北京岩溶水系统划分及特征分析.pdf

北京岩溶水系统划分及特征分析 王晓红 1，刘久荣2，辛宝东2，叶 超2，沈媛媛2 摘 要：岩溶水是北京市重要的战略后备水源， 在城市供水方面发挥了重大作用， 岩溶水系统划分对于掌握岩溶水资源、 合理开发利用岩溶水是至关重要的。本文结合地质构造、地形地貌、水文地质条件，考虑含水岩组的连续性、不同级 别地表水分水岭、地质构造的水文地质性质，将北京地区划分为 3 个一级岩溶水系统、7 个二级岩溶水系统、16 个三 级岩溶水系统。其中隐伏型岩溶水系统无裸露的可溶岩或零星分布，天然资源少，地下水径流方向主要受开采影响， 与上覆孔隙水有密切的水力联系。山前型岩溶水系统可溶岩分布于山区和平原，岩溶水天然补给资源丰富，含水层厚 度大、分布广，调蓄能力强，开发利用程度高，排泄区有明显的阻水边界，储水能力强。山区型岩溶水系统可溶岩分 布于山区，地下水向河谷、低洼处径流，排泄速度快，储存能力差，开采井零星分布，开发利用程度低。 关键词：岩溶水；系统划分；划分原则；划分方法；系统边界 中图分类号：P641.134 文献标识码：A 文章编号：1007-1903（2016）03-0008-08 基金项目：北京岩溶水资源勘查评价工程（京发改 20111215 号） 作者简介：王晓红（1965- ），女，硕士，教高，主要从事地下水资源研究；E-mail：wangxiao640 Division and Characterization Analysis of Karst Groundwater System in Beijing WANG Xiaohong, LIU Jiurong, XIN Baodong, YE Chao, SHEN Yuanyuan (1. Information Centre of Beijing Geology Prospecting 2. Beijing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, Beijing100195) Abstract: Karst groundwater is an important strategic water reserve for Beijing and has played a great role in the water supply of the city. It is essential to divide karst groundwater systems for the management of the water resource, as well as for the rational development and utilization of karst groundwater. The present article, with regard to the geological structure and the topographical and hydrogeological conditions, explains the division of the Beijing karst groundwater into 3 primary systems, 7 secondary subsystems and 16 thirdly subsystems, according to the continuity of aquifers, the hydrogeological properties of different levels of surface water, and the geological structure. Amongst these