阴山山地地下水系统 地下水系统界定
阴山山地呈EW走向，横亘于内蒙古中部，东西长近1300km，南北宽200km左右，自西向东，包括狼山、色尔腾山、乌拉山、大青山、蛮汗山、燕山山地及赤峰一带的辽西山地，其间分布有数十个规模不等的山间断陷盆地，构成相对独立的地下水系统。
一、山地丘陵基岩裂隙地下水
阴山山地主要由变质岩、花岗岩及火山岩组成，基岩裂隙发育，但各地发育程度不均。受气候、地形影响，地下水埋藏条件和富水性差异较大:东部地区，降水量较大，基岩裂隙发育深度为20～50m，地下水径流模数小于5×104m3/km2·a;中部地区，基岩裂隙发育深度为20～40m，径流模数为2.5×104m3/km2·a;南部个别地段地下水径流模数达5×104m3/km2·a;西部地区，降水较少，裂隙发育深度在20m左右，径流模数小于2.5×104m3/km2·a。一般山麓地区，单位涌水量一般为120～240m3/d·m，富水性相对较好，而大部分地区小于24m3/d·m。在集宁市、丰镇市一带分布有玄武岩熔岩台地，厚度为100～200m，其间夹有数层泥岩，赋存裂隙孔洞水，单位涌水量一般为24～120m3/d·m。基岩裂隙水水质好，矿化度多小于1g/L，水化学类型一般为HCO3-Ca·Mg型。
二、山间盆地地下水
山间断陷盆地形成于中、新生代，盆地规模主要受地质构造控制。盆地内沉积了厚度不等的白垩系、古近系、新近系河湖相地层和第四系冲湖积相地层，自下而上，构成孔隙-裂隙含水岩组和第四系孔隙含水岩组。第四纪以来，各个断陷盆地沉降幅度差异较大，使盆地内的含水岩系组合明显不同，沉降较大的盆地第四系孔隙含水层较厚，如岱海断陷盆地、黄旗海断坳盆地;而沉降较小的盆地含水层则较薄，甚至缺失，如樊家夭、乌克忽洞、前大滩、后大滩、兴和、朝阳、供济堂等盆地。
1.第四系含水盆地
主要包括岱海断陷盆地、黄旗海断坳盆地。
岱海盆地:以第四系冲洪积和冲湖积含水层为主，盆地北部为冲洪积扇，含水层厚35～70m，单位涌水量为350m3/d·m;盆地东南部，含水层厚20m左右，单位涌水量小于50m3/d·m;盆地中南部沉积物以湖相淤泥质粘土、粘砂土为主，含水层厚10m左右，水位埋深小于10m，单位涌水量小于24m3/d·m，矿化度小于1g/L。见图3-2-4。
图3-2-4 岱海盆地水文地质剖面(据杨建勋等，2002)
黄旗海盆地:上部为潜水含水层，由北向南含水层厚度增大，厚10～15m，单位涌水量由24m3/d·m增大至500m3/d·m。潜水含水层下部为第四系冲湖积相承压含水层，从边缘向盆地中心，含水层层数增多，厚度增大，颗粒变细，水位变浅，单位涌水量小于300m3/d·m，矿化度小于1g/L。水化学类型以HCO3-Ca·Mg型为主。第四系含水层之下，为古近系、新近系砂岩含水层，单位涌水量为250m3/d·m。底部的白垩系砂岩承压含水层，厚度大于100m，水量为10～50m3/d·m，水头高出地表。
2.古近系、新近系含水盆地
主要为樊家夭、乌克忽洞、前大滩、后大滩、兴和、朝阳、供济堂等多数断陷盆地，主要发育古近系和新近系砂岩、砂砾岩，单位涌水量大多小于500m3/d·m，一般为50～200m3/d·m。
樊家夭盆地水位埋深10～50m，含水层厚20～30m，单位涌水量为120～240m3/d·m，中部大，边部小，矿化度小于1g/L，水化学类型为HCO3-Na·Ca型。乌克忽洞盆地水位埋深小于25m，由南向东北，含水层厚度由70m降至15m，含水层颗粒变细，水位变浅，水量变小，单位涌水量小于50m3/d·m。矿化度小于1g/L，水化学类型为HCO3-Na·Mg型。
