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四、水 文
(一)地表水
1.水系与流域
石家庄市境内河流除木刀沟(磁河)属大清河外,均属子牙河水系。较大的河流有滹沱河、冶河、绵河、甘陶河、洨河、太平河、金河、木刀沟等。
滹沱河。滹沱河属子牙河系主要干支,是流经本市的最大河流。发源于山西省繁峙县泰戏山下。原名滹沱,亦名恶池,别称亚驼。
滹沱河流经晋中黄土丘陵和忻定盆地后,横穿太行山,至黄壁庄出山后,沿石家庄市域东北部流入藁城县境内。在本市境内长43.5公里,控制面积2379.6平方公里。1958年以来,在平山和获鹿县境内先后修建了岗南与黄壁庄两大水库,沿河两岸修筑了防洪堤及导流坝,营造了堤坡防护林,使历史上遇洪水就泛滥成灾、严重威胁着人民生命财产安全的害河得到治理。由于水库控制了上游来水,70年代以来又干旱少雨导致河床常年干涸,仅在少数年份汛期过水。
冶河。冶河流经井陉县境内,由西支绵河和南支甘陶河于微水镇上游5公里处的北横口村汇合后称冶河。南北向纵穿井陉,流入平山县,于城关北注入黄壁庄水库。由北横口至河口长38.4公里。河谷在七亩村以上多石灰岩山地,河床与山地相对高度100-200米;七亩村以下主要为白云岩、紫色页岩丘陵,上覆黄土和红色土层,与河床的相对高度降至100-200米。谷坡倾斜度多为150-200。冶河沿途接纳金良河,小作河,回舍河等支流,其中小作河是井陉县境内较大支流。冶河自岩峰至防口若悬河是井陉盆地岩溶裂隙地下水的的溢出地段,地下水以泉的形式成群或成片出露,统称威州泉,是枯水季节冶河的主要补给水源之一。
绵河。绵河源出山西省寿阳县龙潭,东流经阳泉,娘子关至北横口村,长120公里,流域面积2736平方公里。在习惯上称娘子关以上的河段为桃河,以下的河段为绵河。棉河在地都村以上除阳泉盆地外,多为峡谷,地都村以下,除乏驴岭一带河流切穿石灰岩山岭形成峡谷外,其它河段河谷均较开阔,一般宽200-500米,比降仅2.7%。绵河较大的支流有温河(温池以上称秀水河)和南河,它们均在山西省汇入棉河。娘子关以下,由于得到泉水补给河水流量显著增加,且赖以形成常流河,一般流量为12m3/s,枯水期减至8-9
m3/s。近年来由于农业灌溉用水较多,河床时有干涸现象。雨季时台头沟、单家沟、狼窝沟、南张村沟、旧关沟等均有山洪汇入,使河流形成年内最大径流。
甘陶河。甘陶河源出山西省昔阳县窑上村,东北流至神河庄入井陉县境内。在山西省境内的河段习惯称松溪河,至北横口与绵河汇合,全长150公里。流域面积2564平方公里。甘陶河由源头至河口穿行于盆地峡谷之间,其中以昔阳盆地为最大。甘陶河沿途接纳众多支流,比较大的支流有赵壁河、扬赵河、石门沟、甘槽沟等。甘陶河沿途多峡谷,一些河段比降较大,水流湍急,径流变化大,一般流量为3
m3/s。南寺沟、白城沟、东石门沟、大西沟、峪沟、上坪沟、胡家滩沟、支沙口沟、王莽沟、割髭沟等支沟雨季时有山洪汇入。在干流上现建有张河湾中型水库一座,库下基本断流。
洨洨河。洨河古称洨水,因洨河主流至获鹿平同要后"有金河合普莲河水,自北来会之。按两水相交谓之洨,当即指此"。洨河因此而得名。它是滏阳河上游北沙河的一个支流,发源于获鹿县五峰山,流经获鹿与栾城县境,至栾城县龙门村出市界入赵县,经宁晋县小马村与槐河汇流,汇流后称北沙河。洨河全长85公里,总流域面积1685平方公里,为季节性河流,平时上游极少来水。城市排水总干渠和泄洪渠之水排入洨河。由于该河发源太行山前,支流多而短小,汛期水流源短流急。