systems, the hidden karst groundwater system is not exposed soluble or scattered rocks, and has less natural resources, with groundwater flow direction due to the impact of mining, and has a close contact with overlying pore groundwater. Soluble rocks of piedmont karst groundwater system are distributed in the mountains and plains, with rich recharge resources, large aquifer thickness and wide distribution, strong regulation and storage capacity, high development level, significant water blocking discharge zone boundary. Soluble rocks of mountainous karst groundwater system are distributed in the mountains with groundwater runoff to the river valley and low-lying area, high discharge speed, poor storage capacity, production wells scattered and low development level. Keywords: Karst groundwater; System division; Division principle; Division method; System boundary 岩溶水是北京市重要的战略后备水源，在城市供 水方面发挥了重大作用，尤其在连续干旱年份，四季 青、中桥、张坊等应急水源地的运行，缓解了城市供 doi:10.3969/j.issn.1007-1903.2016.03.002 Vo1.11 No.3 September，2016 第 11 卷 第 3 期 2016 年 9 月 （1. 北京市地勘局信息中心，北京 100195；2. 北京市水文地质工程地质大队，北京 100195） 水危机。 为了合理开发利用岩溶水， 掌握岩溶水资源， 正确划分岩溶水系统是至关重要的。 1963 年 Toth 提出了地下水流动系统理论，1980 年 城市地质第11卷 第3期09 1 北京岩溶水系统基本特征 北京岩溶水系统具有以下基本结构和主要特征： （1）岩溶水系统边界由阻水构造、隔水地层、 地下分水岭、地表分水岭等组成，系统内不同含水岩 组具有统一的水动力场和水化学场。十渡长沟岩溶 水系统边界由黄庄高丽营断裂、下马岭组页岩、富 合村庄户台地表分水岭、拒马河地表分水岭组成， 蓟县系雾迷山组岩溶地下水整体上由西北向东南径 流，水化学类型主要为 HCO3-CaMg 型，溶解性总 固体、总硬度、主要的阴阳离子等含量都呈现出由北 部山区向东南山前地区逐渐降低的趋势。 （2）北京地区可溶岩分布面积广，山区可溶岩 地层呈条块状北东向展布。隐伏区可溶岩地层埋藏深 度不均，埋藏深度从几十米至上千米，张坊水源地岩 溶含水岩组埋藏深度最浅，石景山地区最厚，揭示的 埋藏深度约 1500m 左右。可溶岩含水岩组水文地质 参数各向异性，富水性不均一，在岩溶裂隙发育段形 成强径流带，可溶岩含水层渗透性好、导水性强。 （3）大气降水是岩溶水系统主要补给来源，时 间上呈季节集中性补给，空间上呈分散性面状补给。 岩溶水的自然排泄为集中性的和常年性的，山前一带 以泉的形式呈点状排泄，如高庄泉、甘池泉等；在河 流沿岸呈线状排泄，拒马河六渡沿岸，有多个泉点出 露，呈线状向拒马河排泄。 （4）山前地区岩溶水补给条件好，调蓄能力强， 具备开发集中供水水源地条件。山前岩溶水补给区可 溶岩分布范围大，地层连续、平缓，接受大量的大气 降水补给，汇集排泄区储存量巨大，岩溶水多年调节 性强，水量、水位动态较稳定，变化幅度较小，为富 水地段，具备好的开采条件，可开发为集中供水的大 型水源地，如中桥水源地、张坊岩溶水应急水源地、 四季青水源地等。 （5）岩溶地下水与上覆第四系地下水和地表水 联系密切，具有相互转化的特点。永定河雁翅三家 店段，河水流经灰岩地层时，大量地表水转化为地下 水，四季青一带的岩溶水与上覆第四系地下水水位关 系随着水源地开采规模的增加而发生变化；拒马河地 表水与地下水关系密切，上游（五渡以上）岩溶地下 后，Toth 和 G. Engelen 进一步发展了地下水流动系统理 论（Toth，1980；Engelen et al.，1986）。我国是在 20 世纪80年代将系统的概念引入地下水工作的 （陈梦熊， 1987），随后多位学者对地下水系统进行了研究（陈 梦熊等，2002；陈雨孙等，1994；王大纯等，1995； 侯光才等，2004）。在岩溶水系统方面也有学者展开 了相关工作，探讨了岩溶水系统的概念，研究了北方 岩溶地下水系统的结构和水循环特征（梁永平等， 2005；杨会峰等，2009；梁永平等，2010；方向清等， 2011）。 北京岩溶水系统的研究始于 20 世纪 90 年代， 1990 年开展的中国北方岩溶地下水资源分布评价及 预测的研究项目， 对北京地区划分了两个岩溶水系统， 玉泉山岩溶水系统和高庄甘池泉岩溶水系统，其它 地区未划分（刘仁启等，1992）。2000 年由北京市 地质矿产勘查开发局与中科院地质与地球物理研究所 合作完成的北京地区岩溶地下水资源研究与开发利 用工程可行性研究报告，按照碳酸盐岩的分布、岩 溶地下水补径排条件、 岩溶水含水岩组与相对隔水层， 初步将北京岩溶水划分为“房山长沟周口店”“西 山鲁家滩玉泉山”“昌平高崖口南口”“昌平 十三陵桃峪口”“延庆旧县石槽”“顺义二十里 长山平谷盆地”和“大兴迭隆起”等 7 个岩溶水分 布区（李宇等，2009）。2003 年开展的首都地区地 下水资源与环境调查评价项目，依据“系统理论”划 分了北京地下水系统，首先按含水层介质、水循环和 水动力类型与特征划分出孔隙地下水、岩溶裂隙地下 水和裂隙地下水 3 个二级系统，再根据地貌单元、地 下水赋存条件和水力联系等，划分了 6 个松散孔隙水 三级子系统，7 个岩溶裂隙水三级子系统。岩溶裂隙 水系统划分范围及边界与 7 个岩溶分布区相同，该项 目仅在西山、房山、平谷开展调查，勘察精度有限， 划分的系统边界有待探讨（北京市地质矿产勘查开发 局等，2008）。 本次工作是在前人研究的基础上， 依据地质构造、 地形地貌、水文地质条件，考虑含水岩组的连续性、 不同级别地表水分水岭、地质构造的水文地质性质， 全面划分北京地区岩溶水系统。 2016 年 10 水向河流排泄，丰水期河水流经山前平原区时存在着 地表水对地下水的补给。 （6）岩溶水交替条件好，更新能力强，水化学 类型以 HCO3-CaMg 型为主，水质优良。应用同位 素技术查明了北京岩溶水年龄较新、更新能力强。泉 水对降水响应快，年龄最新，房山、昌平、怀柔的岩 溶水年龄次之，通州的岩溶水相对偏老。 2 北京岩溶水系统划分原则 本次岩溶水系统划分主要遵循以下原则： （1）构造控水原则 根据北京主要构造体系、大型侵入岩体，确定北 京岩溶水系统边界。