山東省青州市地下水類型及分布特征

王念理，王公遠

（1.青州市水利局，山東青州 262500；2.青州市抗旱服務站，山東青州 262500）

1 青州市地質(zhì)、水文地質(zhì)概況

山東省青州市地處魯中山區(qū)和魯北山前平原接壤地帶，地勢由西南部的中低山丘陵到北部的沖、洪積傾斜平原逐次降低，按照地形、地貌和地層巖性特征，我們將青州市劃分為碳酸鹽巖低山丘陵區(qū)、玄武巖分布區(qū)和山前平原及沖、洪積傾斜平原區(qū)。

1.1 碳酸鹽巖低山丘陵區(qū)

青州市西南部是典型的碳酸鹽巖（石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖）低山丘陵區(qū)，區(qū)內(nèi)巖石陡峭聳立，斷崖發(fā)育，溝谷交錯，出露的地層主要是古生界奧陶系和寒武系碳酸鹽巖類地層，其中，奧陶系是一套厚層狀豹皮灰?guī)r、灰白色中厚層狀細晶白云巖，厚層狀含燧石結核或燧石條帶的微晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖和白云巖地層；寒武系是一套薄板狀泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、中厚層竹葉狀灰?guī)r，薄層疙瘩狀—鏈條狀灰?guī)r，鮞狀灰?guī)r，黃綠色、紫色頁巖及藻凝塊灰?guī)r地層。低山丘陵區(qū)碳酸鹽巖占全部地層的80%以上，基巖裸露，植被覆蓋率低，碳酸鹽地層巖溶較發(fā)育，易于地下水的補給、徑流、蓄存，地下水動態(tài)較穩(wěn)定，但分布極不均勻。大氣降水滲入為其主要補給來源，水質(zhì)良好。

1.2 玄武巖分布區(qū)

青州市東南部的譚坊鎮(zhèn)、黃樓街道辦事處及周邊地區(qū)，廣泛分布著火山噴出巖（玄武巖）地層，部分區(qū)域玄武巖裸露，并發(fā)育有玄武巖山丘，部分區(qū)域玄武巖埋藏于第四系地層之下。玄武巖為第三系基性噴出巖，自下而上分為牛山組、堯山組兩套玄武巖噴發(fā)旋回，其中，牛山組：巖性為黑綠色厚層橄欖玄武巖、氣孔狀玄武巖；堯山組：巖性為橄欖粗玄巖，氣孔—杏仁狀橄欖玄武巖。玄武巖地層的節(jié)理構造、氣孔狀構造以及玄武巖噴發(fā)旋回間古風化殼中的砂礫石地層是玄武巖地層的主要儲水構造。地下水的主要補給來源為大氣降水和南部相鄰區(qū)域的地下水側向徑流補給，水質(zhì)良好。

1.3 山前平原及沖、洪積傾斜平原區(qū)

青州市區(qū)及北部的廣大地區(qū)屬山前平原和沖、洪積傾斜平原，地面平坦，土地肥沃，第四系地層發(fā)育，自下而上可分為大站組、平原組、山前組、臨沂組、沂河組。其中，大站組：黃土堆積，巖性主要為土黃、灰黃色亞砂土，近山前或溝底地層中多含層狀（或透鏡狀）砂礫層，總的特征是粉砂質(zhì)粘土或砂質(zhì)粘土為主；平原組分布于東北部的沖積平原上，上部為淺棕黃、淺綠灰色粉砂質(zhì)粘土、粘土及粘土質(zhì)砂層，下部為粉砂質(zhì)粘土與粘土質(zhì)粉砂層、含礫細砂層、砂礫層；山前組：巖性較雜，受下伏基巖影響較大，堅硬難風化巖石堆積物粒度較粗，松軟易風化巖石堆積物粒度則偏細，該組總體上分選性差、層理不發(fā)育、普遍含鐵錳結核；臨沂組沿河流兩側分布，地表多改造為耕地，粒度較細，以土黃色、灰黃色砂質(zhì)粘土為主，底部為粗砂、礫石層；沂河組為現(xiàn)代河流沉積物，巖性為灰黃色含礫粗砂堆積物，構成現(xiàn)代河床及低河漫灘。地下水的主要補給來源為大氣降水和南部碳酸鹽巖低山丘陵區(qū)的地下側向徑流補給，豐水期，區(qū)域內(nèi)河水亦可補給地下水，地下水徑流方向與地形坡降大體一致，即由西南向東北方向運動，地下水儲量非常豐富。