位于化德县境内的朝阳盆地，含水层主要为始新统的砂砾岩承压水，含水层厚度一般为10～30m，向盆地中心增至70m，单位涌水量小于24m3/d·m，向盆地中心可增至300m3/d·m，水位埋深小于10m，矿化度一般小于1g/L。
三、第四系河谷洼地地下水
阴山山地由东向西发育诸多河流，较大的河流有老哈河、闪电河、饮马河、浑河等，河谷中沉积有较厚的第四系松散堆积物，地下水较为丰富。如位于赤峰市的老哈河，其支流较多，河谷宽一般2～4km，含水层厚10～20m，局部可达40～50m，单位涌水量上游一般为250～500m3/d·m，中、下游可达500～1000m3/d·m，水位埋深小于10m，地下水径流条件好，矿化度小于1g/L，水化学类型为HCO3-Ca·Mg型。位于正蓝旗、多伦县的闪电河河谷，宽为2～4km，含水层由第四系上更新统—全新统的砂、砂砾石组成，含水层厚25～40m，水位埋深小于10m，单位涌水量为100m3/d·m，水质好，矿化度小于0.5g/L，水化学类型为HCO3-Ca型、HCO3-Na型。
地下水系统特征~
地下水含水系统是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。含水系统的圈化主要着眼于包含水的容器，通常以隔水或相对隔水的岩层作为系统边界(王大纯，1985;柴崎达雄，1982)。
三门峡盆地，南邻小秦岭和崤山，北邻中条山，东接韶山，西毗渭河谷地。黄河自西向东流经盆地中间。三门峡盆地的构造基础，是秦岭纬向构造带的小秦岭断块与华夏向的中条山断块、崤山断块之间的复合、联合部位。地史上，本区经历了多次构造运动与变动，逐步演进为一个三角形断陷盆地。构造活动对区内浅层地下水系统的形成、空间分布起着决定作用。
三门峡盆地四周山区强烈风化剥蚀，碎屑物质经水流作用，源源不断地被搬运到盆地，形成厚达500m的第四系洪冲积松散堆积物，为地下水的储存提供了有利的空间。盆地是一个较完整的水文地质单元，周边由山地、黄土丘陵组成，中部为冲积平原。地下水的赋存条件及分布规律主要受气象、水文、地形地貌、地层岩性及地质构造等控制。气象、水文对盆地内地下水的补给、径流、排泄条件起着重要作用，地形地貌、地层岩性及地质构造决定了盆地内地下水的空间分布，同时也对地下水的补给、径流、排泄条件产生影响。
本区地层岩石种类繁多，除不同性质不同成因的松散岩类外，还有沉积的碳酸盐岩及碎屑岩，形成了不同类型的地下水。地表岩性是区内直接接受大气降水入渗补给的媒介，其性质影响着地下水的补给条件。而不同时期的构造运动控制了本区地层岩石和各种地貌类型的空间分布，进而控制了不同类型地下水的空间分布;遍布于地层岩石中的断裂、裂隙及外力地质作用形成的风化裂隙，以及在此基础上形成的溶洞，为不同类型地下水提供了储存和运移空间。上述各种因素共同作用的结果，对区内地下水的形成及其富水性产生重要影响。
在碳酸盐岩分布区，裂隙溶洞发育，赋存有裂隙溶洞水，在碎屑岩类分布区，赋存有孔隙裂隙水。由于山区地势起伏很大，沟谷深切，不利于降水入渗补给及地下水的储存。因此基岩山区地下水一般较贫乏。
南部小秦岭和崤山丘陵区，黄土台塬丘陵区堆积了几米至几十米厚的以风成为主的黄土，其垂直节理及大孔隙发育，垂直渗透性能较强，为地下水的垂直入渗补给创造了有利条件。因而在黄土台塬及丘陵区普遍存在黄土孔隙、孔洞、裂隙潜水。由于分布地形高，地形坡度大，沟谷发育，切割强烈，不利于地下水的补给、储存，有利于地下水的径流及排泄。加之含水层岩性为黄土(粉土)，含水性较差，地下水资源极为贫乏。
黄土台塬丘陵区下伏的下更新统、新近系的砂、卵石，由于时代相对较老，压密程度高，局部胶结成岩。且地势相对较高，地下水主要通过上覆黄土下渗补给，由于补给不足，因而富水性相对较差。