洨河历史上多次改道,唐永徽年间(公元650-655年),河道与今新河道位置大致相同。后河道淤塞从南赵村西北改道流经北赵村和南赵台之间,经王村村西至沿村才入旧道。因经常泛滥,使沿河人民深受洪涝之害。新中国成立后对洨河进行了多次治理,1968年进行了洨河改道建筑坝工程,开挖了新河道,提高了防洪排涝能力。
金河。金河是洨河的一条支流,发源于铜冶镇岭底村,东流经铜冶、永壁两乡镇汇入洨河。1974年永壁乡全段由永壁村南,正东直入泄洪渠,入口北移2公里,原在东良政村西入口,现在宫家庄西入口。境内河流长14公里,流域面积为28.05平方公里,上游已建塘坝7座,总容量为78.5万立方米。
太平河。太平河发源于获鹿县梁庄乡水峪村,向北流经井陉县的岳家庄、头泉等村后,折回获鹿县境内,向东流经白鹿泉、城关、高庄三个乡镇,在北海山村西汇其北支石井沟,于北新村东流出市域,纳入滹沱河,全长21.2公里,流域面积99.4平方公里。上游已建小(一)型水库一座,小(二型)型水库两座,控制流域面积40.9平方公里。因其上游有水峪、白鹿泉等泉水汇入,加入渠道渗漏水或弃水,常年有小股水流。经城关镇纳入工业废水和生活污水,下游变为污水河。
磁河(木刀沟上段)。磁河位于本市正定县的北部,自陈家疃入境,至东咬村出境,境内长23.5公里,宽度一般在500米左右,常年河道干枯,河道内沙丘连片,总面积61500亩。磁河发源于山西省五台县,源于五处,一出阜平县白蛇岭日汉河;二出山西省五台县入汊河;三出灵寿县五岳寨;四出王母山北峪;五出王母山东峪。汇流于灵寿县五合村,流经磁峪东南又有西山之小河入流,因多河滋生添流,故名滋河,亦名滋水,后讹为慈河、磁河,沿用至今。磁河一带风沙灾害严重,新中国建立后,在沙滩上营造防护林,平整土地,改良土壤,打井灌溉,发展多种经营,基本上控制了风沙灾害。磁河故道蕴藏着粒纯质优的河砂,是建筑的好原料。
木刀沟。木刀沟属大清河水系,上段称磁河,流经行唐至我市正定县西北部边缘,自西向东三处断续穿过该县,经正定县里双店、完民庄、西平乐乡与新乐、藁城、无极、深泽等县在安国县境入大沙河。在我市境内河长7公里,流域面积171平方公里。该河上游现建有横山岭水库(总库容2.43亿平方米)。中、下游河道常年处于干枯断流状态。由于其仅从正定县北部边缘地带穿过,故对我市水资源影响小。
2.地质径流 (1)自产径流 自产径流是降水在市域内所产生的天然径流。石家庄市多年平均径流深为90.1毫米,年径流量2.99亿立方米。
1956--1984年石家庄市年径流深特征值表 表2-4-1 县区 系列年份 年 径 流 深(毫米) 最大值 年份 最小值 年份 均值 Cv Cs/Cv
P=50% P=75% P= 95% 市区 29 442.2 1963 5.8 1972 64.5 1.12 2.0 40.3 14.3 1.7
井陉 29 623.6 1963 22.4 1972 134.1 0.68 2.0 114.1 67.1 26.2 获鹿 29 496.0 1963
4.7 1972 90.1 1.01 2.0 62.0 25.4 4.4 正定 29 282.0 1963 0.0 1972 41.4 1.53 2.0 16.2
2.9 0.1 栾城 29 327.0 1963 0.0 1972 32.3 1.80 2.0 8.2 0.8 0 全市 29 484.8 1963
12.0 1972 90.1 0.83 2.0
70.535.610.0(2)主要河道河川径流量滹沱河河川径流量。滹沱河不同代表年的河川径流量为:平水年(保证率P=50%)19.89亿立方米,偏旱年(保证率P=75%)13.20亿立平方,干旱年(保证率P=95%)8.87亿立方米。