2 青州市地下水類型及分布特征

按照青州市境內(nèi)出露的地層巖性、含水層的性質(zhì)、含水層的水文地質(zhì)特征以及埋藏分布和賦存條件等，將本市地下水劃分為三大類型：即碳酸鹽巖類裂隙巖溶水，火山噴出巖類（玄武巖）孔隙、裂隙水，第四系松散巖類孔隙水。因含水地層的巖性、孔隙性質(zhì)、發(fā)育程度及所處的地貌單元和地質(zhì)構造部位不同，地下水的埋藏條件、富集程度、動態(tài)變化、水化學成分等都有其各自的特征。

2.1 碳酸鹽巖類裂隙巖溶水

碳酸鹽巖類裂隙巖溶水分布于青州市西南部的低山丘陵區(qū)和山前地帶，該類型地下水主要賦存于奧陶系和寒武系碳酸鹽巖地層的裂隙、巖溶中，一般動態(tài)較穩(wěn)定，水量較豐富，水質(zhì)良好，地下水化學類型為重碳酸鈣型水，其特點是分布極不均勻。根據(jù)埋藏條件可分為裸露型裂隙巖溶水和覆蓋型裂隙巖溶水。

2.1.1 裸露型裂隙巖溶水

裸露型裂隙巖溶水是指丘陵山區(qū)碳酸鹽地層中的溶孔、溶洞及裂隙中的地下水。該區(qū)域地表及淺部巖溶發(fā)育，深部巖溶發(fā)育程度相對較差，地下水位較深，接受大氣降水的直接補給，滲漏速度快，蓄水條件差，富水性較弱。地下水受斷裂構造和碳酸鹽地層的雙重控制，地下水埋藏大，含水層的儲水特性差異也很大。

這種類型的地下水，主要分布在青州市西南部的王墳鎮(zhèn)、廟子鎮(zhèn)、邵莊鎮(zhèn)、王府街道、益都街道及彌河鎮(zhèn)南部的裸露石灰?guī)r丘陵山區(qū)。

從前些年供水井的施工情況看，該區(qū)內(nèi)水井施工深度一般在250～300m，有些山區(qū)村莊的供水井施工深度達到500m以上，如邵莊鎮(zhèn)月山村供水井施工深度為550m，王府街道南閆村供水井的施工深度為520m，出水量一般在5～50m3/h。

2.1.2 覆蓋型裂隙巖溶水

覆蓋型裂隙巖溶水是指隱伏于第四系之下的碳酸鹽地層中的裂隙巖溶水。含水地層的巖性以奧陶系石灰?guī)r和白云巖為主，隱伏于第四系地層之下，其頂板埋深一般60～140m，因其賦存條件較好，受上游（山區(qū)）地下水徑流補給充足，裂隙、巖溶發(fā)育，富水性強，地下水非常豐富。

這種類型的地下水，主要分布在益都斷裂以南的山前地帶，即青州市彌河鎮(zhèn)官莊—赤澗—石溝河一線的山前平原區(qū)；中心醫(yī)院—大郇村—普通—東高一線的山前平原區(qū)；邵莊—文登—觀音溝—益都斷裂的山前平原區(qū)。青州市（大郇）第一水源地、青州市（赤澗）第二水源地和青州市（邵莊）應急水源地都是開采的這種類型的地下水，從三個水源地供水井的施工情況看，供水井的施工深度一般在200～250m，埋深小于150m的石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r地段，巖溶、裂隙發(fā)育，富水性強。埋深大于150m的石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r地段，巖溶、裂隙發(fā)育差，富水性相對較弱。