如黄庄高丽营断裂、南口孙 河断裂、南苑通县断裂、二十里长山断裂、髫髻山 向斜等。 （2）以主要开采岩溶含水岩组为主原则 北京地区主要岩溶含水岩组洼里砾岩、奥陶系、 寒武青白口系、蓟县系、长城系，在平面、垂向上 广泛分布，系统划分时，主要考虑当前开采层位的补 径排条件。 （3）以地下水流系统为主、含水层系统为辅原 则 岩溶水系统划分是以岩溶水流动系统为主，依据 岩溶水流动特征，分析岩溶水流的整体性和连续性， 划分的系统具有完整的岩溶水补、径、排过程。再考 虑岩溶水含水层系统，判断含水层的整体性以及含水 层之间的水力联系。 （4）以供水水源为主原则 北京地区分布大量雾迷山组地热资源，本次勘查 主要考虑可做供水水源的岩溶水，不考虑地热水。 （5）等级结构原则 岩溶水系统和一般系统一样， 具有很强的层次性， 系统划分时应考虑系统等级，按由高级到低级的次序 逐步深入地分析。首先考虑大型地质构造、大型岩体 划分一级岩溶水系统，再考虑构造断裂、水文、地貌 划分二级岩溶水系统，最后考虑含水岩组、岩溶水流 场、岩溶水之间的水力联系等划分三级岩溶水系统。 （6）为资源评价与开发利用服务原则 岩溶水系统划分应与岩溶水资源计算相结合，易 于岩溶水资源评价与开发利用，不应对资源评价结果 产生影响，保证资源量准确度。 3 北京岩溶水系统划分方法 为正确评价、合理开发利用岩溶水资源，根据多 年来对北京岩溶水的认识，采用以下方法进行岩溶水 系统划分。 （1）开展水文地质调查工作。充分收集工作区 地质、水文地质资料，总结前人研究成果。结合岩溶 水的特点、研究程度和存在的主要问题，编写工作设 计，布置水文地质调查工作量，调查岩溶地貌、地层、 构造、裂隙节理、泉水、水井、地表水、地下水水位、 水质和开采状况等内容。重点放在水源地勘查区、系 统边界。 （2） 从岩溶水排泄点入手。 注重岩溶大泉的分布、 井群的分布，实测泉水流量，统计岩溶水的开采量。 （3）查找岩溶水补给源。分析可溶岩含水岩组 的分布规律，圈定裸露区、隐伏区可溶岩分布范围， 查明岩溶地下水与河水的关系、岩溶水与第四系地下 水或其它含水层的关系、非可溶岩与岩溶水的关系， 圈定地表水体的汇水范围。 （4）研究岩溶水渗流场。利用岩溶地下水水位 普测数据，确定岩溶地下水的流向。从岩溶水多年动 态监测数据，掌握岩溶水年内、年际水位变化趋势。 根据钻孔成果资料， 分析可溶岩溶洞、 裂隙发育情况， 结合抽水试验数据， 掌握岩溶地下水强径流带在平面、 垂向上的分布。 （5）依据地表分水岭、地下分水岭、阻水构造、 阻水岩体、相对隔水地层等，确定岩溶水系统边界。 重点关注山区地下分水岭与地表分水岭是否一致、隐 伏区断裂带性质，布设水文地质踏勘剖面，开展遥感 解释、地面物探，在断裂两侧布置勘探孔，通过抽水 试验、地下水位、水化学、同位素等查明断裂性质。 （6）针对北京地区制定岩溶水系统划分原则。 按制定的系统划分原则分级进行划分，并阐述各岩溶 水系统的基本结构与主要特征，包括系统边界、岩溶 水的补给与排泄、水动力场和水化学场等。 王晓红等：北京岩溶水系统划分及特征分析 城市地质第11卷 第3期11 （7） 系统检验。 岩溶水系统划分结果初步确定后， 应查看系统之间是否存在水力联系、系统边界是否正 确， 划分结果能否保证岩溶水资源计算与评价正确性， 是否有利于岩溶水资源的开发利用。如不适用，重新 划分。 （8）采用同行评议方法，判定北京岩溶水系统 划分的正确性。本次划分的岩溶水系统，经多次邀请 水文地质专家共同探讨、研究，最终确定划分方案。 4 北京岩溶水系统划分 依据岩溶水系统划分原则，运用岩溶水系统划分 方法，划分了 3 个一级岩溶水系统、7 个二级岩溶水 系统、16 个三级岩溶水系统（表 1、图 1）。