水文地质评价

水文地质类型及其复杂程度评价~

矿区中深部水文地质条件与浅部各井田基本相似，煤系及其上覆地层各含水岩组的含水空间，以裂隙为其主要特征。由于裂隙水的补给条件较差，因此富水性一般都很弱。从浅部生产矿井实践证明，对煤层开采无较大影响。
煤系基底的奥灰岩，含水空间以溶蚀裂隙为主，由于其发育程度不同，致使其富水性具有明显的不均一性，而形成非均质的统一含水体，由于其具有区域性的水位标高，因此不但说明岩溶水的连通性良好且有着较丰富的补给来源。从邻区和区内基建和生产矿井实践证明，当巷道开拓和煤层开采水平低于区域奥灰水水位+380m高程时，均有不同程度的影响和危害。此外当奥灰岩顶面至煤层底板之间的岩层厚度，不能承受岩溶水的静水位压力时，将对煤层，特别是下组煤层的开采造成很大威胁，甚至有引起底板突水而掩没巷道的可能。根据上述情况，本区奥灰岩应属以底板岩溶充水为主，水文地质条件复杂的类型。

如前所述，浅层地温能资源开发水文地质条件评价工作分为区域性水文地质条件评价和场地性水文地质条件评价两类。区域性水文地质条件评价工作主要是为区域浅层地温能开发利用适宜性评价、开发利用区划及开发利用方式决策等服务。
区域地下水埋藏条件、含水层富水性、水质和地层温度等水文地质条件是影响区域浅层地温能资源开发利用潜力及开发利用方式的重要因素。为科学地开发利用浅层地温能资源，确保热泵采能工程的效率和效益(主要指经济效益和环境效益)，有效保护地下水资源，减小工程采能活动对周围生态环境的负面影响，必须开展区域水文地质条件调查和评价工作，对区域浅层地温能的储量、开发利用条件、开发方式、地层的储能和水热调蓄能力等一系列制约区域浅层地温能开发利用的关键性因素进行充分研究和客观评价。
一般而言，区域性水文地质条件评价工作主要包括如下内容:
①进行含水层(组)划分，查明不同含水层与隔水层的空间分布状况及厚度变化规律;②查明地下水的埋藏条件，评价不同含水层的水文地质参数(渗透性、富水性、涌水量及回灌率等)及其空间变化规律;③评价各含水层中地下水水质状况，分析区域地下水的化学特征及变化规律;④评价地下水污染状况、咸水体空间分布特征及咸水体与淡水体的接触关系等;⑤基本掌握地下水(水位、水质及水温)动态变化规律;⑥分析地下水的补给、径流、排泄条件。
鉴于浅层地温能资源的成因机制、赋存特点及其开发利用方式，浅层地温能区域水文地质条件评价的范围和深度与供水水文地质条件评价工作有所不同。一般而言，浅层地温能区域水文地质条件评价的重点范围是具有地温能开发利用可能性的区域，评价深度通常在300m以内。对于无人居住区、农田、地表水域等地源热泵工程建设可能性极小的地区，以及300m深度以下的地层，其水文地质条件评价可以不作为重点。
选择部分与浅层地温能密切相关的水文地质条件，阐述其评价工作的重点内容和要求。
(一)含水层分布及其水文地质特征
含水层空间分布状况及其水文地质特征在很大程度上反映了区域浅层地温能开发利用的经济性和适宜程度，是地温能资源开发利用潜力评价、适宜性评价和开发利用区划的重要指标，应作为区域水文地质条件评价的重点内容之一。
1.含水层空间分布状况
一般而言，开采目标层埋深越浅、厚度越大且水平方向上变化小，越有利于浅层地温能的开发利用。相对而言，开采目标层的岩性为松散岩类孔隙介质，其钻井施工费用比基岩层要低。
含水层空间分布规律评价需从地下水形成条件和赋存层位着眼，查明地表至评价深度内不同地层层序的组合关系和水平展布情况，划分地下水含水层(组)，分析不同地层厚度、埋藏深度等地层条件，并对区域地下水的埋藏条件进行评价。需要强调的是，浅层地温能的开采目标层及其上覆、下伏层位一定要作为评价的重点对象。
2.地下水赋存条件
地下水赋存条件(地层岩性、地下水埋藏条件及地下水水位等)是制约地源热泵采能工程设计的重要因素。一般而言，松散孔隙介质的钻井费用较基岩要小。对于地下水源热泵采能系统而言，如果回灌目标层为承压含水层，地下水回灌通常需要加压，回灌难度较潜水含水层要大。地下水水位埋深也是影响地下水回灌的一个重要因素。含水层水位埋深越大，可利用的自然压力水头越大，单井的回灌能力就越大。
可见，在水文地质条件评价工作中，需要对不同评价层位的岩性特征、地下水埋藏条件、地下水水位埋深等情况进行细致的分析和评价。
3.水文地质参数
地下水是地下水源热泵采能系统的传热载体。对于某一区域或某一具体场地而言，浅层地温能是否适宜选用地下水源热泵系统进行开发，必须论证该区域或工程靶区是否具备充足的供水条件和优良的回灌性能。相对而言，区域的富水性越好、回灌能力越高，工程建设所需的生产井的数量越少，建设费用也就越低。
含水层的渗透性、有效孔隙度和含水层厚度等参数是表征含水层导、储水性能的最主要参数，也是制约含水层富水性和回灌性能的重要参数。一般而言，含水层的渗透性越好、有效孔隙度越大，其富水性通常越强、回灌性能也越高。
在水文地质条件评价工作中，需要重点对含水层的渗透性、有效孔隙度、孔隙发育状况进行定量分析，并对规划开采层的富水性(单位涌水量)和回灌目标含水层的回灌率进行重点评价，为区域浅层地温能的开发潜力及开发利用方式选取提供重要的评判依据。上述参数一般需要通过水文地质勘探、野外试验及数值模拟反演参数等多种途径获取。需要指出的是，某一水文地质单元或行政区内的地下含水层通常是非均质的。为提高评价精度，常需要将评价区划分为若干个亚区。对于各个亚区，各项水文地质参数取相同值。
(二)地下水补径排及动态特征
1.地下水补径排条件