2.2 火山噴出巖類（玄武巖）裂隙孔隙水

火山噴出巖類（玄武巖）裂隙孔隙水，主要賦存于玄武巖的裂隙、孔隙和孔洞之中，一般可分為裂隙水、孔隙水、裂隙孔洞水和洞穴水四種類型。青州市玄武巖地區(qū)的地下水主要有兩種存在形式，一是玄武巖地層中的裂隙、孔隙水，二是玄武巖地層間或玄武巖和第三系粘土巖之間砂礫層中的孔隙水。這種類型的地下水，水化學類型為HCO3-Ca型水，水質(zhì)較好。

2.2.1 玄武巖裂隙孔隙水

玄武巖裂隙孔隙水主要指第三系玄武巖地層中賦存于玄武巖氣孔狀構造、節(jié)理構造和玄武巖構造裂隙中的地下水。具氣孔狀構造，柱狀節(jié)理、蜂窩狀孔洞及裂隙較發(fā)育的玄武巖，風化后連通性較好，富水性強。玄武巖地層的富水性與玄武巖氣孔狀構造、成巖裂隙等相關，同時受構造、地貌等因素控制，動態(tài)變化明顯。一般地形低洼，氣孔狀構造、成巖裂隙、風化裂隙構造發(fā)育地段富水性較強。這種類型的地下水，埋深不大，含水層厚度不大，出水量較小，一般在10m3/h左右，但較穩(wěn)定，水質(zhì)較好。地下水的主要補給來源為大氣降水和上游（南部）鄰區(qū)的地下徑流補給，地下水由南向北運動，玄武巖裂隙孔隙水與第四系孔隙水有較好的水力聯(lián)系。

這種類型的地下水，主要分布在青州市東南部的裸露玄武巖地區(qū)，即譚坊鎮(zhèn)東南部的鄭母村—趙坡村一線以北，張家羊村—宋池村—高家村一線以南地區(qū)。該區(qū)域地表第四系地層很薄，部分玄武巖地層裸露地表，區(qū)內(nèi)分布有玄武巖山丘，和昌樂縣大面積分布的玄武巖丘陵區(qū)緊密相連。從供水井施工情況看，供水井施工深度一般在90m左右，出水量10～20m3/h。

2.2.2 玄武巖地層間砂礫層中的孔隙水

玄武巖地層間砂礫層中的孔隙水是指玄武巖噴發(fā)旋回及玄武巖和下腹粘土巖地層間砂礫層中的地下水。砂礫層厚度1～6m，部分鈣質(zhì)膠結，埋深一般在70～140m，垂直方向上呈單層或雙層分布，區(qū)域分布受古河道控制，具有脈狀分布的特點，部分區(qū)域有湖湘沉積的特征，呈面狀分布的情況。區(qū)內(nèi)玄武巖屬第三系基性噴出巖，玄武巖地層的下部是第三系的粘土巖，玄武巖和粘土巖地層普遍被第四系地層覆蓋，覆蓋層厚度一般在20～70m不等。受大氣降水和南部上游含水地層和上覆第四系地層的徑流補給。這種類型的地下水出水量較大，一般在20～40m3/h，且水質(zhì)好，是區(qū)域內(nèi)人畜吃水和農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要取水水源。

這種類型的地下水主要分布在青州市東部的黃樓街道、譚坊鎮(zhèn)、東夏鎮(zhèn)南部和彌河鎮(zhèn)東北部的平原地區(qū)，是該區(qū)域農(nóng)村集中供水的主要取水水源，供水井施工深度受到第四系覆蓋層厚度和玄武巖地層厚度的控制，一般90～200m不等，鉆井施工過程中，一般穿透覆蓋層、玄武巖地層，進入下腹第三系粘土巖地層5～10m終孔。

2.3 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水是指第四系地層中的地下水，這種類型的地下水又分為山前平原、河谷平原地層中的孔隙水（潛水）和山前傾斜平原沖洪積層中的孔隙潛水或承壓水兩種類型，水化學類型為HCO3-Ca型水。

2.3.1 山前平原、河谷平原地層中的孔隙水

這種類型的地下水主要指彌河、石溝河、淄河中上游地段古河道堆積形成的第四系沖洪積扇中的地下水，含水層多為礫石、礫卵石、中粗砂層，含水層往往多層相互疊加，埋深不大，一般在20～80m 不等，底部一般為相對隔水的第三系玄武巖或粘土巖地層，水力性質(zhì)多為潛水或微承壓水。因為含水地層的透水性好，補給充足，所以水量豐富。

