延庆平原区水文地质条件研究

李 杰 马秉务 张学阳

（北京市勘察设计研究院有限公司，北京 100038）

0 引言

延庆区地处北京市西北部，距北京市区74 km，是首都北京的北大门。地处东经115°44′～116°34′，北纬40°16′～40°47′。东与怀柔区相邻，南与昌平区相连，西面和北面与河北省怀来县、赤城县接壤。

延庆区呈东北向西南延伸的长方形，东西最长70 km，南北最宽45.5 km，总面积1992.5 km2，其中山区面积占72.8%，平原占26.2%，水面占1.0%。全境平均海拔500 m 左右。海坨山为境内最高峰，海拔2241 m，也是北京市第二高峰。

延庆平原区位于延怀盆地东部，与延庆盆地基本重合，北东南三面环山，西临官厅水库，东北至西南长约35 km，西北至东南宽约14 km，总面积约512 km2（不含团山山地范围），去掉官厅水库淹没区的约68 km2，面积约为445 km2，约占延庆地域总面积的26%。具体见图1。

图1 延庆平原区遥感图

1 延庆平原区水文地质条件

1.1 地下水分布情况

延庆平原区是典型的山间盆地。盆地中部以湖相沉积为主，沉积厚度受构造控制，总体来看，东部薄，往西逐渐增厚，沉积中心在延庆镇以西延庆农场附近，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，北部可达200 m 以上[3]。根据地下水的埋藏条件，结合相关地下水监测资料①北京市勘察设计研究院有限公司.延庆平原区浅层地下水观测资料[R].2010—2018.，延庆区平原区第四系含水层（50 m 深度范围内）可划分为山前洪冲积扇孔隙潜水区及冲洪积扇前缘、湖相沉积承压水区二个大区：

（1）山前洪冲积扇孔隙潜水区

盆地北、东、南三面近山处排列众多冲洪积扇及河流台、阶地，如佛峪口河冲洪积扇、古城河冲洪积扇、康庄冲洪积扇及山间支流（最终汇入妫水河）的台、阶地等，冲洪积扇与台、阶地规模都不是很大。从山前到冲洪积扇底部，颗粒由单一的粗颗粒土层

渐变为粗细颗粒相间再渐变为细颗粒土层，呈有规律的递变。

a.盆地北侧（北起山前，南至下营村—张山营镇—田宋营村北—卓家营村南—下郝庄南一线，西起延庆区境，东至常里营村）属山前洪积扇后缘地区，地层主要为粗颗粒土，地下水类型主要为单一潜水，含水层主要为厚层卵石、碎石层，其水位埋深一般为10～20 m。

b.盆地北侧（北起山前，南至常里营—闫庄—香营乡一线，西起古城，东至刘斌堡）属山前洪冲积扇区域，研究深度范围为地层下部为洪积碎石土层，上部主要为洪冲积的黏性土、粉土、砂土夹少量卵砾石层，地下水类型主要为潜水（局部具有一定承压性）。其中潜水含水层主要为其下洪积的卵砾石层，其埋深一般大于30 m。

c.盆地南侧（康庄—八达岭区域、山前至大泥河南—北红门村—辛庄村—柳沟村—王木营村一线）以及盆地东侧（山前至永新堡村西—东洼—南张庄村东）属山前洪积扇区，研究深度范围内地层主要为洪积的厚层砂卵石层，期间夹杂少量黏性土薄层，地下水类型主要为潜水，浅部局部区域可能分布少量上层滞水，潜水含水层主要为卵砾石层，地下水埋深随地形变化起伏很大，但一般大于30 m。

（2）湖相沉积及冲洪积扇前缘承压水区

a.延庆盆地中部（西起官厅水库，东至团山，北起黑龙庙—老郎庄—孟庄村南—后吕庄村南—大柏老村一线，南至北园子—小北堡村北—岳家营—杨户庄—艾官营—王木营—东小营一线）第四系地层以河流冲积与湖相沉积为主，主要为厚层黏性土、粉土夹薄层粉细砂层，其间夹极少量卵砾石层、粉细砂层及卵砾石层多呈透镜体分布。

该区域地下水类型主要为潜水及其下的多层承压水（50 m深度范围内一般为2～3层），其中潜水含水层主要为浅部的黏性土、粉土层，潜水水位埋深在盆地西侧地势较低处仅为0.5～3 m，东侧地势较高处约5～8 m；深部承压水含水层主要为薄层的粉细砂层，局部夹少量卵砾石层（三里河—民主村—百眼泉一线向东至东王化营—沈家营—杨户庄一线附近），且含水层多以透镜体分布，厚度一般为3～7 m，各层承压水层压力水头均较大，局部承压水水头可接近潜水水位。

b.延庆盆地内除以上描述外的其他区域，主要包括盆地南、北侧山前洪积扇的前缘，妫水河及山间支流的各级阶、台地区域，其地层主要为黏性土、粉土、砂土及卵砾石互层，地下水类型主要为潜水及其下的多层承压水（30～50 m深度范围内一般为2～3层），其中潜水含水层主要为粉土、砂土及卵砾石层，埋深一般10～20 m；深部承压水含水层主要为卵砾石层（夹少量砂层），含水层厚度一般为5～10 m，各层承压水层压力水头均较大，局部承压水水头可接近潜水水位。

