以东为潼关隆起。

图1　华阴、潼关渭河河谷地形地貌图

3　滩区地下水特征

3.1渭河滩区地下水类型及特征

华阴、潼关渭河滩区浅层(50 m)地下水为松散岩类孔隙潜水，含水层主要为粉砂、细砂、中粗砂层等，隔水层主要为粉质粘土，含水层与隔水层相对稳定平缓连续。

极强富水区(>100 m3/h)，渗透系数25.94～39.36 m/d，水位埋深浅，水位年变幅0.5～1.15 m，主要由降水入渗和渭河水侧向径流补给。补给条件优越，单井涌水量大于3 000 m3/d。

3.1.1潜水位的动态变化

区内潜水含水岩组受气象、水文以及人为因素综合影响。50多年以来，黄河三门峡水库的兴建、二华排水干渠的开挖以及工业开采量的逐年增大，从而导致了不同时期潜水水位动态的差异。

区内潜水可划分为水文型、降水型和降水开采型三个动态类型区：

(1) 水文型区

分布于傍渭河约2.5 km范围内的漫滩和一级阶地以及渭河支流两侧，地表水与潜水间的水力联系密切，潜水位起伏与河水位基本吻合，只是在上升幅度上小于河水位。

据1985年距渭河不同距离观测孔资料，距渭河近，潜水位上升幅度大，滞后时间短，反之则反。不同距离处潜水位与河水位变幅比，距河1.5 km范围内，△H潜/△H河(潜水水位变幅/河水位变幅)大于0.1，河水位的升降直接影响着潜水位，而距河1.5～2.6 km范围内的一级阶地区，△H潜/△H河小于0.4，在此范围内，潜水位的升高是由于潜水向渭河排泄受阻，水位壅高以及接受降水入渗补给所致。据 1974～1992年动态资料大致以柳叶河为界，东西两部水位动态特征略有不同。之西，年均水位变幅大，反映了枯、丰水年交替的特征，如B18孔(图2)；之东，年平均水位的多年变幅则很小(B532-1孔及B624孔)，如华阴北社乡北的B632-1孔。

图2　B18孔与渭河水位过程线(1991年)

(2) 降水型区

渭河一级阶地中后部，二、三级阶地及洪积扇区。潜水水位的升降主要受降水量大小的影响。以B20、B111、B502三孔多年动态资料为例，1992年各孔潜水位下降值分别是：B20孔2.36 m，B41孔2.70 m，B602孔2.86 m，平均每年下降0.34～0.41 m。与1980年相比，降水量相当，潜水位基本一致，这一现象充分说明了近年来潜水位普遍下降主要是由于降水量偏枯引起的。1974～1992年间，二者直线相关系数达0.741 8，显示直线相关关系。年内降水主要集中在7、8、9三个月，占全年降水量的50%以上，潜水位多在l l、l 2月份才达到最高值，其水位动态与降水量变化基本吻合。

(3) 降水开采型区

主要分布于渭河一级阶地区的秦电水源地，西北二合成药厂水源地和华县城区、华阴市区以及洪积扇区的大、中型厂家的集中供水源地。该区实测的潜水位动态曲线可以看作是由大气降水的周期性成分与人工开采的趋势性变化成分迭加而成的(图3)。如位于黄河机械厂和冶金车辆厂附近的B235和B236孔水位过程线就反映了降水与开采两种成分迭加的结果(图4)。秦电一期水源地的B239、三期的B507、B531及华阴城区附近B23孔、华县莲花寺石渣厂及钢铁冶炼厂水源地附近的B664-1孔潜水水位均反映了人工开采的不同程度影响。这些孔水位过程线不同于降水型水位动态曲线，1984年后，由于降水偏枯，区内潜水水位均呈明显下降的趋势，降水开采型区的水位下降幅度大于纯降水型水位的下降幅度。1976～1980年的年均降水量与1989～1991年的年均降水量相当，降水型动态表现为两个时期潜水位基本一致，降水开采型动态则不同，后期潜水位低于前期潜水位1.0～1.6 m；1983、1984年潜水位普遍升高，但集中开采区潜水位上升值一般小于非集中开采区。从多年动态趋势看，水位动态随降水量的周期性变化较明显，人工开采使潜水位有下降的趋势，但遇丰水年，水位一般将得到恢复。年内降水主要集中在7、8、9三个月，但由于夏季开采量大和降水补给的滞后性，这一时期潜水位往往偏低。