滹沱河河川年径流量统计表 表2-4-3 单位:亿立方米 区 域 名 称 河道年径流量 50% 75% 95% 滹沱河山区 18.83 12.97 8.85 其中
黄壁庄以上 18.50 12.80 8.80 黄壁庄以下 0.33 0.17 0.05 滹沱河平原 1.06 0.23 0.02 滹沱河流域 19.89
13.20 8.87
滹沱河进入河北省境内后由于上游山西省用水与岗南、黄壁庄两座大型水库控制,一般情况下,泄水量很小,多在汛期才有水量下泄。经计算黄壁庄以下平水年下泄量为4.359亿立方米,偏枯年下泄量为0.745亿立平方米。
冶河河川径流。冶河上游流入石家庄市的客水量是石家庄市重要的供水水源。至1990年石家庄市直接从冶河支流绵河引水的渠道有绵右渠、人民渠。从冶河干流直接收水的渠道有获鹿县的源泉渠、平山县的南跃渠、大同渠。近年来上游山西省境内用水量增加,加之连年干旱,流入石家庄市的水量逐年减少,随着上游用水量的争剧增加,预计流入石家庄市的水量将会大副度减少。
冶河入石家庄市水量表 表2-4-3 单位:亿立方米 1985年 1990年 2000年 50% 75% 50% 75% 50% 75% 5.667 5.261
5.338 4.625 4.511 3.777
除以上两河外,洨河在石家庄市境内流域面积较小,且主要流经平原,只在汛期过水,属季节性河流,木刀沟在石家庄市正定县北缘流过,也是季节性河流,这两条河道对我市水资源影响均较小。
(3)径流时空分布
径流在地域上有比较明显的差异,低山丘陵区大于平原区,并随着地域海拔高度的逐渐降低而减少,递减规律基本上与降雨的递减规律相似。以年径流深计,地处山区的井陉多年平均值为134.1毫米,半山区的获鹿县降为90.1毫米,至平原区的正定、栾城则仅为41.4与32.3毫米。
径流的年际变化与降雨类似。由于径流受下垫面影响,其变化较降水更为明显,地区间的差异也更为悬殊,全市年径流变差系数为0.83,年径流最高值出现在1963年,年径流深为484.8毫米,最低值出现在1972年,年径流仅有12.0毫米,最高值为最低值的40.4倍。地处山区的井陉年径流变差系数为0.68,而平原区的正定、栾城年径流变差系数却高达1.53和1.80,可见平原比山区径流年际变化更为剧烈。
径流的年内分配受降水的影响,各季变化悬殊。山区3-5月径流量占年径流量的2.6%,汛期6-9月占86.8%,10月至次年2月占10.6%(平原区自产径流的年内分配规律同山区)。径流的季节分配不能适应作物需要,因此,需对河川径流加以调控,以适应农业生产的需求。
3.泥沙与冰情
泥沙。石家庄市域河流泥沙情势主要受降雨、地形、地表物质和植被影响。山区土壤侵蚀严重,河流含沙量大。冶河是我市境内的一条主要河流,据平山水文站资料,年平均含沙量11.1公斤/立方米,年输沙量高达826万吨。冶河流域的平均侵蚀模数为1286吨/平方公里·年,属较重侵蚀区,上下游土壤侵蚀程度有较大差异:冶河微水以上,由于地处石质山区,植被较好,侵蚀模数较小,为584吨/平方公里·年,微水至平山区间,地表多为黄土物质,加之人类活动频繁,植被破坏严重,侵蚀模数较大,高达1646吨/平方公里·年。由于输沙量直接受暴雨影响,因此沙量多集中在汛期,约占全年沙量的90%以上。冶河平山站汛期最大沙量可达147公斤/立方米。
石家庄市各测让悬移质泥沙特征值统计表 表2-4-4 河 名 站 名 集水面积(k㎡) 实测年份 统计年数 年平均含沙量(kg/m3) 年平均输沙率(kg/s)