地下水的补给、径流和排泄是地下水循环的三个基本环节，也是地下水水量和水质形成的最重要控制因素。已有研究结果表明，浅层地温能开发的并不是存储于地下的静态能量，而是参与循环或调节的能量，其中不仅包括来自地球内部的能量、太阳辐射的能量，还包括人为注入或汲取的能量。在地下水的补给与排泄过程中，地下水与外界环境不仅有物质交换，还伴随着能量与信息的交换。因此，地下水补给、径流和排泄条件也是制约区域地层热量循环和调节能力的重要因素。在区域地下水的补给、径流和排泄条件评价工作中，通常需要对如下内容进行分析和评价:
(1)地下水的补给来源和排泄方式。补给来源一般包括大气降水入渗补给、地表水体入渗补给、各种人工补给方式等。地下水的排泄方式因含水层的类型和埋藏条件而异，主要包括潜水蒸发、地下水向地表水体排泄(包括泉排泄)以及数量占绝对优势的人工开采等。需要补充强调的是，对于存在多层含水层的地区，还需要分析和评价不同含水层之间的越流补给或排泄关系及强度。
(2)地下水的补给和排泄条件。为了解区域地下水系统与外界之间及系统内部不同子系统之间地下水量、化学成分及热量的交换作用的强弱情况，需要对区域地下水补给和排泄条件进行评价，并为浅层地温能开发利用的影响评价研究提供基础信息和评判依据。
(3)地下水的径流条件。地下水径流是连接地下水补给和排泄的中间环节，或者说是地下水补给量转化为排泄量的中间过程。地下水径流条件不仅表征地下水资源的更新能力，也在很大程度上决定了地下水与所流经岩土介质及外围环境之间的物质和能量交换作用的强弱。因此，研究地下水的径流特征是研究地下水资源数量、水质及水温形成的一项必不可少的内容。
地下水径流条件的好与差，取决于一系列的地质及自然地理因素，其中最重要的影响因素是含水层的渗透性和地下水水力坡度。一般说，岩层的渗透性愈好，水力坡度越大，径流条件越好，二者必须同时具备，缺一不可。
地下水径流条件评价通常需要查明区域地下水的径流方向、水力坡度、径流速度等。
2.地下水动态变化特征
地下水动态是指地下水各要素随时间的变化规律，包括水位、流量、流速、流向、水质和水温等。
从地源热泵采能系统的运行角度考虑，地下水的动态变化越小，系统的运行通常越稳定。但在某些特殊的情况下，地下水的动态变化往往也会对地源热泵采能产生有利的影响。如地下水流速的增加将有助于采能区温度场的恢复，减小因采能活动(储存热量或汲取热量)引发的温度场变化幅度及影响范围。
地下水动态变化特征评价需要对区域地下水的水位、流速、流向、水质及水温等参数的季节性波动情况及趋势性变化规律进行评价，以便为地源热泵采能工程设计提供参考依据。
需要特别指出的是，目前我国许多地区的地下水处于严重超采状态，地下水水位一直持续下降。有些地区因地下水的过量开采，甚至出现了较为严重的地面沉降、海水入侵等环境地质问题。对于这些地区，在地下水动态变化评价工作中，需要对地下水位、水质及水温变化趋势进行分析和预测。
(三)地温条件评价
尽管地源热泵采能技术对地层的温度要求不是非常苛刻，我国绝大部分地区均具备浅层地温能开发利用所需的地层温度条件，但是，从系统长期、稳定、高效运行和采能活动负面影响较低的角度考虑，区域开采目标层应具备较适宜的温度环境。为此，在水文地质调查和评价工作中应对地层温度分布、水温分布及其动态变化进行调查和评价，确定恒温带的温度和深度。
一般而言，热交换目标层及地下水的温度应高于6℃，温度太低，将导致供暖区的回水温度过低。但温度也不宜超过30℃，否则制冷期的回水温度将偏高。对于有冷暖需求的采能系统，热交换目标层的环境温度在10℃～25℃为宜。
(四)地下水水质评价
地下水水质评价是水文地质条件评价中一项非常重要的内容。对于浅层地温能开发利用而言，地下水水质能否符合要求，是否需要经过特殊的处理，是浅层地温能开发利用决策及采能工艺设计必须慎重考虑的一项重要因素。浅层地温能开发利用的地下水水质评价工作主要包括水质现状评价和水质预测评价两部分内容。具体而言，就是根据现阶段国家颁布的规范、标准，按照浅层地温能开发对水质的要求进行水质现状定量评价，查明区域地下水的物理性质、化学成分及其变化规律，分析和研究地下水水质对地源热泵采能系统设备的潜在影响，并评价和预测浅层地温能开发活动(工程建设施工及系统运行)对区域水质的潜在负面影响。
从地源热泵采能系统长期、稳定运行的角度考虑，需要结合地源热泵采能系统的实际特点开展区域水质评价工作，分析和研究区域地下水对地源热泵采能工程(地下取水工程、热交换系统等)的影响。
对地源热泵用地下水水质的基本要求是澄清、水质稳定、无腐蚀性、不滋生微生物或生物、不结垢、不阻塞等。地下水对水源热泵机组的有害成分有铁、锰、钙、镁、二氧化碳、溶解氧、氯离子等，酸碱度也是对水源热泵机组有影响的因素之一。水源热泵用地下水水质参考标准如表2－13所示。
区域地下水水质可参照《地下水质量标准》(GB/T14848－93)进行评价。鉴于地源热泵采能系统的建设与运行特点，除常规的区域地下水水质评价项目外，还需要重点对地下水的腐蚀性和结垢性进行评价。
1.腐蚀性评价
应对地下水中由于Cl－，SO2－4，CO2－3等的存在而导致对金属(如铜和碳钢)的腐蚀性作出评价。另外，地下水对管线设施的腐蚀影响，一般应在工程中通过试验(最基本的试验是挂片试验)作出评价，确定不同材料的腐蚀率。可参照工业用腐蚀系数来衡量地下水的腐蚀性，具体评价方法如下:①若腐蚀系数Kk>0，称为腐蚀性水;②腐蚀系数Kk0，称为半腐蚀性水;③腐蚀系数Kk<0，并且Kk+0.0503Ca2+<0，称为非腐蚀性水。
表2－13 地下水地源热泵水质要求表