图3　B20、B41、B50孔水位与降水量历时曲线

1.降水量；2.开采量；3.潜水水位图4　B235、B236孔水位与降水量、开采量关系图

3.1.2潜水补给、径流、排泄特征

华阴、潼关渭河滩区潜水地下水资源丰富，为松散岩类孔隙潜水，含水层主要为细砂及中粗砂等，含水层厚度稳定连续，有丰富的补给来源。

(1) 潜水的补给特征

渭河滩区潜水地下水主要为大气降水入渗及渭河水侧向径流补给，滩地岩性主要为砂土，地下水位埋深较浅，有利于大气降水的入渗补给，降雨入渗系数0.25左右；渭河水与潜水水力联系密切，渭河水位高程普遍高于滩区附近的潜水水位高程，渭河水直接通过含水层侧向径流补给地下水。

(2) 潜水的径流特征

根据滩区地下水高程等值线可以看出，地下水位埋深从河堤向渭河逐渐由深变浅，水位高程逐渐由低变高；由渭河上游方山河到下游裂斜沟，地下水位埋深没有明显的变化，地下水位高程由高变低。因此，滩区潜水位总体上从北向南、由西往东径流。

(3) 潜水的排泄特征

在渭河一级阶地后部及山前洪积扇裙前部形成东西向的洼地，称为“二华夹槽”。在洼地地下水位埋深很浅，丰水期地下水直接出露地表，二华夹槽两侧地下水向夹槽排泄，渭河滩区地下水通过一级阶地由北向南排泄。因此，滩区潜水地下水总体上从北向南到二华夹槽排泄，由西往东径流向渭河下游排泄。

在渭河滩地上施工的机井开采地下水灌溉农作物及部分生活用水，是渭河滩地地下水的排泄方式之一，灌溉为季节性开采，开采量不大。

3.2渭河滩区水质特征

(1) 渭河水质特征

根据地质资料，渭河水质较好，水化学类型为HCO3-Na·Ca型淡水，矿化度一般小于0.26～0.70g/l，总硬度168.94～339.47 mg/l，总碱度130.47～301.22 mg/l，pH质7.2～7.8，悬浮物524.6～2 239.4 mg/l。

(2) 渭河河谷潜水水质特征

渭河滩地潜水水质良好，多属HCO3-Na·Ca型淡水，局部出现HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca、HCO3·SO4·Cl- Na·Ca型淡水或微咸水。矿化度0.50～1.40 g/l。

洪积平原区与渭河冲积平原区潜水水化学特征明显有异，二华夹槽区由于人为因素的影响和自然环境的演变，导致潜水水化学类型较为复杂。总的来说，区内以淡水为特征，一般矿化度0.2～0.9 g/l，总硬度40～260 mg/l，pH值7～7.6，氯离子含量30～70 mg/l，硫酸根离子30～100 mg/l。

山前洪积扇中后部是渭河河谷地下水主要补给区之一，且地形坡降大，水交替积极，矿化作用微弱，潜水化学组分基本上反映了当地降水的水化学特征，属HCO3·SO4-Ca型淡水，其矿化度一般小于0.4 g/l。

西北二合成制药厂附近，潜水受其污染，表现为SO4-Ca型微咸水，矿化度达2.96 g/l。渭河冲积平原、塬前洪积扇以及山前洪积扇前缘地带，水化学类型较为复杂，但总的以HCO3-Ca或HC03-Na·Ca、HC03-Ca·Mg型淡水为主。HCO3·SO4·Cl-Na型淡水或微咸水沿一级阶地前缘东西向呈不连续的条带状分布。HCO3·SO4-Ca型淡水主要分布于罗敷河-长涧河的一级阶地区。

