呼和浩特市地质与水文地质条件

2章研究区概况自然地理地理位置4区（泉区、回民区1旗（土默特左旗4县（武川县、清水河县、托克托县、和林格尔县17271km2160km2294万人。呼和浩特市是内蒙古自治区首府，是自治区政治、经济、文化、科教、交通、金融、贸易等发展的中心，是祖国边疆一座多功能、综合性的现代化城市。近年来，随着西部大开发战略的实施，呼和浩特市已发展成为一个以电子、机械、纺织、制革、乳品加工等为主的工业城市，近年来旅游事业发展也很快。G6G109G209S101S102S103、S104、S105、2.1。2.1研究区交通位置图水文气象研究区属干旱半干旱大陆性季风气候。其主要特点是：冬季寒冷干燥风沙多，夏季干410mm1782.8mm，1959929.2mm1965155.1mm。多年平均蒸发量1770mm，最高蒸发出现在1987。年多年平均气温为6℃37.3℃，最低气温-30.5℃103-1681.56m17.2m/s（2014年-2016年）2.2。研究区水系较发育，均为外陆河水系，即黄河水系。其中大黑河属黄河一级支流、发源于乌兰察布市卓资县境内，由北东向西南横贯于呼和浩特市境内，为季节性河流，流域17673.19km22.3m3/s0.54dm3/s•km2，对区内地下水起补给ftft流量比较小，在上游为季节性河流，下游汇入了城市污水，水质污染严重，在每天约205906.67m3/a，全长38.19km11.4km1500m3以上，45.5%，是呼和浩特市西部及西北部工业废水的排放明渠，在二道河一带汇入小黑河。此外，北部大青ftft间沟的古楼板沟、哈拉沁沟、红ft口沟、坝口子沟、乌素图沟、霍寨沟总径流量3047.8×104m3/a。10010014012080100m60m80m量水降m40量发60 蒸402020001月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月降水量蒸发量

图2.2近年逐月降雨量及蒸发量柱状图（单位：mm）呼和浩特地区总体地势东北高西南低，北部大青ft海拔高程在2000m1000m1040m区域地质概况地层研究区第四系厚度大，分布广，蕴藏着丰富的地下水，与人类生存和经济活动息息相关。现由老到新将各时代地层叙述：下更新统见于呼市以东ft石夹粘土、砂粘土层。东南部添密梁、沙梁、讨思号等近ft100m203m100石互层。东北部近ft150m以下，为ft麓相棕褐色、黄褐色泥砾、砂粘土夹砂砾石，泥砾层多由分选差的次棱角卵石与暗棕色粘土混杂。地层向南倾伏，随着远离ft体、颗粒渐变细，分选性渐好，层次增多，至八拜一带，与东部物源相交，成为一体。最大揭露厚度111.70m，与下伏中上新统不整合接触。中更新统（Q2）中更新统分布广，厚度大，而且相变分带规律明显。ft前到湖盆中心，由湖滨相或三角洲相逐渐过渡为浅湖相、湖心相。由于沉积速率不同，下部以粗碎屑物为主，上部以粘性土沉积为主，形成明显的上下两个岩性段。中更新统下段12：东、东北部近ft地带厚度较小，以粗碎屑物为主。往西往南随远离ft体，颗粒渐变细，层次增多，厚度增大，层位渐变深。在垂直方向上，下部细颗粒层较多，上部粗颗粒层多而厚。北部近ft60-125m以下；从ft42-173m70m220m，岩性为灰黄、黄褐色砂砾石、含砾中粗砂、中细砂与灰黄、灰褐色粘砂土、砂粘土、淤泥质粘砂土与淤泥质砂粘土互层。南部大黑河平原区，一般埋藏于85m以下，厚度十几米至40m，岩性为厚层冲洪积灰白、肉红色砾卵石层。