年平均输沙量(万kg) 侵蚀模数t/k㎡·a 冶河 平山 6420 1955-1980 25 11.1 262 826 1286 冶河 微水 5387
1955-1980 25 12.4 208 656 1218 绵河 地都 2521 1959-1980 22 9.13 115 363 1440 冶河 微一平
1033 1955-1980 22 54 190 1646 冶河 地一微 1390 14 26 81.2 584
冰情。石家庄市各河每年冬季都出现程度不同的冰情,河流的初冰期在12月上/中旬,而终冰期在2月中/下旬,冰期70-120天。一般山区河流冰期较长,平原河流较短。自50年代以来,由于陆续建黄壁庄、横山岭、张河湾等水库,库区以下河流常年干涸,已无河水可冻。
市内河流平均封冰日期在12月下旬,解冻日期在2月中旬,封冻期在40-60天,冰盖厚度一般在0.25-0.5米之间,同样受气温地域分布差异影响,在山区河流封冻期较长,冰盖也较厚。
(二)地下水
1.水文地质条件
石家庄市地下水可分三个含水岩系:(1)第国系松散岩类孔隙含水岩系;(2)中上元古界、寒武、奥陶系灰岩裂隙岩溶含水岩系;(3)元古界变质岩裂隙含水岩系。其中第四系含水岩系,根据其含水层的埋藏条件,又划分为两个含水岩组:中更新统--全新统(Q2-4)孔隙潜水--微承压水含水岩组与下更新统(Q1)孔隙承压含水岩组(图2-4-2)。
(1)第四系松散岩类孔隙含水岩系
中更新统--全新统(Q2-4)孔隙潜水--微承压水岩组。该含水岩组,平原区均有分布。其厚度主要受Q1顶板起伏的控制。一般厚80-100米,西部最薄为20-50米,东部和滹沱河以北最厚为130-160米。由于上更新统--全新统与中更新统的形成条件不同。两者的水理性质相差悬殊,因此将Q2-4含水岩组划分为两上含水量水岩侧面:上部为Q3-4强富水岩段;下部为Q2弱富水岩段。Q3-4强富水岩段包括在天然条件下曾是饱水和目前已被疏干的部分。岩性主要为砂卵石、砂砾石、中粗砂夹砂质粘土和粘质砂土。顶部为黄土状砂质粘土和粘质砂土夹中细砂(厚4-20米)。其中砂和砂卵砾石,分选好,卵砾石滚圆或半圆状,透水性和富水性好,渗透系数一般为100-200米/日,北白砂--大孙村最大达300-450米/日。该含水岩段的岩性和厚度变化规律主要受地貌的控制,由滹沱河冲积扇中上游的轴部,向下游和西南翼边部,以至太平河、金河等中小型冲洪积扇,含水岩段由厚变薄,颗粒由粗变细。其含水岩段和砂卵砾石含水层的厚度,除受冲洪积扇沉积规律控制外,还受Q1顶板的控制。分布在滹沱河冲积扇的西部Q1顶板最凸区,Q3-4含水岩段和砂卵砾石含水层厚度最薄,分别为30-40米和20-30米。滹沱河以南,Q1顶板低洼区厚度较大,分别为50-80米和40-65米。滹沱河以北为20-50米和20-30米。分布于其它中不型冲积扇间地带的Q3-4砂和砂砾石含水量层厚度2-4米,古河道则较厚3-5米,太平河古河道最厚5-10米。渗透系数一般为10-20米/日,大者30-60米/日,富水性较差,且分布不均。Q2弱富水岩段为砾卵石和砂砾夹砂质粘土。其中砾卵石和砂砾石分选差,遭受了不同程度风化,透水性和富水性较差,但由西向东,其分选程度和风化程度均有变好的趋势。石家庄市及其以东地区风化轻微,因此该区含水层的透水性和富水性明显较好。Q2含水岩段及砾卵石含水层的厚度,主要受Q1顶板的控制。西部Q1顶板高凸区较薄,其厚度分别为5-30米和5-15米。石太铁路以南基底凸起缺失,东部和滹沱河以北,Q1顶板低洼区,厚度变大,分别为50-80米和40-170米。Q3-4和Q2含水岩段之间,没有连续的隔水层和弱透水层,两者之间水力联系密切,具有统一水位。