下面进 行详细论述。 4.1 房山昌平岩溶水系统 该系统为一级岩溶水系统，分为 2 个二级岩溶水 系统、7 个三级岩溶水系统。 4.1.1 西山岩溶水系统 - 该系统为二级岩溶水系统，分为 5 个三级岩溶水 系统。 （1）十渡长沟岩溶水系统 - 1 分布在马鞍村张坊甘池一带，面积 636.90 km2。北部边界以富合村庄户台鸽子台水库为界； 西边界至北京与河北省界，为水量流入边界，南边界 为拒马河地表分水岭，东北界至北岭向斜西南翼的青 白口系下马岭组页岩，为相对阻水边界；东南部边界 以牛口峪长沟逆断层为界，断裂东南侧为石炭二 叠系页岩、砂岩，形成相对隔水边界。上部边界，山 区蓟县系雾迷山组、铁岭组白云岩裸露于地表，直接 接受大气降水补给，山前地区雾迷山组白云岩隐伏于 第四系之下，厚度小于 30m。 十渡长沟岩溶水系统岩溶水的主要补给来源为 可溶岩大气降水入渗，径流方向由西北向东南，排泄 方式以人工开采、地表水基流、泉水为主，丰水年份 拒马河两侧的地下水向河中排泄，枯水年份来水量少 的情况下，地表水会向地下水补给。已建水源地为张 坊应急水源地。 （2）鱼谷洞岩溶水系统 - 2 分布于芦子水东村一带，面积 76.06km2。北部 边界为百花山髫髻山向斜轴部地表分水岭，岩性为 表 1 岩溶水系统划分表 Tab.1 division table of karst groundwater system in Beijing 一级岩溶水系统二级岩溶水系统三级岩溶水系统 房山昌平岩溶水系统 - 西山岩溶水系统 - 1十渡长沟岩溶水系统 - 2鱼谷洞岩溶水系统 - 3玉泉山潭柘寺岩溶水系统 - 4黑龙关磁家务岩溶水系统 - 5沿河城岩溶水系统 - 昌平岩溶水系统 - 1高崖口岩溶水系统 - 2十三陵桃峪口岩溶水系统 延庆怀柔岩溶水系统 - 延庆岩溶水系统 - 1延庆岩溶水系统 - 千家店九渡河岩溶 水系统 - 1千家店岩溶水系统 - 2琉璃河岩溶水系统 - 3九渡河岩溶水系统 - 4西田各庄岩溶水系统 大兴平谷岩溶水系统 - 顺平岩溶水系统 - 1顺平岩溶水系统 - 北务岩溶水系统 - 1北务岩溶水系统 - 大兴通州岩溶水系 统 - 1大兴岩溶水系统 - 2龙旺庄岩溶水系统 2016 年 12 侏罗系火山碎屑岩， 东边界为地表分水岭；西至省界， 为水量流出边界，南、西南部及底部边界为下马岭组 页岩， 为相对阻水边界。 上部边界为裸露的碳酸盐岩， 直接接受大气降水补给，北部山区侏罗系碎屑岩降水 时形成的地表径流以及降水渗入地层后出露的泉水， 流经灰岩地层，对奥陶系含水岩组给予间接补给。该 系统岩溶水由东向西径流， 以地下潜流形式流出系统。 （3）玉泉山潭柘寺岩溶水系统 - 3 分布在南辛房四季青、军庄温泉，面积 1318.68 km2。 西北界为百花山髫髻山向斜轴部地表分水岭。 东北边界为南口断裂，该断裂两侧大部分地层为青白 口系， 为相对隔水边界， 局部地段断裂两侧为寒武系， 有一定的水量交换，为流量边界。东南界为黄庄高 丽营断裂，断裂不同段对奥陶系岩溶水具有不同的控 制作用，边界性质具有分段特性 , 大钟寺羊坊段为 流量边界，其断裂两侧奥陶系灰岩存在断层接触；羊 坊店以西段，断裂西北侧为八宝山断裂上盘，其主要 岩层为蓟县系雾迷山组白云岩，断裂东南侧为北京凹 陷，主要岩层为第三系半胶结砾岩，该段断裂作为相 对阻水边界。 西界为黑龙关泉域的东部边界， 大安山 红煤厂断裂为逆冲断裂，铁岭组白云岩含水岩组与奥 陶寒武系含水岩组直接接触，有一定的水力联系， 断裂东部分布大面积下马岭组板岩、千枚岩，为隔水 边界。南界为大石河背斜轴部河北镇三福村，其中 河北泉地段地下水向河道排泄，为水量流出边界，东 庄子三福村一带大石河河水侧向补给奥陶系岩溶地 下水，为水量流入边界，其它地段为隔水边界。 