①引自《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019－2003)。
②引自赵峰等，2005。在此文中矿化度≤500mg/L。
腐蚀性系数的计算:
对酸性水Kk=1.008×(rH++rAl3++rFe2++rMg2+－rHCO－3－rCO2－3)
对碱性水Kk=1.008×(rMg2+－rHCO－3)
式中:r———离子含量的每升毫克当量(毫摩尔)数。
2.结垢性评价
地下水中的钙盐是造成空调系统结垢的主要成分。要对地热流体中所含钙、镁和铁等组分产生结垢的可能性作出评价，评述结垢程度。对结垢较严重的地下水，在工程中还应做防垢试验，提出较为经济合理的解决办法。可参照工业用锅垢总量来衡量地下水的结垢性，具体评价方法如下:①若锅垢总量H0<125，称为锅垢很少的地下水;②锅垢总量H0=125～250，称为锅垢少的地下水;③锅垢总量H0=250～500，称为锅垢多的地下水;④锅垢总量H0≥500，称为锅垢很多的地下水。
锅垢总量的计算:
H0=S+C+36rFe2++17rAl3++20rMg2++59rCa2+
式中:S———地热流体中的悬浮物含量(mg/L);
C———胶体含量，C=SiO2+Fe2O3+Al2O3(mg/L);
r———离子含量的每升毫克当量数。
对氯离子含量高(超过25%摩尔当量)的地下水，可采用拉申指数(LARSON)判断碳酸钙的结垢趋势。拉申指数按下式计算:

浅层地温能资源评价

式中:Li———拉申指数;
Cl———氯化物或卤化物浓度;
SO4———硫酸盐浓度;
ALK———总碱度。
三项均以等当量的CaCO3(mg/L)表示。
当Li>0.5时，不结垢;当Li<0.5时，可能结垢。
3.地下水污染评价
在地下水污染区、枯咸水赋存区及地下水中存在热敏感组分的区域开发浅层地温能，如果开发利用不合理或未采取妥善的措施，容易引发含水层地下水污染问题。为避免污染的发生，需要对区域地下水环境、污染状况及潜在的热污染问题进行分析和评价，以便提前制定妥善的对策和措施。
(1)地下水污染状况评价。地下水污染问题是当前我国地下水面临的一个非常重要的问题。由于人类活动的影响，加上缺乏有效的管理与保护措施，许多地区的浅层地下水遭受不同程度的化学污染。在浅层地温能开发利用过程中，由于工程设计和施工不合理，浅层地温能开发活动沟通了上下含水层之间的联系，从而诱发未污染含水层中的地下水污染问题。为解决地下水诱发污染问题，在进行区域水质评价时，需要对区域地下水污染状况、污染源的类型及空间分布特征等进行调查和评价，分析浅层地温能开发活动对相邻地下水含水层的潜在污染风险和影响，以便提前制订处理方案和应对措施。
(2)区域劣质水调查与评价。由于地质成因作用，有些水文地质单元中不同含水层的水质相差较大。有些含水层的水质较好，是当地地下水开发利用的重要目标层位;而有些含水层的水质较差，不适宜生活或其他用途。浅层地温能开发利用过程中，钻井施工及地下水混层开采和异层回灌，容易导致不同含水层的混层污染。如华北一些地区浅层地下水为咸水，一些沿海地区也分布有局部入侵咸水体。如果处理不当，极易引发相邻含水层的污染。为防止此类事件的发生，需要对不同层位地下水水质进行分层评价，分析和预测混层污染的可能性及其影响，提前做好防范设计和制定应对措施。
(3)热敏感物质评价。有些工程采能负荷较大，且冬夏两季的供暖和制冷负荷悬殊或系统只设计单冷或单暖模式。此类热泵采能系统的长期运行，将导致局部地温场的陡增、陡降或趋势性变化，在浅部地层中形成所谓的“热堆积”和“冷窟”。如果含水层中存在对温度变化比较敏感的化学物质，可能因热污染造成水质的显著变化。因此，需要对区域水质中是否存在热敏感物质进行认真分析和调查研究，评价和预测热化学污染作用对地下水水质的潜在影响及其影响范围和程度，为区域浅层地温能资源开发利用决策及水质热污染应对措施的制定提供重要依据。
(五)区域地质环境评价
由于近年来人类活动的影响，加上特殊的地质条件，我国许多地区存在地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质环境问题。为防止浅层地温能开发诱发地质灾害，同时避免地质灾害对地源热泵采能系统的破坏和影响，指导浅层地温能的开发利用规划和地源热泵采能系统的选型和工程布局，需要对区域地质环境问题进行调查和评价。
区域环境问题调查和评价工作需要对区内地质灾害问题、发生的频率及严重程度进行调查和统计，如地面沉降、地裂缝的位置、分布范围、迹象、危害程度、形变速率等，分析诱发地质灾害的主要原因，预测地质灾害的发展趋势。