潜水矿化度绝大部分小于1.0 g/l，仅下列地带的矿化度大于1.0g/l，出现微咸水：西北二合成药厂附近、莲花寺滑坡处、秦岭电厂第二分厂，以及渭河一级阶地前缘的王宿镇西、方山排水站和北社乡西北等地。由南向北矿化度变化规律是：由洪积扇至渭河阶地，矿化度升高，至二华排水沟两侧，受其影响，矿化度降低，向北至一级阶地前缘矿化度增高，到渭河漫滩受渭河影响，矿化度又降低。潜水氯离子含量一般小于60 mg/l，硫酸根离子含量一般小于100 mg/l，总硬度一般小于450 mg/l。

据区内枯、丰水期水化学分析资料，丰水期潜水水化学组分含量低于枯水期，但其水化学类型基本一致。潜水水化学的这种年内动态变化主要与丰水期降水入渗与河水侧渗补给淡化作用有关。潜水水化学多年动态资料表明，随着潜水水位降低，潜水朝着淡化的方向发展，除Ca离子外，其它常规离子均有不同程度的降低，尤以Cl和Na+K降低最为明显。

4　结论

(1) 华阴、潼关渭河滩区为渭河南岸河漫滩，沿渭河南岸条带状不均匀分布，局部地段地形平坦开阔。地层岩性主要为全新统冲积相的粉土、粉质粘土及细砂、中粗砂等。

(2) 华阴、潼关渭河滩区浅层(50 m)地下水为松散岩类孔隙潜水，滩区潜水地下水量丰富，含水层主要为粉砂、细砂、中粗砂层等，隔水层主要为粉质粘土，含水层与隔水层相对稳定平缓连续，为极强富水区(>100 m3/h)。滩区地下水主要由大气降水下渗和渭河水侧向径流补给，滩区潜水地下水总体上从北向南、由西往东径流，排泄方式为机井开采和向渭河下游、二华夹槽排泄。

(3) 滩区潜水地下水位埋深小于10 m，由河堤向渭河地下水位埋深逐渐变浅。丰水期地下水位埋深4.35～9.10 m，枯水期地下水位埋深5.44～9.70 m，地下水位年变幅0.50～1.15 m，渭河河水位年变幅1.50～3.00 m，地下水位年变化与渭河河水位基本同步。

(4) 渭河滩地潜水水质良好，多属HCO3-Na·Ca型淡水，局部出现HCO3-Ca、HCO3·SO4-Ca、HCO3·SO4·Cl- Na·Ca型淡水或微咸水。矿化度一般小于0.50 g/l。

[1]陕西地矿第二工程勘察院.陕西省华阴、潼关渭河滩区地下水位调查报告[R].2016.4.

[2]陕西省地质调查院.关中盆地地下水资源评价报告[R].2002.10.

[3]陕西省地矿局第二水文地质工程地质队.陕西省华阴、华县平原区水文地质勘察报告[R].1992.10.

[4]张茂省,朱立峰,王晓勇.关中盆地地下水系统分析与地下水资源可持续开发利用对策[J].第四纪研究,2005,25(1):15-22.

THE FEATURES AND DYNAMIC CONDITIONS OF UNDERGROUND WATER IN TONGGUANWEIHETAN DISTRICT,HUAYIN CITY,SHAANXI PROVINCE

RU Jian-guo1，ZHANG Quan-gui2，ZHANG Jian-jun1

(1.Shaanxi Institute of Geo-Environment Monitoring,Xi’an710054,China; 2.Shaanxi Geological Comprehensive Brigade,Xi’an714000,China)

The underground water in Weihetan District is rich and close to the ground. It’s discharge and replenishment with it's surface water(Wei River), it’s underground self-replenishment, discharge, runoff rules, dynamic features and water quality in these years are the main points of this paper. It is significant to figure out it's features and regular patterns in order to exploit it and facilitate local economic development.

Wei River shoal; features of underground water; exploitation prospect

1006-4362(2016)03-0065-05

2016-04-10改回日期：2016-06-20

X143;P641

A

茹建国(1962-)，男，水工环工程师，长期从事水工环地质监测工作。E-mail:2067188470@qq.com