山区裸露的可溶岩地层为系统的顶部边界，接受 大气降水补给，平原区隐伏的可溶岩含水层与上覆第 四系有一定的垂向交换量，为流量边界；底部边界为 下马岭组页岩，为相对隔水边界。 该系统可溶岩含水岩组为奥陶系灰岩、寒武系白 云质灰岩、蓟县系白云岩、洼里砾岩、井儿峪组泥灰 岩，主要取水层位为奥陶系含水岩组。奥陶系岩溶水 在军庄、鲁家滩地区接受大气降水补给、永定河水渗 漏补给及非可溶岩的间接补给，总体上由西南向东北 径流，排泄量以人工开采为主，主要的水源地有水源 三厂、石景山、航天三院、门头沟等。河北泉流量在 大石河河道渗入黑龙关磁家务岩溶水系统。大石河 侧向流出量进入玉泉山潭柘寺岩溶水系统。 （4）黑龙关磁家务岩溶水系统 - 4 分布于杨林水、霞云岭、南窖、磁家务、娄子水 一带，面积 606.61km2。西以地表分水岭为界，西北 边界为百花山髫髻山向斜轴部地表分水岭；东北部 北段边界为大安山教军场断裂和下马岭组千枚岩， 为相对阻水边界 ； 东北部南段边界为大石河背斜轴部， 河北泉地段接受玉泉山潭柘寺岩溶水系统的河北泉 域地下水对河道排泄量，为水量流入边界，三福村一 带大石河河水侧向补给玉泉山潭柘寺岩溶水系统， 为水量流出边界；东南至黄庄高丽营断裂，南部边界 为下马岭组页岩，为相对隔水边界。 主要含水岩组为奥陶系和寒武系灰岩、雾迷山组 和铁岭组白云岩、井儿峪组泥灰岩，接受可溶岩大气 降水入渗补给和非可溶岩间接补给，蓟县系含水岩组 自西南向东北径流，寒武奥陶系含水岩组由西北流向 东南，以人工开采和泉的形式排泄。 （5）沿河城岩溶水系统 - 5 分布于齐家庄、江水河、向阳口一带，面积 953.64km2。北以地表分水岭为界，南至百花山髫髻 图 1 北京岩溶水系统划分及边界概化图 Fig.1 karst groundwater system division and boundary conceptualization diagram in Beijing 王晓红等：北京岩溶水系统划分及特征分析 城市地质第11卷 第3期13 山向斜轴部地表分水岭，西部以地表分水岭为界，东 北至娘娘庙坨背斜轴部、於白断裂，南部为水量流出 边界，北部局部地段为流入边界。主要可溶岩含水岩 组为奥陶系和寒武系灰岩、 雾迷山组和铁岭组白云岩、 井儿峪组泥灰岩，补给来源为大气降水，径流方向由 北向南，地下水向永定河排泄，流入玉泉山潭柘寺 岩溶水系统。 4.1.2 昌平岩溶水系统 - 该系统分为 2 个三级岩溶水系统。 （1）高崖口岩溶水系统 - 1 分布于老峪沟、马刨泉、高崖口一带，面积 458.54km2。东北段平原区以南口断裂为界，山区以四 桥子西梁居庸关为界；西南界北段至娘娘庙坨背斜 轴部，南段至东驼西背斜轴部；西北以二道岗梁清 水顶地表分水岭为界，南至妙峰山地表分水岭。 该系统西部边界地下分水岭与地表分水岭不一 致。本区西部娘娘庙坨背斜和东驼西背斜轴部均为高 于庄组，北翼由杨庄及雾迷山组组成，南翼被北西走 向的断层错开，只见雾迷山组；西部永定河与温榆河 地表分水岭位于禾子涧、老峪沟、了思台一线，该区 分布大面积白云岩，据 2006 年、2012 年、2013 年岩 溶水流场，地表分水岭西部的岩溶水位高于东部，故 结合地质构造分析，岩溶水分水岭应位于地表分水岭 西部背斜轴部。 西南边界局部地区为水量流出边界。在西南边界 马刨泉村西南分布部分雾迷山组白云岩，据 2006 年 水位观测数据，岩溶水水位北高南低，有水量流出。 东北边界南口断裂两侧第四系之下均埋藏着雾迷 山组，第四系厚度存在明显差异，本次勘探施工了 2 眼勘探孔（CG-K-1 孔和 CG-K-2 孔），两井相距 1500m，孔深相同，CG-K-1 孔、CG-K-2 孔雾迷山组 的埋藏深度分别为 180m 和 1032m，抽水试验数据、 同位素和水化学数据存在明显差异，说明两侧含水层 水力联系微弱，故该边界为相对隔水边界。 