延慶平原區水文地質條件研究

李 杰 馬秉務 張學陽

（北京市勘察設計研究院有限公司，北京 100038）

0 引言

延慶區地處北京市西北部，距北京市區74 km，是首都北京的北大門。地處東經115°44′～116°34′，北緯40°16′～40°47′。東與懷柔區相鄰，南與昌平區相連，西面和北面與河北省懷來縣、赤城縣接壤。

延慶區呈東北向西南延伸的長方形，東西最長70 km，南北最寬45.5 km，總面積1992.5 km2，其中山區面積占72.8%，平原占26.2%，水面占1.0%。全境平均海拔500 m 左右。海坨山為境內最高峰，海拔2241 m，也是北京市第二高峰。

延慶平原區位于延懷盆地東部，與延慶盆地基本重合，北東南三面環山，西臨官廳水庫，東北至西南長約35 km，西北至東南寬約14 km，總面積約512 km2（不含團山山地范圍），去掉官廳水庫淹沒區的約68 km2，面積約為445 km2，約占延慶地域總面積的26%。具體見圖1。

圖1 延慶平原區遙感圖

1 延慶平原區水文地質條件

1.1 地下水分布情況

延慶平原區是典型的山間盆地。盆地中部以湖相沉積為主，沉積厚度受構造控制，總體來看，東部薄，往西逐漸增厚，沉積中心在延慶鎮以西延慶農場附近，厚度大于1000 m，北部山前比南部山前厚度大，南部一般厚度100 m，北部可達200 m 以上[3]。根據地下水的埋藏條件，結合相關地下水監測資料①北京市勘察設計研究院有限公司.延慶平原區淺層地下水觀測資料[R].2010—2018.，延慶區平原區第四系含水層（50 m 深度范圍內）可劃分為山前洪沖積扇孔隙潛水區及沖洪積扇前緣、湖相沉積承壓水區二個大區：

（1）山前洪沖積扇孔隙潛水區

盆地北、東、南三面近山處排列眾多沖洪積扇及河流臺、階地，如佛峪口河沖洪積扇、古城河沖洪積扇、康莊沖洪積扇及山間支流（最終匯入媯水河）的臺、階地等，沖洪積扇與臺、階地規模都不是很大。從山前到沖洪積扇底部，顆粒由單一的粗顆粒土層

漸變為粗細顆粒相間再漸變為細顆粒土層，呈有規律的遞變。

a.盆地北側（北起山前，南至下營村—張山營鎮—田宋營村北—卓家營村南—下郝莊南一線，西起延慶區境，東至常里營村）屬山前洪積扇后緣地區，地層主要為粗顆粒土，地下水類型主要為單一潛水，含水層主要為厚層卵石、碎石層，其水位埋深一般為10～20 m。

b.盆地北側（北起山前，南至常里營—閆莊—香營鄉一線，西起古城，東至劉斌堡）屬山前洪沖積扇區域，研究深度范圍為地層下部為洪積碎石土層，上部主要為洪沖積的黏性土、粉土、砂土夾少量卵礫石層，地下水類型主要為潛水（局部具有一定承壓性）。其中潛水含水層主要為其下洪積的卵礫石層，其埋深一般大于30 m。

c.盆地南側（康莊—八達嶺區域、山前至大泥河南—北紅門村—辛莊村—柳溝村—王木營村一線）以及盆地東側（山前至永新堡村西—東洼—南張莊村東）屬山前洪積扇區，研究深度范圍內地層主要為洪積的厚層砂卵石層，期間夾雜少量黏性土薄層，地下水類型主要為潛水，淺部局部區域可能分布少量上層滯水，潛水含水層主要為卵礫石層，地下水埋深隨地形變化起伏很大，但一般大于30 m。

（2）湖相沉積及沖洪積扇前緣承壓水區

a.延慶盆地中部（西起官廳水庫，東至團山，北起黑龍廟—老郎莊—孟莊村南—后呂莊村南—大柏老村一線，南至北園子—小北堡村北—岳家營—楊戶莊—艾官營—王木營—東小營一線）第四系地層以河流沖積與湖相沉積為主，主要為厚層黏性土、粉土夾薄層粉細砂層，其間夾極少量卵礫石層、粉細砂層及卵礫石層多呈透鏡體分布。

該區域地下水類型主要為潛水及其下的多層承壓水（50 m深度范圍內一般為2～3層），其中潛水含水層主要為淺部的黏性土、粉土層，潛水水位埋深在盆地西側地勢較低處僅為0.5～3 m，東側地勢較高處約5～8 m；深部承壓水含水層主要為薄層的粉細砂層，局部夾少量卵礫石層（三里河—民主村—百眼泉一線向東至東王化營—沈家營—楊戶莊一線附近），且含水層多以透鏡體分布，厚度一般為3～7 m，各層承壓水層壓力水頭均較大，局部承壓水水頭可接近潛水水位。

b.延慶盆地內除以上描述外的其他區域，主要包括盆地南、北側山前洪積扇的前緣，媯水河及山間支流的各級階、臺地區域，其地層主要為黏性土、粉土、砂土及卵礫石互層，地下水類型主要為潛水及其下的多層承壓水（30～50 m深度范圍內一般為2～3層），其中潛水含水層主要為粉土、砂土及卵礫石層，埋深一般10～20 m；深部承壓水含水層主要為卵礫石層（夾少量砂層），含水層厚度一般為5～10 m，各層承壓水層壓力水頭均較大，局部承壓水水頭可接近潛水水位。