由东往西远离河口，地层向西倾伏，层次增多，颗粒变细，总厚度增加。到后白庙子附近，埋藏于97m以下厚度达110m。岩性为黄色砂卵石、砂砾石、中细砂夹两层黄色粘土。至白庙子乡附近埋藏于190m以下，岩性变为以湖相为主的灰褐、灰绿色中砂、中粗砂、细粉砂与褐、灰褐色淤泥质粘砂土、砂粘土互层。最大揭露厚度205.31m。中更新统上段在盆地内广泛伏于上更新统之下。除在近ft北部大青ftft40-50m左右。其厚度由东向西西逐渐增厚，由北往1-3层薄层129.93m。上更新统一全新统（Q3-4）上更新世时，北部ft前堆积了较厚的冲洪积相粗屑物，南部则沉积了大黑河冲积层，西南部沉积了湖滨相泥质细碎屑物。上更新世末，除局部低洼地段有湖沼相沉积外，全部被陆相沉积物所覆盖。由于沉积环境不同，其岩相变化较大，分述如下：ft前冲洪积相：分布于工作区北部大青ftft大小和距ftft50-66m随远离ft口和偏离扇的轴部，其颗粒渐变细，砂泥质夹层增多。大青ft前冲洪积扇群带的上部为砾卵石沉积带。由厚层黄、黄褐色砾卵石、含卵砂砾1-3m厚的黄、棕黄色粘砂土或黄绿色中砂、粉细砂。厚度在ft麓地带较55-66m，往南逐渐变薄，至呼包公路附近其厚度在32-45m1-3m厚的浅黄色粘砂土，下部以含卵砂砾石2.35-7.25m的含砾粗砂、含砾中粗砂或砾砂，局部夹厚度3m左右的棕黄色粘30-40m之间；分布于ft前冲洪积扇裙带中下部为砂-砂砾石沉积带。其岩性为黄色、杂色含卵砂砾石、砂砾石与黄色、黄褐色砾砂、中粗砂、中细砂，呈不等1-21-2.5m的棕黄、灰褐色粘砂土、砂粘土。该层总厚在白塔、大2831m，乌素图断裂以西打尔架以北地段较厚，达47-56m；位于呼市城南扇前洼地为砂砂夹一层次褐色砂粘土，上部为土黄、黄褐色中粗砂、粉细砂与灰褐色粘砂土、砂粘土互45-50m。大黑河河流相：分布于工作区南部大黑河平原。垂直剖面上可分成下部河湖相细碎屑层和上部河流相粗碎屑层。4.84-14.35m的浅黄、浅棕黄色粘砂土；在东把栅、六犋牛、大1-2层土黄色、灰色2.65-11.33m。上部河流相沉积层：该层是大黑河河流相的主体。它厚度虽不大，但分布广，厚度稳定。一般下部较粗，上部较细；在水平方向上，自河口地带向下游沉积颗粒变细，层次增多，厚度变厚，具明显的水平分带规律。根据砂泥层厚度之比，从上游至下游可分成五个带。1-4.75m7.8-17.61m。1.5-8.1m24.51-32.11m。砂-1.8-6.44m1-22-3个砂、砂砾石层，砂砾石14.5729.91m。砂砾一砂沉积带：分布于大黑河牛奶厂、西沙梁以西。垂直剖面上岩性可分三段，上段为土黄、褐黄色粘砂土、砂粘土，厚6.24-12.84m；中段为黄色、灰黄色含砾粗砂、中粗1-210.36-21.0m10.78-27.44m。21.48-31.70m。湖滨相：分布于研究区西南部讨尔号、百什户一带。该岩相带处于ft前冲洪积相与河5-61-2.5m的中1-5m56m。全新统（Q4）-现代河沟冲洪积层、冲积层，如下描述：冲积层4：分布于现代大黑河河谷及河漫滩上。由黄色中粗砂、砂砾石组成，厚1.3-1.6m。冲洪积层（4pl：分布于ft区及ft成，厚度不详。地质构造本区北部为天ft一阴ft纬向构造带的一部分，表现为一小型的ft字型构造。东北部的丘陵地带为华夏式及新华夏式构造。中南部为河套断陷盆地，位于该盆地的东北部。盆地的形成主要以东西向为主，北东、北西向为辅的三组断裂控制。自中生代晚期盆地开始大幅度下沉，沉积了巨厚的以河湖相为主的碎屑物。