4.2.1　地下水系统划分及其特征

在东营市辖区地表下数百米以内到处分布有多层系统结构的粉砂、淤泥和粘土，除土壤水带以外，地下水充填在多层系统沉积物的孔隙中，地下水在砂层中的运移要相对比在淤泥和粘土中运移通畅得多，高渗透性层称为含水层，反之称为隔水层。辖区内地下浅部数百米的地质特征变化不大，相反地下水的盐化程度和地下水的起源却变化很大，因而这种特征被用来作为概化地下水系统的标准（图4-2，图4-3，图4-4）。

总体上，地下水可以划分为以下系统：①小清河南浅层地下淡水；②三角洲沿黄河地带浅层地下淡水；③中深层地下淡水；④深层地下淡水；⑤浅层地下卤水；⑥深层地下卤水；⑦地下微咸水和咸水（图4-5）。

小清河南地下淡水系统位干东营市辖区南部山前平原，其余地下水系统均位于三角洲地区，且在浅部分布多为微咸水和咸水，各系统特征论述如下：

1.小清河南浅层地下淡水

冲洪积扇平原水文地质区，分布于石村—颜徐—稻庄—西刘桥一线以南以西地区（基本以小清河为界），面积460km²，主要为淡水，仅北部有少量微咸水和咸水分布。浅层地下水含水介质主要为全新统和中更新统冲积洪积物，属冲洪积扇型赋存模式，具有较典型的冲洪积扇型水文地质特征。在一般情况下，40～50m左右深度内，无稳定的隔水层存在，形成潜水和微承压水。60m以下，往往具有几十米厚的粘性土隔水层，与中深层孔隙承压水水力联系较微弱。

2.三角洲沿黄河地带浅层地下淡水

三角洲冲海积物主要呈近于水平层状分布，全新世之前的沉积环境为浅海环境，然而浅部却是以强烈的冲积作用为主。由泛滥平原和决口扇形地组成的现今黄河河床带和古河床带导致了岩相的突变。形成了相对高渗透性的浅部砂体，河水的不断渗入形成了一些浅层地下淡水透镜体，它们漂浮在微咸水或咸水体之上，随着时间的推移，这些淡水透镜体的体积可能会增大或缩小，甚至消失。

3.中深层地下淡水

中深层地下淡水系统系指，含水层顶板埋深大于60m，底板埋深180～370m。孔隙承压淡水分布于官庄—陈桥—王屋—广北农场一线以南，含水介质为中更新统和下更新统冲洪积物。在古村—广饶—稻庄以南为全淡结构。该线以北为上咸下淡结构。小清河一带上部咸水底界埋深120m左右，向北逐渐加深。