1.2 地下水的補給、徑流與排泄特征

延慶盆地北、東、南三面環山，是一個相對獨立的水文地質單元，其地下水補給、徑流與排泄條件相對簡單[4]。

1.2.1 補給

本地區地下水補給來源包括大氣降水、山區側向徑流補給（河谷潛流補給）、河流入滲、農田灌溉入滲補給以及城市管網滲漏補給。

根據延慶水務部門的相關測算[3]，延慶平原區大氣降雨入滲補給與基巖側向徑流補給為第四系松散孔隙水最主要的補給來源，占主要補給量的90%以上。延慶平原區地形較為平坦，降雨徑流量較小，具有良好的入滲條件。延慶平原區三面環山，河流出山口處形成了各沖洪積扇的頂部，是河谷潛流補給的主要地帶，另外山區基巖地下水在天然狀態下以河川基流、泉、暗流等途徑排泄，并通過河床地帶向第四系地層、山前隱伏基巖及深部斷裂裂隙向平原排泄，形成山區向平原區地下水的側向補給。山前沖洪積堆積物顆粒較粗，地下水徑流條件較好，至盆地中部含水層顆粒變細，且夾有黏性土，地下水徑流條件逐漸變差，透水性亦隨之變弱。延慶平原區第四系地下水徑流一般向盆地中心流動。

除此之外，河流入滲、農田灌溉入滲補給以及城市管網滲漏補給也是該區域地下水補給的來源。延慶農灌季主要在旱季，一般為每年的3—5月及10—11月；延慶平原區河流入滲補給主要為媯水河等河流對地下水的補給，另外近年來，城市管網的滲漏也逐漸成為地下水補給的來源。

1.2.2 排泄

延慶平原區地下水的排泄方式可分為自然排泄和人工開采。自然排泄方式包括潛水蒸發、地下水溢出（泉）及側向流出。延慶區地下水溢出（泉）主要位于北部山前沖洪積扇的中下部；潛水蒸發主要指潛水通過包氣帶土層的毛細作用及植物蒸騰作用向大氣蒸發；側向流出主要指在枯水期補給官廳水庫；另外，人工開采是本區域地下水排泄的主要方式，其排泄量占本區域排泄量的50%以上。另外，近年來，延慶平原區地下水年排泄量普遍大于補給量，導致區域地下水整體呈下降趨勢，近年來該區域觀測井年平均水位埋深情況見圖2。

圖2 近年延慶區觀測井年平均水位埋深情況

1.3 地下水動態

潛水天然動態類型屬滲入-蒸發、逕流型，主要接受大氣降水入滲、山區側向徑流補給等方式補給，以蒸發及地下水側向逕流等方式排泄，其水位年變化幅度一般小于2 m。代表性觀測孔潛水地下水動態見圖3。

承壓水水天然動態類型屬滲入-逕流型，主要接受地下水側向逕流及越流等方式補給，以地下水側向逕流及越流方式排泄；其水位年變幅一般為1～3 m。代表性觀測孔承壓水地下水動態見圖4。

根據本次調查研究②北京市勘察設計研究院有限公司.延慶區地質普詳查資料[R].，延慶盆地中部歷史最高水位接近自然地面；山前洪沖積扇區域及階、臺地區，除少數地勢較低區域成為地下水溢出（泉）帶歷史最高水位較高外，其余地區歷史最高水位埋深均大于7.0 m。

2 水文地質條件分區

2.1 分區原則

本次根據調查研究結果針對延慶平原區的水文地質條件進行了分區，分區主要依據③北京市勘察設計研究院有限公司.北京市工程建設適宜性分區研究成果報告[R]，2012.如下：

（1）含水層分布及巖性：多數情況下，地層資料可直接得出含水層和隔水層分布，含水層的分布和巖性對整個水文地質分區的影響較大。

圖3 代表性觀測孔潛水地下水動態分布圖

圖4 代表性觀測孔承壓水地下水動態分布圖

（2）成因類型：研究區第四紀沉積類型主要包括河流沖積、湖相沉積以及山前洪沖積，地質成因的不同將造成含水層巖性及分布的不同。

（3）地形地貌條件及地下水埋深條件：由于研究區三面環山，自然地形由山前向平原中部緩降，導致地下水埋深情況有較大差異，地下水埋深對各區域工程建設有重要影響，因此也列為本分區依據之一。

2.2 水文地質分區及特征

根據上述原則，將延慶平原區劃分為2個大區和5個亞區，各區位置及地下水情況參見圖5及表1。

圖5 水文地質分區

表1 水文地質分區說明表

3 結論與建議

（1）延慶平原區在第四紀整個演化過程中，比北京平原上升快、反復大，地質沉積規律復雜，且研究區內主要河流（古八達嶺河和古媯水河）曾發生過流向倒轉，研究區內地下水條件復雜。

（2）根據地下水層次、埋深及含水層類型，將延慶區平原區第四系含水層（50 m 深度范圍內）劃分為山前平原洪沖積扇孔隙潛水區及沖洪積扇前緣、湖相沉積承壓水區二個大區，分別總結了兩個區地下水的分布，地下水的補給、徑流與排泄特征及動態變化特征。

（3）依據本次水文地質調查研究結果將延慶平原區劃分為2個大區和5個亞區，并總結了每個區的地下水分布特點，形成研究區水文地質分區圖表，以指導該區域工程建設。

（4）本次水文地質分區工作也相應地結合了延慶區的建設規劃情況，針對重點區域進行了重點調查，針對部分山前、建設強度較低區域調查精度可能會略有不足。

（5）本次研究主要依托延慶區的地下水位長期觀測孔，由于鉆孔數量有限且觀測時間還較短，水文地質分區圖結合部分工程鉆孔及水務部門資料完成，精度尚有不足，未來可再進一步完善。