据有关资料，沉陷深度在5000m以上，构造形态为北深南浅，西深东浅，轴部在民生渠—大黑河一线的不对称簸箕形断陷盆地。盆地的基底由太古界变质岩系及侏罗系大青ft组组成，覆盖层由巨厚的下白垩系，新老第三系和第四系组成。其中第四系厚度达2200m以上。盆地内构造简单，以断裂为主尚未发现大的褶皱，已证实和推测的断裂有：大青ftft前断裂、乌素图断裂、大黑河河口断裂等。水文地质概况区域地下水系统划分4 新统（Q3-）松散岩类孔隙潜水含水组及中更新统下段（Q）含水岩组作为一个统一的含水系统，它们拥有同一个ft区补给源，而且沿ft前（4 区域地下水含水介质特征中更新统下段含水组（Q12）400m尚未揭穿。本区位于呼包平原的东北边缘，沉积物以湖滨相粗碎屑物为主，含水层颗粒粗、厚度大，水量丰富，是该区主要供水含水层之一。由于不同地带所处古地理环境不同，地下水埋藏条件与分布规律不尽一致。北部ft麓地带为湖盆边缘近滨带，含水层埋藏浅，一般埋60～80m3～6层砾卵石、含卵砂砾石组成。含水层厚度在甲兰板一带最薄，只有30m左右，往西渐厚，哈拉沁沟附近50m60m，水量中等，单位涌水量（12寸口径，下同）一500m3／d·m多，单位涌水量由小变大。至京包铁路附近，上伏泥质层22）以含卵砂砾石、中粗砂为主，含水层厚度大于50m，水位埋深渐浅至25m左右，低于上部10m500～1000m3／d·m85～125m以下，含水层岩性由砂砾石、中粗砂、细砂组成，地下水水位埋深约10m500m3／d·m300m3／d·m。ft15～22m70～75m500～1000m3／d·m，300m3／d·m。30～70m之间，厚40m30m500m3／d·m，由此往西，含水层急速向西倾伏，颗粒由粗变细，层次增多，厚度增大，地下水位由深变浅，水量由小96～203m100m左右，含水层2～320m1000m3／d·m。到百什户、茂林太附近与冲湖积层相接，含水层埋藏于160～190m53m5～10m100～500m3／d·m。上更新统-全新统含水组（Q3-4）上更新统至全新统含水组，由于所处的构造部位和古地理环境的差异，不同地区含水层埋藏条件和分布规律有很大不同。根据古地理环境和岩相分布特点可分为大青ftft前冲洪积平原、大黑河冲积平原、西南部冲洪积湖积平原三个水文地质区。大青ftft前冲洪积平原水文地质条件，主要受ft前断裂的控制。由于大青ftft地持续不断上升，沿ft前形成规模很大的冲洪积扇裙带，因大青ftft前断裂的断距西大东小，西部沉降幅度大，东部沉降幅度小，又因位于盆地轴部北侧，沉降幅度北小南大，致使由北ftft沉积物颗粒由粗变细，层次增多，含水层厚度一般由薄变厚。由于大青ftft麓断裂使地下ft60m厚度亦薄，水量相应比附近小。除上述规律外，各冲洪积扇因所处构造部位不同，沉积环境有所差异，因而具有不同的水文地质特征。霍寨沟冲洪积扇，位于乌素图断裂下降盘一方，其沉降幅度较大，上更新统至全新统厚度亦大。因扇体较小，从扇的顶部至前缘，水文地质条件变化较大。在扇的上部（呼包公路以北，含水层多由含卵砂砾石组成，由于开采，地下水位逐渐下降，ft麓处现地下60m（铁路附近，15m10m3～4层，含水层颗粒略为变细，单位涌水量由大于1000m3／d·m1000m3／d·m前缘洼地耿家营一带，因地势低洼，水位高出地表3～4m，含水层厚度增至18m左右，含300m3／d·m左右。