下更新统(Q1)承压含水岩组。该含水岩组岩性为厚层杂色粘土夹中粗砂层。由西向东,粘土层由厚变薄,砂层由薄变厚。京广铁路以西,在50-100米厚的粘土层中,中粗砂不过3-4层,单层厚3-5米,最厚10左右。京广铁路以东,砂层增多增厚,粘土层变薄。至正定的太平庄--中两岭一带,Q1顶部的粘土层变为15-30米。该线以东的东塔子口--吴家营一带以及滹沱河以北Q1含水岩组变为砂砾石,砂与砂粘土互层,Q1顶部的粘土层不足10米或缺失。因此该地带Q1与Q2含水层之间有一定水力联系。
(2)中上元古界、寒武、奥陶系灰岩裂隙岩溶含水含系
该含水岩系分布于西部丘陵山区和山前平原边缘,石太铁路以北至滹沱河之间基底凸起区。其中在平原边缘的震旦系白云质灰岩中,有些地段岩溶较发育。如石家庄地区建材厂,南故城、山前村、获鹿火车站等地,钻探发现有岩溶水。其中南故城的水孔,涌水量为155立方米/时·米。该含水岩系与上覆的Q2-4含水层之间,大部分地区有一层20-30米厚的粘土隔水层。两者之间水力联系较差。
(3)元古界变质岩裂隙含水岩系
该含水岩系分布在山前丘陵区和山前平原边部,石太铁路以南基底高凸区。岩石风化破碎严重,风化的厚度一般为1-3米,最厚可达10米,但裂隙细小,透水性富水性差。该风化层与其上覆的第四系砂和砂砾石含水直接接触,两者水力联系密切,具有统一水位。因此通常都把两者作为统一含水层进行评价和开采。
2.地下水资源量
石家庄市地下水资源量为46991.8万立方米,其中山区为23060.7万立方米,平原区为38095.4万立方米,山区与平原重复计算的水理为14164.3万立方米(表2-4-5)。
石家庄市地下水资源量表 表2-4-5 县(区) 山 丘 区 平原区 合计 面 积(k㎡) 地下水资源量(万m3) 面 积(k㎡) 地下水资源量(万m3)
与山区重复计算的水量(万m3) 面积(k㎡) 地下水资源量(万m3) 效区矿区 68.6 1053.3 253.4 7983.9 1580.1 322.0
7057.5 井陉 1381.0 17359.9 1381.0 17359.9 获鹿 400.5 4647.5 213.5 7189.4 1449.7
614.0 9046.2 正定 0 610.0 15085.1 601.0 15085.1 栾城 0 397.0 7837.0 397.0 7837.0 全市
1850.1 23060.7 1464.9 38095.4 14164.3 3315.0 46991.8#
注:全市总计地下水资源量中已扣除平原与山区重复计算水量。 3.地下水分布
石家庄市地下水主要赋存于东部广大山前平原。以滹沱河现代河床及滹沱河冲洪积扇轴部为极富水带,范围包括获鹿县东部、市区效区、正定县南部和栾城县东部及北部。主要含水层以砂、卵砾石为主,含水层厚度30-70米,单位涌水量达115-350吨/时·米。水质良好;位于正定县北部的沙河冲积扇地区为富水带,岩性为砂砾、粗砂砾,含水层厚度在20-50米之间,单位涌水量100吨/时·米左右;上述地区之外的平原区,包括栾城县西南部,正定北部的许香--东权城--南牛,获鹿的永壁--栾城的苏邱--小梅这二狭长地带是较富水带,岩性为中粗砂,微含粘土砾石层,含水量水层厚度15-30米,单位涌水量35-60吨/时·米。