图4-2　水文地质条件示意图

图4-3　浅层水文地质剖面示意图

图4-4　深层水文地质剖面示意图

中深层承压淡水含水层岩性，南部以粉细砂、细砂为主，局部有中粗砂，含水层厚40～50m，单井出水量一般大于1000m³/d。向北含水层颗粒由粗变细，含水层厚度由大变小。北部含水层岩性以粉细砂为主，含水层厚10～30m，单井出水量500～1000m³/d（局部地区单井出水量小于500m³/d）。

4.深层地下淡水

深层孔隙裂隙承压水含水岩组含水层顶板埋深大于180～370m。含水介质为上新统明化镇组上段碎屑岩类。孔隙裂隙承压淡水分布于前刘—郝家—史口镇—胜利电厂—广利联合站一线以南，该线以北在目前勘探深度（600m）内无承压淡水。承压淡水含水层岩性以中砂、中细砂及粉细砂为主，呈固结及半固结状态，由南向北颗粒逐渐变细。南部砂层累计厚40～50m，单井出水量一般大于1000m³/d。北部支脉河以北砂层累计厚度小于30m，单井出水量一般小于500m³/d。深层孔隙裂隙承压水与中深层孔隙承压水之间有厚达30余米的连续性较好的粉质粘土、粘土隔水层，二者之间水力联系微弱。

5.浅层地下卤水

沿渤海1855年以前的海岸线展布，赋存于第四系更新统海积冲积和海积地层中的地下水，其矿化度（TDS）高于50g/dm³，形成了浅层地下卤水带。卤水是由埋藏海水蒸发浓缩而成，呈带状分布，宽度10～20km不等。东营市内面积为432km²，包括广饶县东北部、东营区东南部的一部分。一般埋藏于10～40m深的粉砂层中，厚3～10m，最厚30m，形成于8万～10万年前。在卤水层之间，一般有弱隔水层，局部略具承压性。浅层卤水储量丰实，易采，单井产量大，最大可达250m³/d，矿化度40～80g/dm³，最高116g/dm³，水化学类型为Cl-Na水，是东营市卤水的主要开采区。据测算，东营市浅层卤水储量9.6×108m³。

6.深层地下卤水

深层卤水是古卤水与盐岩或石油地质构造有关的封闭型高矿化卤水，属原生卤水。主要赋存在东营市东营凹陷深部2500～3000m处，以东营西城为中心，面积为700km²的第三系中。而且在卤水下部3000～4000m处，面积为600km²，还埋藏有丰富质纯的膏盐、岩盐矿层，为盐卤开发利用提供了丰富的资源条件。分布范围东起辛镇，北至胜利村，南至六户—现河—郝家一线，西到利津洼子。该区18口井钻遇岩盐层，其中8口井己穿岩盐层，埋深3000～4000m，平均厚度440m以上，最厚达1000m余。而在岩盐层上部，普遍存在高浓度卤水。据60口井统计，卤水单层厚度一般在4m以上，有的厚达30m。坨深1井、东风10井等自喷出的卤水总矿化度200g/dm³左右，深层卤水的形成与地质构造条件、古地理环境、古水文地质条件有关。估算深层卤水储量达35×10⁸m³。东营深层卤水除含丰富的氯化钠外，更重要的是含有较高的碘、溴、锂、钾、铯、硼、铷等微量元素。尤其是碘、溴、锂、钙工业品位已达到国家单独开采和综合利用的标准。

图4-5　地下水系统划分剖面示意图

7.地下微咸水和咸水

除全淡水区外，其他地区均有厚薄不等的微咸水和咸水分布，是黄河三角洲地区含水量最大的水体，含水层厚度自南向北增厚，到广饶县卧佛庄—丁屋—广北农场一线以北在200m以浅已无地下淡水分布，微咸水与咸水连为一体，整个咸水体呈一楔形插入南部淡水体中，而最终尖灭于全淡水区。矿化度20～40g/dm³，为氯化物硫酸盐型水。在淡水与咸水之间，由于上游淡水体的补给和混合作用，存在着微咸水。总之，微咸水和咸水分布面积及体积巨大，漂浮在其上的地下淡水透镜体不可比拟。