坝口子沟冲洪积扇地，由于乌素图断裂而翅起，中更新统上段淤泥层埋藏浅，上更新统至全新统厚度较薄，但地下水位仍比较深，因此，由扇的顶部至铁路附近，含水层厚度5m，含水层大小颗粒混杂，水量小，单位涌水量仅100m3／d·m左右，孔家营往南，含水层厚度逐渐增厚，至扇的前缘八里庄一带，含水层厚度增至15m4～5m，含水层颗粒较细，一般由细砂砾、中粗砂、细砂组成，因厚度较大，单300m3／d·m左右。哈拉沁沟冲洪积扇的特点是扇体大，在扇的前缘与大黑河冲积层交错沉积，含水层厚度由北往南逐渐增厚，水量逐渐变大。在扇的上部，因其下部无稳定的隔水层，与中更新统水层相联，构成统一潜水含水体。由于水位逐年下降，呼包公路以北大部分地段地下水60m，大部分含水层几乎处于疏干状态，地下水主要分布在隐伏沟谷中。往南15m10～15m，含水层颗粒渐变细，以砂砾石为主夹中粗砂层，水量中等，单100～150m3／d·m2～3个含水层，5m500～1000m3／d·m。奎素沟、面铺窑子沟等冲洪积扇地，因处于边缘地带，基底浅，第四系厚度薄，上更新统至全新统地层直接覆于前第四系地层之上。东北边缘保合少一带其厚仅十几米，往南45m地段贫水，地下水主要分布在隐伏槽形谷地砂砾石层中。扇形地下部土梁、脑包一带含水40m25m3／d·m左右。大的影响较大。东部受蛮汉ft隆起的影响，沉降幅度小，向西逐渐变大，随沉降幅度增大沉积物厚度逐渐增加，沉积物颗粒逐渐变细，出现了类似ft前扇裙带岩相岩性分带规律。水文地质特征为由上游至下游，含水层颗粒由粗变细，厚度增加，层数增多，地下水水位由深变浅，水量由大变小，上游美岱到郜独利、六犋牛一带，为单一的砂卵石，含卵砂砾石15m5m10m增27m1000m3／d·m含水层以含卵砂砾石为主夹中粗砂、粉砂，除个别地段外仍为单一的潜水层。由东向西地5m2～3m15～20m1025～1400m3／d·m。下游沟子板一讨卜齐一带，含水层由细砂砾和中粗砂、粗中砂、粉细砂组成，因粘土夹层增2～325～34m3～4m粘性土层，地下水微2m500～1000m3／d·m。另外，工作区南部桃花乡、新10m5m左右，富水性中等，单位涌水量500m3／d·m。西南部冲洪湖积平原在工作区西南部讨尔号、本滩一带分布。处于ft前冲洪积平原与大黑河河流相的交接处或其边缘地带，位于乌素图断裂以西，沉降幅度较大，沉积厚度亦较大，泥质层较厚。含水层为来自北部东部的冲洪积，洪积层与湖积层之交互沉积层。因所受影响因素较多，岩性变化很大，一般由东北向西南方向含水层颗粒由粗变细，层次增多，厚度变薄，含水层厚15m左右，岩性以中粗砂、粉细砂为主间夹细砂砾石层，地下水位埋深2～3m，微承压，水量中等，单位涌水量100～500m3／日·m。地下水的补、径、排条件呼和浩特地区地下水补径排条件受地貌、自然地理、地质构造所控制。整体来讲，北部大青ft区和东部蛮汉ft潜水蒸发，向盆地中心侧向径流是地下水的主要排泄途径。工作区北部大青ft和东部蛮汉ft是平原区地下水的主要补给区，其汇水面积达6215.5km2ft1470.5km2ft区降水除部分以洪流流出沟口外，7600m3大气降水渗入地下，其中大部分通过潜流补给平原区内地下水。因近ft上更新统至全新统含水组与中更新统下段含水组构成统一的含水体，沟谷潜流或基岩裂隙潜水通过断裂跌入平原后统一补给潜水和承压水，由北往南，随远离ft体，至呼包公路附近，上更新统至全新统含水组与下部中更新统含水组逐渐出现稳定的淤泥质层，来自扇体蛮汉ft4745km2，主要通过大黑河河谷或基岩裂隙潜流补给潜水及承压水。除上述补给外，大黑河河水的侧渗和降水的垂直入渗也是潜水重要的补给源。