1.2 地下水的补给、径流与排泄特征

延庆盆地北、东、南三面环山，是一个相对独立的水文地质单元，其地下水补给、径流与排泄条件相对简单[4]。

1.2.1 补给

本地区地下水补给来源包括大气降水、山区侧向径流补给（河谷潜流补给）、河流入渗、农田灌溉入渗补给以及城市管网渗漏补给。

根据延庆水务部门的相关测算[3]，延庆平原区大气降雨入渗补给与基岩侧向径流补给为第四系松散孔隙水最主要的补给来源，占主要补给量的90%以上。延庆平原区地形较为平坦，降雨径流量较小，具有良好的入渗条件。延庆平原区三面环山，河流出山口处形成了各冲洪积扇的顶部，是河谷潜流补给的主要地带，另外山区基岩地下水在天然状态下以河川基流、泉、暗流等途径排泄，并通过河床地带向第四系地层、山前隐伏基岩及深部断裂裂隙向平原排泄，形成山区向平原区地下水的侧向补给。山前冲洪积堆积物颗粒较粗，地下水径流条件较好，至盆地中部含水层颗粒变细，且夹有黏性土，地下水径流条件逐渐变差，透水性亦随之变弱。延庆平原区第四系地下水径流一般向盆地中心流动。

除此之外，河流入渗、农田灌溉入渗补给以及城市管网渗漏补给也是该区域地下水补给的来源。延庆农灌季主要在旱季，一般为每年的3—5月及10—11月；延庆平原区河流入渗补给主要为妫水河等河流对地下水的补给，另外近年来，城市管网的渗漏也逐渐成为地下水补给的来源。

1.2.2 排泄

延庆平原区地下水的排泄方式可分为自然排泄和人工开采。自然排泄方式包括潜水蒸发、地下水溢出（泉）及侧向流出。延庆区地下水溢出（泉）主要位于北部山前冲洪积扇的中下部；潜水蒸发主要指潜水通过包气带土层的毛细作用及植物蒸腾作用向大气蒸发；侧向流出主要指在枯水期补给官厅水库；另外，人工开采是本区域地下水排泄的主要方式，其排泄量占本区域排泄量的50%以上。另外，近年来，延庆平原区地下水年排泄量普遍大于补给量，导致区域地下水整体呈下降趋势，近年来该区域观测井年平均水位埋深情况见图2。

图2 近年延庆区观测井年平均水位埋深情况

1.3 地下水动态

潜水天然动态类型属渗入-蒸发、迳流型，主要接受大气降水入渗、山区侧向径流补给等方式补给，以蒸发及地下水侧向迳流等方式排泄，其水位年变化幅度一般小于2 m。代表性观测孔潜水地下水动态见图3。

承压水水天然动态类型属渗入-迳流型，主要接受地下水侧向迳流及越流等方式补给，以地下水侧向迳流及越流方式排泄；其水位年变幅一般为1～3 m。代表性观测孔承压水地下水动态见图4。

根据本次调查研究②北京市勘察设计研究院有限公司.延庆区地质普详查资料[R].，延庆盆地中部历史最高水位接近自然地面；山前洪冲积扇区域及阶、台地区，除少数地势较低区域成为地下水溢出（泉）带历史最高水位较高外，其余地区历史最高水位埋深均大于7.0 m。

2 水文地质条件分区

2.1 分区原则

本次根据调查研究结果针对延庆平原区的水文地质条件进行了分区，分区主要依据③北京市勘察设计研究院有限公司.北京市工程建设适宜性分区研究成果报告[R]，2012.如下：

（1）含水层分布及岩性：多数情况下，地层资料可直接得出含水层和隔水层分布，含水层的分布和岩性对整个水文地质分区的影响较大。

图3 代表性观测孔潜水地下水动态分布图

图4 代表性观测孔承压水地下水动态分布图

（2）成因类型：研究区第四纪沉积类型主要包括河流冲积、湖相沉积以及山前洪冲积，地质成因的不同将造成含水层岩性及分布的不同。

（3）地形地貌条件及地下水埋深条件：由于研究区三面环山，自然地形由山前向平原中部缓降，导致地下水埋深情况有较大差异，地下水埋深对各区域工程建设有重要影响，因此也列为本分区依据之一。

2.2 水文地质分区及特征

根据上述原则，将延庆平原区划分为2个大区和5个亚区，各区位置及地下水情况参见图5及表1。

图5 水文地质分区

表1 水文地质分区说明表

3 结论与建议

（1）延庆平原区在第四纪整个演化过程中，比北京平原上升快、反复大，地质沉积规律复杂，且研究区内主要河流（古八达岭河和古妫水河）曾发生过流向倒转，研究区内地下水条件复杂。

（2）根据地下水层次、埋深及含水层类型，将延庆区平原区第四系含水层（50 m 深度范围内）划分为山前平原洪冲积扇孔隙潜水区及冲洪积扇前缘、湖相沉积承压水区二个大区，分别总结了两个区地下水的分布，地下水的补给、径流与排泄特征及动态变化特征。

（3）依据本次水文地质调查研究结果将延庆平原区划分为2个大区和5个亚区，并总结了每个区的地下水分布特点，形成研究区水文地质分区图表，以指导该区域工程建设。

（4）本次水文地质分区工作也相应地结合了延庆区的建设规划情况，针对重点区域进行了重点调查，针对部分山前、建设强度较低区域调查精度可能会略有不足。

（5）本次研究主要依托延庆区的地下水位长期观测孔，由于钻孔数量有限且观测时间还较短，水文地质分区图结合部分工程钻孔及水务部门资料完成，精度尚有不足，未来可再进一步完善。