這種類型的地下水，主要分布于青州市區(qū)西南部山前地帶；市區(qū)以南的東壩至彌河小官莊一線；市區(qū)以北王母宮以西，東高村以南的山前地段和山間溝谷地帶。

2.3.2 山前傾斜平原沖洪積層中的孔隙潛水或承壓水

山前傾斜平原沖洪積層為第四系松散巖類地層，含水層巖性主要是粉細砂、細砂、中粗砂層及砂礫石地層，埋深一般從幾十米到一百五十米不等，往往有多層，水量豐富，水質(zhì)較好，底部一般為第三系粘土巖或玄武巖。這種類型的地下水廣泛分布于第四系地層中，特別是古河道之中，由于古河道的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件不同，含水地層的特點又存在較大差異，青州市西北部的良孟村—朱良村—張高村一線以西為淄河沖洪積扇，含水地層以粉細砂、中細砂為主，少量礫石地層；良孟村—朱良村—張高村一線以東地區(qū)為彌河沖洪積扇，含水地層以中粗砂、砂礫石為主。地下水受上游地下水的側向補給和大氣降水補給，儲量豐富，水位穩(wěn)定，水質(zhì)較好，易于開發(fā)。

這種類型的地下水主要分布在高柳鎮(zhèn)、何官鎮(zhèn)、東夏鎮(zhèn)等青州市北部及西北部的廣大平原地區(qū)，是青州市北部鄉(xiāng)村人畜吃水、農(nóng)田灌溉用水的主要水源，供水井的施工深度一般在120～150m，集中供水水廠的供水井，施工深度超過了200m。

3 結束語

（1）青州市地表水相對非常缺乏，河流多屬雨源型、季節(jié)性河流，汛期雨量集中，徑流量大，枯水期河流干涸，無論是石灰?guī)r山區(qū)和玄武巖山丘區(qū)，還是第四系平原地區(qū)，地下水是人畜吃水、農(nóng)田灌溉用水、城市供水和工業(yè)用水的主要取水水源。

（2）青州市西南部石灰?guī)r山區(qū)和山前平原地區(qū)，廣泛分布有碳酸鹽巖類地層，地下水類型為碳酸鹽巖類裂隙巖溶水，根據(jù)埋藏條件，地下水分為裸露型裂隙巖溶水和覆蓋型裂隙巖溶水。裸露型裂隙巖溶水含水層地質(zhì)及水文地質(zhì)情況復雜，埋藏深，分布極不均勻，開采相對困難，但水質(zhì)良好；覆蓋型巖溶裂隙水含水層，經(jīng)多年的勘查研究，地質(zhì)及水文地質(zhì)情況比較清晰，水位埋藏淺，補給充足，儲量豐富，水質(zhì)良好，是青州市城市供水的主要水源。

（3）青州市東南部的部分區(qū)域為基性火山噴出巖（玄武巖）地層，地下水類型為火山噴出巖類孔隙裂隙水，水量較豐富，水質(zhì)良好，根據(jù)地下水的賦存狀態(tài)，分為玄武巖裂隙孔隙水和玄武巖地層間砂礫層孔隙水兩種類型。

（4）青州市區(qū)及北部為山前平原和沖洪積傾斜平原，地面平坦，土地肥沃，地下水類型為松散巖類孔隙水，按照地下水的賦存狀態(tài)，分為孔隙潛水和承壓水。含水地層以砂、礫石為主，透水性強，補給充足，水量豐富，受古河道控制明顯，并且具有多層分布的特點。

（5）上述三種類型的地下水具有各自的特性和分布特征，補給來源主要是大氣降水和上游地下水側向徑流補給，其中，松散巖類孔隙水在雨季還受到河水的側向補給。補給量的大小受到大氣降水量、地形地貌、地層巖性、巖石風化程度、含水層連通性及地質(zhì)構造的影響，地下水位和含水層儲水量的大小，受旱、澇年景的影響也會發(fā)生相應的變化。