因大黑河通常干枯无水，侧渗补给量十分有限，丰水年或丰水期补给量会增大，由于缺乏多年长观数据补给量难以确定。降水入渗补给仅限于西南部地下水浅埋区，即呼市城区以南，大台、东古楼、东喇嘛以西地段。另外，潜水还接受农灌用水回渗的补给，但补给量较小。大青ftft前冲洪积扇裙带和大黑河平原东部是地下水的径流区，区内潜水由此往南、由东向西流动，前冲洪积扇裙带和大黑河平原东部，水力坡度比较大，一般在1～3‰10m，接受垂直入渗补给甚微，从大青ftft麓往南、大黑河河口往西，随地下水水位渐浅，水力坡度渐变缓，地下水浅埋区水力坡度一般在l‰左右，因此径流强度渐变弱，相应地下水1.5‰左右，往西水力坡1‰左右。另外，在市区西侧承压水集中开采区，由于连年150km2。本区地下水的排泄途径主要为人工开采和侧向径流以及潜水在浅埋区的蒸发。潜水是昔日的扇裙前缘溢出带已经消失，相应的侧向流出量和垂向蒸发量逐年减少。承压水是城区人民生活及工矿企业供水的主要水源，随着开采量逐年增加，在集中开采区形成的降落漏斗范围逐年扩大，使承压水的侧向流出量在逐年减少。另外，呼和浩特市地下水受多年人为活动的影响，其水文地质条件发生了一系列的变化，其直接表现是：北部大青ftft前冲洪积平原区及东部蛮汉ftft前地带潜水水位下降，潜水位埋单井出水量减少，同时侧向流入量亦减少。坡度减小，排泄量减小。北部ft1m3／d。亦减小。由北向南、由东向西向逐渐变为由东、北向市区的趋势。地下水化学特征中更新统下段含水组（Q12）中更新统下段含水组因地下水径流条件好，地下水水质好，矿化度小于0.5g／L，水化学类型以HC03—Ca·Mg型为主。上更新统-全新统含水组（Q3-4）大青ft冲洪积平原扇裙带潜水径流条件好，但水力坡度不大，一般在1～3‰，向南变缓。水质好，矿化度一般小于0.5g／L，为HCO3—Ca·Mg型水，仅在城区由于污染使矿化度增高，达0.5～1g／L，部分大于1g／L，水化学类型为HCO3·Cl—Ca·Na型水。大黑河冲湖积平原地区含水组地下水径流条件良好，地下水由东流向南西，水力坡度l～2‰，地下水水质良好，矿化度均小于1克／升。水化学类型为HCO3—Ca·Mg型，下游桃花乡一带渐变为HCO3—Mg·Ca型水。西南部冲湖积平原地区水质尚好，为矿化度小于 0.5g／L的HCO3—Ca·Mg或HCO3—Mg·Ca型水。piper三线图piper三线图100EXPLANATIONEXPLANATIONH521(confined)H209(Unconfined)H513(Unconfined)H501(Unconfined)C+O4-lCa2++SMg2+0100000100-gNa++K+H+O3CO34C0100100000100Ca2+CATIONSCl-ANIONS

图2.3呼和浩特典型监测井水化学类型图研究区地下水动态随着人类经济活动的增强有较大变化：由天然动态类型逐步转化为人为因素为主、气象地质因素为辅的多种形式动态类型。近年来影响地下水动态的主要因素有开采、气象、水文和水文地质条件，地下水动态总体变化规律：地下水水位呈逐年下降趋势，水量减小。潜水ftH24；部分区域高水位期出现在45月份，受农灌开采影响，在67月初出现年内最低水位，伴随着雨季来临，北部ftQH1622.4所示。大黑河冲积平原潜水的利用多以农田灌溉为主，农灌井为间歇性开采地下水，一般在每年五月、六月进行。潜水位的年动态过程在保持原有形态的基础上，明显受到开采的强烈影响。如图2.5所示。图2.4山前冲洪积平原典型地下水动态图图2.5大黑河