该系统可溶岩含水岩组为雾迷山组、高于庄组白 云岩，补给来源为大气降水，排泄方式为人工开采、 对第四系含水层的排泄和侧向流出。 （2）十三陵桃峪口岩溶水系统 - 2 分 布 于 邓 庄、 兴 寿、 连 石 山 一 带， 面 积 685.39km2。西南边界平原区以南口断裂为界，山区以 四桥子西梁居庸关为界，北部边界为石泉门松树 沟沙岭大羊山地表分水岭，均为流量边界；东南 边界为小汤山地热田北部界线，为水量流出边界。主 要可溶岩含水岩组为雾迷山组、高于庄组白云岩，补 给来源为大气降水，排泄方式以人工开采为主，已建 水源地为邓化庄、真顺等。 4.2 延庆怀柔岩溶水系统 该系统为一级岩溶水系统，分为 2 个二级岩溶水 系统，5 个三级岩溶水系统。 4.2.1 延庆岩溶水系统 - 分布在刘斌堡、张山营、大榆树一带，面积 998.80km2。北部、东部以地表分水岭为界，南至八达 岭阻水岩体，延庆盆地内为地热田边界，西南至省界 官厅水库。 主要可溶岩含水岩组为雾迷山组白云岩和高于庄 组白云岩，补给来源为大气降水入渗，岩溶水由东北 向西南径流，人工开采量相对较少，大部分岩溶水以 越流形式顶托补给上覆第四系地下水，还有部分岩溶 水资源转化为地表水、补给地下热水。 4.2.2 千家店九渡河岩溶水系统 - 分布于红旗甸、上花楼、九渡河一带，分 4 个三 级岩溶水系统。 （1）千家店岩溶水系统 - 1 分布于红旗甸、下德龙湾、上花楼、珍珠泉一带， 面积 761.70km2。北部、西部、南部均以地表分水岭 为界，东部北段至阳坡高尖南天门一线，南段至地 表分水岭。主要可溶岩含水岩组为雾迷山组、高于庄 组白云岩、铁岭组白云岩，补给来源为降水入渗，岩 溶地下水大部分向白河排泄，汇入密云水库，也有部 分水量向深部岩溶地下水径流。 （2）琉璃河岩溶水系统 - 2 分布于琉璃庙、河北村、鱼水洞一带，面积 180.64km2。东南部以大二道沟梁尖地表分水岭为界， 西部至柳木坑梁头猴梁头地表分水岭。南部以黑坨 山头道梁地表分水岭为界，东北至大黄木厂柏查 子一线。主要可溶含水岩组为雾迷山组、高于庄组白 云岩、铁岭组白云岩，补给来源为降水入渗，岩溶水 2016 年 14 向琉璃河排泄，汇入白河。 （3）九渡河岩溶水系统 - 3 分 布 于 庄 户、 九 渡 河、 莲 花 池 一 带， 面 积 723.30km2。北部、西南以地表分水岭为界，南边界至 桥梓庙城，东部为三尖塔怀北庄一线。主要可溶 岩含水岩组为雾迷山组、铁岭组白云岩、高于庄组白 云岩、寒武系灰岩、井儿峪组泥灰岩，补给来源为降 水入渗，本区出露大面积的侵入岩体，受岩体阻水作 用，地下水向怀沙河、怀九河、雁栖河排泄，汇入怀 柔水库、台上水库。 （4）西田各庄岩溶水系统 - 4 分布于新王庄、东智村、溪翁庄一带，面积 258.82km2。北部和东部以片麻岩为界，南以宰相庄阻 水岩体为界，西部边界至三尖塔怀北庄一线。主要 可溶岩含水岩组为雾迷山组、高于庄组白云岩、铁岭 组白云岩、寒武系灰岩、井儿峪组泥灰岩，补给来源 为大气降水入渗，主要排泄方式为顶托补给第四系含 水层。 4.3 大兴平谷岩溶水系统 该系统为一级岩溶水系统，分为 3 个二级岩溶水 系统，4 个三级岩溶水系统。 4.3.1 顺平岩溶水系统 - 分布在龙湾屯、东邵渠、东高村一带，面积 1253.40km2。北部以片麻岩为界，南到北京与三河界 线及南山地表分水岭，西以顺义断裂、二十里长山断 裂为界，东到海子水库，北京与天津市界。 东部中桥东高村地区：西部以相对阻水的杨庄 组为界，东至市界，北以片麻岩为界，南至平谷盆地 南山。