井陉县东部和东南部及获鹿县西部山区石太线以南地区。含水层为变质岩的风化裂隙,厚度不定,地下水富水性较差,单位涌水量为1-20吨/时·米,一般小于10吨/时·米。
在获鹿西部山区石太线以北地区和井陉盆地存有较丰富的地下岩溶水,井陉盆地的地下岩溶水流域面积达1044平方公里,以威州泉群形式溢出,据1955年至1968年十二年的观测,威州泉的多年平均溢出量为3.1亿立方米。
4.地下水补给 石家庄市地下水的补给主要有大气降水、地表水的入渗、侧向补给及农田灌溉回归水等。
大气降水补给。大气降水入渗补给为本区地下水主要形式之一,特别是滹沱河河道地带,包气带厚度小,表层无粘性土覆盖,地形坡度小,为降雨入渗提供了良好的条件,按照省水利厅颁发的"河北省各(县)市地下水资源量成果表",石家庄市平原区年降雨入渗补给量为20733万立方米。
侧向补给。黄壁庄水库副坝坝下渗漏补给。水库副坝长7500米,座落在滹沱河古河道上没有清基。坝下砂砾石层厚20-25米,与本区含水层直接相通,库水常年渗漏补给地下水,此外还有西部山区灰岩岩溶水对平原第四系的侧向补给。平原区侧向补给总量为9446.2万立方米。
河渠渗漏补给。滹沱河1980年前为本区地下水主要补给源之一,1980年后断流,仅在1988年过水对地下水有少量补给。石津渠和东明渠(排污渠)及其它大小支干渠都未加防渗措施,渠水可直接入渗补给地下水,平原区河道与渠系的渗漏补给量为6026.6万立方米。
农田灌溉水回渗补给。本区大部分农田特别是分布在漏斗外围西部、西北部的农田,由于地下水埋深较浅,加之采用大小漫灌的灌溉方式,回渗补给较多。平原区井灌灌溉与渠灌回渗补给量为8258.6万立方米。
5.地下水动态
在天然情况下,石家庄市区内地下水由西北流向东南。地下水降落漏斗形成后,在漏斗区外围的西北部,地下水仍由西北流向东南,至市区后地下水向市区漏斗中心汇流,东部出现了反向补给。漏斗区内年最高水位出现在1-2月份,最低水位出现在8-9月份,主要受开采量和降水入渗的控制。
石家庄市区含水层中没有水平与垂向的稳定隔水层,各层之间都有一定的水力联系。除西部和西南部因含水层导水性能和径流条件差些外,大部分地区特别是滹沱河古河道和现代河床一带的径流条件都很好,市区西部水力坡度为2.4-5.5‰,漏斗外围平原区为0.8-1.3‰,漏斗内部为0.8-2.5‰。
石家庄市区地下水位下降漏斗自1965年形成起,随着城市的不断发展,工业及生活用水不断增加,漏斗区面积迅速增大,地下水位不断下降。从漏斗中心地下水位变化过程曲线可见,1965年-1973年地下水位呈下降趋势但较平缓;1974年-1975年降雨较少,开采量增加,地下水位急剧下降;1976年-1978年降雨较大(500-700毫米),虽开采量增加,地下水位仍处于平稳状态,每年下降速度只有0.17米;1980年至1988年,由于前几年边疆降雨偏小,虽后几年降雨量时有增减,但因滹沱河水干涸,渠系输水量也减少,使漏斗中心水位以每年2.02米的速度直线下降。随着地下水位下降,漏斗区面积也在不断扩展,现漏斗区面积已由1965年的57.5平方公里增加到1988年的314.8平方公里。
1965-1988年石家庄市地下水漏斗扩展统计表 表2-4-6 年限 漏斗中心位置 漏斗面积(k㎡) 漏斗中心水位埋深(m) 开采量 五年间漏斗增长值
万m3/日 亿m3/年 漏斗面积(k㎡) 水位(m) 1965 石027孔(华药厂) 57.5 7.82 26.36 0.91221 197
<来源:www.sjz.gov.cn >
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