太子河冲积扇含水层富水性和富水地段的分布

整个太子河冲积扇遍布全新统冲积相、冲洪积相、坡洪积相地层。 太子河上游及兰河、汤河等支流河谷阶地可见下全新统冲洪积相地层， 西部宽阔的太子河冲积平原覆盖着下、中全新统冲积相地层，太子河及 兰河、汤河等支流的河漫滩多为上全新统冲积相地层，并呈现有现代牛 轭湖、沼洼地等地貌。上更新统地层残存的冲积、冲洪积、坡洪积、风 积等层位的分布特点：①以太子河扇冲积、冲洪积层为主体，整合于中 更新统冲积层之上；②坡洪积相棕黄色亚粘土或黄土状亚粘土地层沿河 谷两侧坡脚及辽阳市区至小屯的山前地带展布；③ 风积黄褐色粘土堆 积于东京陵以北延伸至灯塔市一带。
位于太子河冲积扇的中北部——太子河北岸野老滩一带，第四系厚 80～100m，其中含水的卵石、圆砾石层厚50～80m，层位稳定，透水性 强，渗透系数一般在137～153m/d之间，东侧最高达134m/d，单位涌水 量185～429m3/d·m，地下水埋深1.58～4.08m（见图3和图4）。
图3 含水层厚度等值线图（m） Fig. 3 Water-bearing stratum thickness isogram map
处的含水层厚达46.7m。含水层埋深0.8～8.3m，地下水埋深0.5～5m，
渗透系数50～70m/d，单井抽水试验涌水量2500～5000m3/d。按5m降深
推算，单井涌水量2000～4000m3/d，最大可达8800m3/d(见表-2和
表-3)。
表2
验成果表
小屯汤—河沿一带钻孔抽水实
含水 地下
孔
微 承 165 3090 10 压 完 整 井
潜
水
57 4052 10 完
整
井
潜
水
106 5774 10 完
整
井
潜
水
30
2583
10
非 完
整
井
表3
汤河河谷盆地弓长岭—大安平一带
钻孔抽水实验成果表
含水 地下
孔 号 孔深
层 厚
水 埋
降深 涌水量
度深
单位涌 水量
渗透 系数
地
5m降深 涌水量
下 井 类
型
（m）
锰离子含量超标的严重现象。
2.2 涌水量较大地段（单井降深5m，涌水量1000～5000m3/d）
该地段分布于邻近太子河河道中心地带及上游河谷、支流河扇、支
流下游河谷地段。如太子河上游的小屯～汤河沿、河栏沟～朴家湾一带
河谷盆地、地貌上构成的一级阶地以及汤河下游的大安平～河栏沟一
带、南沙河扇一带。含水层岩性为砂砾卵石，厚7～24.8m，朴家湾河槽
太子河冲积扇富水性和富水地段的分布
宋长权 王呈会 郭富兴 宋佳阳 宋景峰
（辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114002）
[内容摘要]太子河冲积扇及支流河扇、上游河谷地段第四系皆为冲积、冲洪积、坡洪积及冰积 等陆相沉积。由于各含水层位即属上更新统和全系统粗粒的砂砾卵石层，因此这两统的沉积旋 回控制着区域富水性和富水地段的分布。太子河冲积扇及支流河扇第四系含水层中心地段垂相 巨厚，层位多而且稳定，分选性好，平相分布面积广。就整体而言，含水层从扇的顶部至尾部 逐步变厚，砂砾石的粒度逐步变细，纯度逐步变差，渗透力逐步变弱。扇的中前缘多分布孔隙 承压水，扇的上后缘包括河谷盆地、坡残积裙地段多分布孔隙潜水。 [关键词] 冲积扇；第四系；含水层；富水性；太子河
974 73.10 4869 12
5526.7520.03 0.85 2246
2643 21.75 4626 12
3270.5060.309.79 0.70 3076
4394 94.30 21945 12
3651.2645.60 3.21 5118
1594 43.20 7970 14-8
4289.4181.90 3.06 7525
引言
太子河冲积扇位于辽宁省辽阳市山区与平原的结合部，是我国东北 最大的山前河谷冲积扇地下水开采水源地，首山供水水源作为典型的代
表，从1919年开始建井以来已有91a的开采历史。1975年以来相继进入8 家大型用水单位，年平均开采量达3.11×108m3。2004年以后开采量所 下降，但年开采量仍达2.65×108m3，开采降落漏斗影响总面积已扩展 到315km2（见图 1）。 图 1 太子河水系图 Fig.1 Taizi river system chart