可溶岩含水岩组为高于庄组白云岩和蓟县系白 云岩。该区施工勘探孔 5 眼，取水层位为雾迷山组、 杨庄组、高于庄组，补给来源为大气降水。 龙湾屯地区：分布在龙湾屯、张镇一带，北部和 东部北段以相对阻水的杨庄组为界 , 东部南段以西樊 各庄西王各庄断裂为界，西、西南至顺义断裂和杨 镇断裂。可溶岩含水岩组为雾迷山组白云岩。该区施 工勘探孔 1 眼，取水层位为雾迷山组，补给来源为大 气降水。 4.3.2 北务岩溶水系统 - 分布于牛栏山、北小营、北务、尹家府一带，面 积 433.46km2。主要含水岩组为奥陶系灰岩、寒武系 灰岩、井儿峪组泥灰岩。 东部边界由顺义断裂、杨镇断裂、夏垫断裂组成， 西部边界南段为下马岭组页岩。 北部边界为阻水岩体， 南部至省界，岩溶水向南部径流，为水量流出边界。 西北边界为桥梓庙城一线，东北以唐指山水库东部 地表分水岭为界。 主要可溶岩含水岩组为奥陶系灰岩、 寒武系灰岩、井儿峪组泥灰岩。牛栏山、北小营地区 为背斜储水构造，施工勘探孔 4 眼，取水层位为奥陶 系、寒武系、井儿峪组、南大岭组。北务、尹家府地 区为向斜储水构造。施工勘探孔 7 眼，取水层位为奥 陶系、寒武系、红庙岭组，补给来源为上覆第四系地 下水的越流补给和二十里长山地区的大气降水补给。 4.3.3 大兴通州岩溶水系统 - 该系统分 2 个三级岩溶水系统。 （1）大兴岩溶水系统 - 1 分 布 于 旧 宫、 黄 村 镇、 北 藏 一 带， 面 积 324.51km2。东南、西南及底部边界以青白口系下马岭 组页岩作为隔水边界，北东部以垡头背斜轴部青白口 系为界，西北至南苑通县断裂。断裂西北侧为北京 迭断陷，沉积了巨厚的第三系，可溶岩地层埋藏于第 三系之下，断裂东南侧为大型迭隆起，寒武系和奥陶 系隐伏于第四系之下，埋藏较浅，两侧含水岩组无水 力联系，故该断裂为阻水边界。大兴岩溶水系统为向 斜储水构造，可溶岩含水岩组为奥陶系灰岩、寒武系 灰岩和井儿峪组泥灰岩，岩溶水接受上覆第四系“天 窗”越流补给，排泄方式为人工开采，建有念坛岩溶 水水源地。 （2）龙旺庄岩溶水系统 - 2 分 布 于 宋 庄、 北 苑、 黑 庄 户 一 带， 面 积 271.25km2。西北以南苑通县断裂为界，东南及底部 边界以青白口系下马岭组页岩作为隔水边界，西南以 垡头背斜轴部青白口系地层为界，东北至翟里背斜轴 部青白口系地层。顶部与上覆第四系有水量交换，接 受第四系地下水的越流补给，为水量流入边界。龙旺 庄岩溶水系统为向斜储水构造，可溶岩含水岩组为寒 武系灰岩、井儿峪组泥灰岩，补给来源为上覆第四系 地下水越流，排泄方式为人工开采，建有龙旺庄岩溶 王晓红等：北京岩溶水系统划分及特征分析 城市地质第11卷 第3期15 水水源地。 5 结语 本次工作依据构造控水、等级结构、为资源评价 与开发利用服务等原则，将北京岩溶水系统划分为 3 个一级岩溶水系统、7 个二级岩溶水系统、16 个三级 岩溶水系统。划分的一级岩溶水系统之间没有水量交 换；二级系统之间没有水量交换，但存在可变的地下 分水岭， 受人为活动影响， 当水动力条件发生变化时， 系统界线会改变；三级系统之间存在水量交换和可变 的地下分水岭。 根据可溶岩空间分布，北京岩溶水系统可分为 3 种类型，山区型、山前型和隐伏型。隐伏型包括大兴、 龙旺庄、北务岩溶水系统，该系统具备如下特点：无 裸露的可溶岩或零星分布，岩溶水天然资源少，地下 水径流方向主要受开采影响， 含水层厚度大、 分布广， 水量丰富，与上覆孔隙水有密切的水力联系，开采后 激发孔隙水的越流补给量。山前型包括玉泉山潭柘 寺、十渡长沟、十三陵桃峪口、高崖口、顺平、 延庆、西田各庄岩溶水系统，该系统具备如下特点： 可溶岩分布于山区和平原，含水层厚度大、分布广， 具有明显的