从冲积平原区看，地下水含水层的厚度、粒度及富水性在横向及垂向上还是具有明显的变化。从横向上看，由漫滩至一级阶地、二级阶地、黄土台塬含水层厚度由厚变薄，含水层埋藏逐渐变深;从垂向上看，由于沉积时代不同，上下压密程度不同，由上至下，孔隙率变小，富水性变弱，因而区内中深层地下水富水性较浅层地下水差。
一、重点区物探勘查工作部署
（一）重点区选择及目标
充分考虑黑河流域地质和水文地质的研究程度，包括对断层性质、地下水水位埋深、地层岩性结构和地下水补给、径流和排泄条件的认识，确定本次物探研究重点区和目标。
1）张掖盆地的龙家坡地区和酒泉西盆地的冰沟口地区，探查祁连山大断裂的性质，澄清山区与盆地之间地下的水力联系状况。
2）双泉水源地区，进一步了解嘉峪关断裂的性质，查明酒泉东、西盆地间地下的水力联系状况。
3）鼎新地区，了解讨赖河与黑河交汇处地下的水力联系状况，及其与额济纳盆地之间关系。
4）距张掖市西约30 km的乌江地区，查明平原溢出带地下水溢出原因，揭示该区地下径流与排泄机制。
5）距酒泉卫星发射十号基地北约60 km的东、西河之间区域，了解北部盆地地下水系统地层结构，探查东、西河之间水力联系状况和北部盆地南段地下水流场条件。
针对上述研究区工作条件和目标，采用音频大地电磁法（EH-4电导率成像系统）和自然电位法作为主要技术手段，物探测线布设垂直于构造走向，物探剖面的具体点位如表2-1所示。
表2-1 黑河流域重点探查区物探剖面线位置
（二）拟解决地质问题与方法
1.祁连山前大断裂性质
祁连山前大断裂是控制黑河流域“山区”与“盆地”之间地下水力联系的主要地质构造。多数学者认为，该盆地南缘沿着祁连山山麓的大断层带是由断层组成的叠瓦构造，这个压性大断裂及其派生的山麓中新生界褶皱，构成一条“阻水屏障”，使祁连山区大部分地段的地下径流不直接进入盆地。但是在山区与盆地之间是否存在“阻水屏障”，尚缺乏充分的证据，因此查清祁连山前大断裂的性质、两盘地层岩性结构和地下水水位埋深等地质问题，是解决是否存在“阻水屏障”问题的关键和地下水侧向补给评价的重要依据。
2.平原溢出带地下水溢出原因
黑河流域中游区按地下水埋藏条件，可分为南部深藏带、中部浅藏带和北部溢出带。北部溢出带地下水溢出地表的原因，除受地下水补给和排泄条件影响之外，是否还受岩性变化和基底隆起的影响?查清这一问题对于了解该区地下水循环过程具有重要作用。
3.酒泉东、西盆地之间地下水水力联系
酒泉东、西盆地的水文地质条件明显不同，两者之间是否存在地下水水力联系，是两盆地地下水资源评价需要解决的重要问题之一。嘉峪关断裂是二者的分界线，因此查明该断裂的性质、断层两侧的地下水水位埋深和地层结构等，是解决该问题的关键。
4.讨赖河与黑河交汇处水力联系
讨赖河与黑河在鼎新镇附近交汇，两者之间地下水水力联系如何，关系到额济纳盆地接受地下水侧向补给量的计算，也是评价额济纳盆地地下水资源中需要解决的重要问题之一。
5.鼎新-狼心山段水量不均原因
在黑河流域下游区鼎新-狼心山-哨马营以北的河段河流常断流，在枯水期无水，在丰水期仅少量的水流向额济纳盆地。河流在此段存在着水量无法均衡的现象。此外，在该区的东部分布一片绿洲。过去认为，该绿洲中的地下水是来源于巴丹吉林沙漠。对这些问题的认识，基本上是处于假设阶段。为查明此问题的原因，需要查清该区段是否存在断层或古河道，以及河水与地下水之间转化关系和东部绿洲与黑河河水之间转化关系。
6.黑河下游东、西河之间地层结构
黑河流域下游区的东、西河一带是额济纳盆地地下水的主要储存场所，为了解该区的地下水补给、径流和分布特征，需要查明东、西河之间地层结构、岩性和构造特征。
7.技术方法