achievement table of South Shahe fan
孔 号
孔深
含水 层 厚 度
地下
5m降
水 埋
降深 涌水 量
单位涌 水量
渗透 深 井径 系数 涌 水 (吋)
深
(L/s)(L/s·m)(m/d) 量
(m3/d)
地 下 井 类 型
含 水 层 岩 性
(m) 25039.5036.001.603.08 672 218 25121.1717.901.673.85 897 233 260 8.50 6.93 0.751.75 432 247 262 9.72 8.26 0.644.06 1641 404
构单一，粒度分选性好。按其结构、厚度、岩性及富水性可分顶、尖、
尾和边缘四部分。含水层厚度由顶部向尖部逐渐加大，一般为30～
60m，尖部为80～120m，尾部至边缘为20～30m，埋藏深度5～30m。顶部
岩性为砂砾石，向尖部过渡为砂砾卵石及圆砾、粗砂，至扇的尾部见有
亚粘土夹层。地下水埋深0.5～6.0m，边缘可达15m。渗透系数70～
南沙河冲积扇第四系含水层由中粗砂、砾卵石等组成，层状，厚6
～35m，地下水埋深0.4～1.6m，含水层埋深1.6～11.5m，渗透系数12～
35m/d，单井抽水试验涌水量1500m3/d左右。按5.0m降深推算，单井涌
水量达1000m3/d以上（见表-4）。
表4
南沙河扇钻孔
抽水实验成果表
Table 4 Drill hole pump experiment
水性较差，渗透系数4～5m/d，地下水埋深2～3m，单位涌水量286～
413m3/d·m。按15m降深推算，单井涌水量4000～6000m3/d，影响半径
300～400m。
2 太子河冲积扇含水层富水地段分布 2.1 涌水量极大地段 (单井降深5m，涌水量大于5000m3/d)
该地段分布于太子河冲积扇沿河道展布的中心地段，含水层岩性结
1 太子河冲积扇含水层富水特征分布
太子河冲积扇包括南沙河扇及西部的下辽河平原区，巨厚的第四系 松散岩成面状分布，山前地带以太子河扇为主体，东部山区冲积、冲洪 积、坡洪积及风积、冰碛等类型的松散层只沿太子河及各支流（兰河、 汤河）河谷呈条带状分布（见图-2）。
图-2 太子河朴家湾第四系水文地质剖面图 Fig. 2 The Quaternary hydrogeological profile in pujiawan of the Taizi River
太子河冲积扇第四系含水层的分布规律为顶部薄至尾部逐步变厚， 粒度也由粗变细，纯度逐步变差，渗透性能逐步减弱。沿太子河河道展 布的中心地带地下含水层富水性极强，邻近太子河河道中心地带及上游
河谷、支流河扇、支流下游河谷地下含水层富水性较强，而位于太子河 上游的各支流上游狭窄盆地、山间谷地、太子河冲积扇边缘坡地的浅层 地下含水层富水性中等或较弱。
32014.01 5.67 1.171.52 931
612
136
潜 水 1738 完 整 井 潜 水 1734 完 整 井
据调查，太子河主流河床下，含水层巨厚，富水性极强，而支流则 相对差一些，如汤河、细河、兰河、南沙河等支流因含水层分布面狭 窄、厚度小，故富水性相应地减弱，但地下水水质良好，水质为重碳酸 钙钠型（HCO3-—Ca2+—Na2+），矿化度小于0.5g/L，pH值7.1～7.8。
图4 含水层渗透系数等值线图(m/d) Fig. 4 :Water-bearing stratum penetration coefficient isogram map isogram map
位于太子河扇前缘的大沙岭以西至黄泥洼及刘二堡一带，第四系厚
100～300m，有15～90m（浅部）和130m以下（深部）两个承压水含水
层水
单位涌
地 渗透 5m降深 井径 下
号 孔深 厚 埋 降深 涌水量 水 量 系数 涌水量 （吋）井
度深
（L/s） （L/s·m） （m/d） （m3/d）
类
型
（m） 70 18.00 6.80 4.67 1.02 1797 1762 73 18.1016.23 1.57 3.09 2506 811 74 18.8014.56 2.64 3.83 4406 1150 77 26.4324.80 1.63 5.88 3024 514