4.2.2　地下淡水（微咸水）补给、径流、排泄条件及动态特征

1.浅层淡水（微咸水）补给、径流、排泄条件及动态特征

小清河南浅层地下淡水系统，主要接受大气降水入渗补给、河渠侧渗补给和田间灌溉回归水的补给为主，还有区外从南向北的地下水侧向径流补给。补给量的大小，受控于降水量、降水强度、地下水埋深以及包气带岩性、地形、地貌等因素。浅层地下水主要从南向北径流，人工开采是主要排泄方式。在广饶南部井灌区由于目前浅层地下水大量开采形成了大面积区域下降漏斗。根据地下水0m等水位线，1997年漏斗面积为321km²。由于地下水力坡度加大，水位埋深增加，不但改变了浅层地下水天然流场，而且使浅层地下水垂向补给，大部分消耗在包气带地层中，减少了浅层地下水垂向补给量。同时，又是造成咸水向南入侵的一个重要因素。冲洪积扇水文地质区，在石村—稻庄一线以北的浅层微咸水区，水位埋深一般在2～5m，地下水以垂直运动为主。排泄方式主要为蒸发。地下水动态与当地气象、水文密切相关，属气象—蒸发型。石村—稻庄一线以南的浅层淡水区，因大量超采，目前已形成区域下降漏斗，漏斗中心水位埋深30.25m，地下水由四周向漏斗中心水平径流运动。主要接受大气降水和周边径流补给。地下水动态为气象—开采型。动态特征主要受降水和人工开采量控制。年内，地下水动态变化的一般特征是4～6月为地下水位下降期。由于春灌和降水少以及枯水期的农业大量开采，地下水位大幅下降。7～9月降水多，农业开采减少，地下水位回升，8月或9月出现一个小峰值。10～12月，降水少，小麦冬灌，水位波状下降。1～3月较长时间无农业开采，地下水位上升。2月或3月地下水位达到年内最高值。

小清河以北，古黄河三角洲和近代黄河三角洲区，浅层孔隙潜水仅部分地区分布有浅层淡水和微咸水。浅层淡水和微咸水主要以大气降水、黄河侧渗补给、渠系入渗补给为主。根据同位素地下水年龄鉴定，大气降水的补给主要是近40年的大气降水补给为主。地下水的径流，总的来说，以现代黄河河床为地下分水岭，向黄河两侧方向及黄河下游方向呈扇状径流。在近代黄河三角洲亚区，主要沿古河道带和故道带向北径流。蒸发是地下水的主要排泄方式，有部分人工开采。浅层淡水和微咸水以垂向运动为主。地下水动态主要受大气降水、地表水、渠系入渗的影响。其动态特征与气象、水文等因素有关。地下水动态特征主要为气象—蒸发型。一般年内变化分几个阶段，每年3～4月春灌开始，地下水位开始升高，出现一个小峰值。5～6月，为枯水期，水位下降，6月底达到最低值。7～9月为丰水期，水位上升，8月水位达到最高值。10月至次年2月为调整期。

2.中深层地下淡水补给、径流、排泄条件

在支脉河以南地区，中深层孔隙承压淡水主要接受山前冲洪积扇由南向北的侧向径流补给。由于中深层承压水含水层间均具有较稳定较连续且厚度较大的粘性土隔水层，因此含水层间水力联系微弱，越流补给量较小。人工开采是主要的排泄方式。目前中深层孔隙承压水已形成广饶—石村为中心的一个南北向下降漏斗，根据-14m等水位线，1996年中深层水漏斗面积255km²。形成漏斗东西两侧中深层孔隙承压水向漏斗中心方向径流、补给。

中深层孔隙承压淡水主要受区外侧向径流补给，以水平运动为主，径流滞缓，其动态特征与当地气象水文条件等季节性变化无关，主要与开采区的开采强度有关。地下水动态特征属径流—开采型。