针对上述问题和工作区地质条件，采用音频大地电磁测深法（EH-4电导率成像系统）解决地层岩性结构、地下水水位埋深和地质构造性质问题；采用自然电位法，探查地下水补给关系问题。
二、物探勘查结果
（一）祁连山前大断裂
在祁连山前大断裂重点区，选择了两条研究剖面，分别分布在张掖盆地的龙家坡地区和酒泉西盆地的冰沟口地区，拟解决的关键问题是查明祁连山前大断裂的性质、两侧地层结构和地下水水位实际埋深问题，勘查结果如图2-1和图2-2所示。
在祁连山山前断裂的上盘，第四纪松散沉积物以洪积-坡积的砂砾石或砂碎石为主，厚度不稳定，含水层的分布极不均匀，基底岩性为古生代以前的变质岩和火成岩。断裂的下盘为走廊平原的山前地带，岩性为第四纪沉积的砂砾石和砾卵石，厚度较大，基底以第三系泥岩为主。两盘的地下水水位埋深差别较大，祁连山高山区的地下水水位埋深一般为几十米，而祁连山前平原区的地下水水位埋深在100 m以上。
因此，根据该断裂两盘的岩性和地下水水位埋深状况，结合地质和钻探资料综合分析，判断该断裂为一逆冲断裂，上盘上升，下盘下降。地下水从上盘沿断面垂直跌落，说明山区与平原区之间地下的水力联系不明显，祁连山前大断裂应是山区水通过地下径流进入平原区的“阻水屏障”。
图2-1 黑河流域张掖盆地龙家坡物探成果图
图2-2 黑河流域冰沟口物探成果图
（二）平原溢出带隐伏隆起
工作区位于中游区溢出带、距张掖市西约30 km的乌江镇附近，采用EH-4电导率成像系统开展物探勘查工作，剖面线方向呈SN向。该研究试图查明溢出带的地层结构、基底起伏形态特征和地下水溢出的主要原因。勘查结果如图2-3所示。
图2-3 黑河流域南部盆地平原溢出带隐伏隆起勘测结果
从勘查结果可以看出，在垂向上，该区岩性是浅部颗粒较细，以粘土和细砂为主，向深部变为砂砾卵石层，再向深部的岩性颗粒又变细，以泥质砂岩为主。从水平方向上看，由北向南，砂卵砾石层由粗至细再变粗。由此推断，该区地下水的溢出主要是因为岩性变化所致，地下水由南向北流动受到细颗粒地层阻碍而溢出地表。另外，基底由南至北埋深由大变小，基底隆起也是造成地下水溢出的原因之一。
（三）嘉峪关断裂
该断裂是酒泉西盆地与酒泉东盆地的分界线，其南端与祁连山山前断裂相连，北端以榆树沟为界。工作剖面位于双泉水源地西北约5 km处，剖面线方向为NE-SW向，拟查明嘉峪关大断裂的性质、产状和两盘之间地下水水力联系。通过EH-4电导率成像系统勘查工作，结果如图2-4所示。
据勘查结果，嘉峪关断裂两侧的地下水水位差别较大，靠近山前一侧的地下水水位埋深约10 m多，另一侧地下水水位埋深达200～300 m。从地层岩性特征分析，断裂两侧分别为卵砾石和泥质砂岩，二者岩性明显不一。因此，推断该断层为阻水断层，酒泉东、西盆地之间地下无明显的水力联系。另外，在远离嘉峪关大断裂北侧500～600 m处，可能还存在一具有阻水作用的隐伏断裂。
（四）讨赖河和黑河交汇处
工作剖面位于酒泉以北约150 km处的鼎新镇附近，剖面布置呈NE-SW向。采用EH-4电导率成像系统和自然电位法两种方法，拟查明黑河与讨赖河之间地下的水力联系、地层结构和构造特征。勘查结果如图2-5所示。
根据两种方法的勘查结果分析，该区地层结构大致分为3层，上层电阻率较高，大于50Ω·m，推断为第四系，以粗砂和细中砂为主；中层电阻率在20～40Ω·m之间，推断为第三系，以砂质泥岩和泥质砂岩为主。下层电阻率抬升，大于40Ω·m，推断为基岩。从构造方面分析，在剖面的2500m左右处存在一隐伏断层，西北侧的地层为上升盘，东南侧的地层为下降盘，断层倾角较大，推断为逆断层。结合自然电位法勘查结果分析，地下水的流向是由西南至东北方向，该隐伏断层为弱透水性断层，两河之间地下的水力联系是由讨赖河流向黑河方向。
图2-4 黑河流域嘉峪关断裂勘测结果