然而，太子河冲积扇地下水源铁、锰离子含量超标的问题一直困扰 辽阳市、鞍山市的市政供水部门，除铁除锰改造工程项目已被提到议事 议程。展开工程项目论证，首先就需要从宏观上把握太子河冲积扇地下 水开采的保证程度和开采整体布局，然后才是研讨怎样投入的问题。虽 然各用水单位对本家的水源地开采勘察程度比较高，但只局限于局部成 井部位，并对整个太子河冲积扇水文地质的认识存在差异性。本文综合 多家水源勘查研究成果，并在实地调查的基础上，力争用多种视角，系 统地阐述太子河冲积扇及支流河扇、上游河谷地段第四系含水层富水性 和富水地段的分布。
2459 56.70 12495 8-16
4455.0050.34 1.84 7093
3855 123.9 10800 8-16
太子河冲积扇中心地段的地下水类型是顶部、中部为孔隙潜水，水
位标高2～16m，至沈大高速公路东侧的水泉村一带及以西至扇的前缘逐
渐过渡为孔隙承压水。水质为重碳酸钙型（HCO3-—Ca2+），矿化度小于 0.5g/L，pH值6.9～7.4，感官纯净良好，而水泉村以东地区则出现铁、
fan center land sector in Taizi River
含水 地下
孔 孔深
层 厚
号
度
水 埋 深
降深
涌水量 （m3/d）
单位涌 水量 （m3/d·m）
渗透 系数 （m/d）
5m降深 涌水
量 （m3/d）
井径 （吋）
（m）
4 55.0046.50 2.67 4579
1715 48.60 8575 10
100m/d，大者达120～400m/d，小者为40m/d。单井抽水试验涌水量5000 ～10000m3/d。按5m降深推算，单井涌水量大者达21900m3/d，小者也超 过4500m3/d（见表 1）。
表 1
太子河冲积扇中心地段钻孔
抽水实验成果
Table 1 Drill hole pump experiment achievement of alluvial
11114.481.503.20 5.30 16506 3114 35.20 7422 8-12
1755.0048.905.60 2.74 4838
1766 52.00 8829 10
2567.7044.00 10.36 24019 2318
11590
4933.2522.007.66 3.77 3672
（L/s） （L/s·m） （m/d） （m3/d）
86 4.25 3.59 1.461.45 1002 691
458
潜 水 1014 完 整 井
31311.01 6.31 0.962.38 1442
606
128
潜 水 2966 完 整 井
31410.49 6.23 3.042.15 7535 1738 432
太子河冲积扇前缘的佟二堡至刘二堡一线以西区域仅埋藏下更新统 地层，层带从东向西呈冲洪积尖灭状，由棕黄、棕红色粘土含砾石或砂 砾混土组成，砂砾磨圆差，以石英砂岩为主。太子河冲积扇的前缘至山 前地带普遍埋藏中更新统地层，东部山区的河谷高层阶地可见冰碛、冲 积、风积、洞穴堆积及坡洪积等层位，但分布零星，成因复杂。
层。
浅部含水层的岩性以中粗砂和中细砂为主，层厚60～80m。透水性
尚好，渗透系数31.8～40.72m/d，地下水埋深2～3m，单位涌水量693～
925m3/d·m。按20m降深推算，单井涌水量可达13000～20000m3/d，影
响半径1600～2500m。
深部含水层的岩性以砂砾卵石混少量粘土为主，层厚25～40m，透
潜
12
1372
8
水 完 整
砂 砾
井
潜
水
15 1497 8 完 砾
整
井
潜
35
1574
8
水 完 整
砂 砾
井
潜
水
8 1023 8 非 砂
26315.3612.231.067.00 717 102
完砾
整
井
潜
23
658
8
水 完 整
砂 砾
井
南沙河扇从后缘向前缘第四系含水层富水性逐渐变大，但渗透系数 则逐渐变小，至前缘以外地段含水层由中粗沙变成粉细砂，并有亚粘土 夹层或尖灭体。 2.3 涌水量中等地段（单井降深15m，涌水量100～1000m3/d）