支脉河以南地区中深层承压水因人工大量开采，区内形成以广饶县城—石村为中心的南北向区域下降漏斗，改变了地下水天然流场，形成了漏斗周边向漏斗中心补给。地下水以水平径流运动为主。地下水动态特征，年内高水位出现在3月，5～6月水位最低，7～9月水位又逐渐抬升。地下水位总体是下降趋势。

3.深层地下淡水补给、径流、排泄条件

深层地下淡水主要接受山前冲洪积扇平原侧向径流补给。由南向北径流。人工开采是主要排泄方式。深层孔隙裂隙承压淡水补给条件差，水平径流滞缓，水交替作用微弱。牛庄地区，按-25m等水位线，1996年深层水降落漏斗面积为233km²。草桥地区，按-20m等水位线，1996年深层水降落漏斗面积为121km²。形成漏斗周边向中心的径流补给。深层孔隙裂隙承压淡水的运动主要以水平运动为主。受人工开采强度控制。其地下水动态特征为径流—开采型。

目前已形成以草桥、牛庄为中心的区域下降漏斗，形成漏斗周边向漏斗中心的补给，人工开采是主要的排泄方式。地下水动态主要受人工开采强度控制，年内2月份水位最高，5～6月水位最低，多年呈下降趋势。

4.2.3　水资源开发利用现状、未来需水量及可供水量分析

1.水资源开发利用现状

全市年均供水量（1991～1996年）141243×104m³，其中地表水131036×104m³，占92.8%；地下水10207×104m³，占7.2%。地表水供水量主要是黄河引、提水工程供水量，但引水时间与引水量大小与黄河季节来水量及当地降雨量密切相关，一般相机而供，多水多供，少水少供。1991～1996年东营市年均引黄河水量129822×104m³，占全市年均供水量的92%，占地表水年均供水量的99%。如表4-3。

表4-3　东营市1991～1996年实际供水量统计表　单位：10⁴m³/a

注：各县、区的供水量均含油田。

地下水供水受降雨量影响较大，降雨量大则农业开采量小，反之则开采量大。1991～1996年浅层地下水年均供水量8048×10⁴m³，约占地下水供水量的78.8%。中深层地下水年均供水量2159×10⁴m³，占地下水供水量的21.2%。东营市地下水年均超采2500×10⁴m³。

按用途分，工业用水17918.6×10⁴m³/a，占12.7%，城镇生活用水2962.9×10⁴m³/a，占2.1%，农业用水99632.2×104m³/a，占70.5%，畜、牧、渔业用水3104×10⁴m³/a，占2.2%，农村生活用水4645.0×10⁴m³/a，占3.3%，其他用水12980.3×10⁴m³/a，占9.2%。

2.未来需水量

预测的需水量涉及对工农业发展的估计和用水定额等未定因素。东营市水利局按工业、农业灌溉、林牧副鱼、城镇和农村居民生活用水，对黄河三角洲地区需水量进行了预测分析，划分高低两个方案。如表4-4。

表4-4　黄河三角洲地区需水量预测表　单位：104m³

3.可供水量分析

东营市可供水源包括当地地表水、黄河客水和地下淡水、微咸水。由于区内地表水受污染严重，水质较差，可利用量很小，近期不作为可利用量考虑。黄河客水可供水量分析考虑引黄时有4个限制条件：①汛期黄河来水量大于5000m³/s不能引。②含砂量大于30kg/m³不能引。③冰凌期引水天数按70%计。④由于渠道的限制，实际引水量较设计引水量小，仅为270m³/s，即为设计值的60%。以此推求黄河水资源可供水量（见表4-5）。

表4-5　现状工程条件下水资源可供水量表　单位：104m³

根据东营市需水量预测和可供水量的计算及分析结果，分别按不同保证率时的高、低方案进行水资源供需平衡分析，2000年在保证率为95%时，高方案缺水88597万m³/a，低方案及75%、50%保证率时均不缺水；2010年在保证率为95%时，高方案缺水293782万m³/a，低方案缺水102025万m³/a；在保证率为75%时，高方案缺水134134万m³/a，低方案及50%保证率时均不缺水。

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