图2-5 黑河流域讨赖河和黑河交汇处勘测结果
（五）东西河之间断陷
工作剖面位于十号基地以北约60 km处，剖面方向呈EW向，从东河开始至西河结束。采用EH-4电导率成像系统，拟查明黑河流域下游区东、西河之间地层结构特征和基岩起伏形态。勘查结果如图2-6所示。
图2-6 黑河流域下游区东、西河断陷勘测结果图
从勘查结果来看，两河之间浅部以干燥的细砂和粘土层为主，厚度约20 m。其下是厚度约180 m的粘土层，再向下为基岩。在靠近东、西河之间剖面约5000 m处存在三条隐伏断层。由于构造活动，东、西河附近的基底抬升。
（六）鼎新-狼心山段
黑河流域下游区鼎新-狼心山-哨马营以北河段，河流经常断流，存在水量难以均衡的现象。为查明此原因，通过EH-4电导率成像系统探测，勘查结果如图2-7所示。
图2-7 黑河流域鼎新—狼心山段EH-4勘查结果
探测资料表明，在哨马营至板井滩一带，存在一地堑式断层。该断层带分布有黑河古河道，过去河流沿此河道向东流，然后转向北东向，最终流向尾闾湖—东居延海。后来河流改道，此处变成古河道。因此在哨马营以南河段河水入渗补给地下水，然后沿古河道向东径流，通过地下径流以垂向蒸发排泄向古日乃。古河道的存在是造成河流在此段水量不均衡的原因，也是黑河向东补给绿洲的条件。
大兴安岭山地地下水系统
答：大兴安岭山地，可分为第四系松散岩类孔隙潜水含水系统、裂隙-孔隙含水系统、基岩裂隙含水系统和冻土带含水系统。一、第四系松散岩类孔隙潜水含水系统 该含水系统呈线状分布于大兴安岭各地的河谷及河谷洼地中，主要河谷有海拉尔...
阴山山地地下水系统
答：自西向东，包括狼山、色尔腾山、乌拉山、大青山、蛮汗山、燕山山地及赤峰一带的辽西山地，其间分布有数十个规模不等的山间断陷盆地，构成相对独立的地下水系统。
地下水系统划分的主要依据及边界确定
答：一级地下水系统主要受构造、地貌以及一级地表水系的控制,依据盆地分水岭或地表水流域分水岭划分,其中西北内陆地区主要依据一级盆地周边分水岭划分;黄河中游地区四周为山地,黄河及其支流为区域地下水排泄基准,主要依据四周山地分水岭划分;华北...
中国地下水系统分区
答：松辽地下水系统分区的主体为松辽平原，平原西部的大兴安岭山脉是区内地表水的主要发源地，也是区内地下水的主要补给区。从地下水循环的角度讲山地和平原是一个不可分割的整体，因而把大兴安岭和松辽平原划归为松辽地下水系统分区。
地下水系统划分及特征
答：二、地下水系统特征 (一)第四系孔隙水亚系统 1.边界条件 该亚系统西、南及东南边界分别与小兴安岭、完达山山地基岩接触，为弱透水补给边界，接受山区出山口河流的河水渗漏和河谷潜流补给及基岩裂隙水的侧向径流补给;北及东北...
地下水系统分区依据
答：主要依据地形、地貌条件划分。松辽地下水系统区的主体为松嫩平原和辽河平原，平原西部的大兴安岭、东部小兴安岭等山脉是区内地表水的主要发源地，也是地下水的主要补给区，从地下水循环的角度讲山地和平原是一个不可分割的整体...
地下水流系统划分
答：一、局部地下水径流系统 平原自西向东，自南向北，由贺兰山洪积扇至黄河冲积平原、由黄河冲积平原至冲湖积平原，形成多个局部地下水流系统。贺兰山山前洪积扇局部地下水流系统主要接收山区沟谷径流及降水的垂向入渗补给，在山前...
一级地下水系统划分依据
答：二、松嫩盆地一级地下水系统(A02) 充分考虑区域水循环特征,主要参照地貌和地表水流域划分。松嫩平原是东、北、西三面环山,中间低平,受地貌条件的控制,区内地下水主要从平原周边山地获得降水和地表水的入渗补给,而后由山前向平原中西部...
内蒙古高原地下水系统
答：由于地貌、含水岩类、地下水类型的不同,可划分为山地丘陵、玄武岩熔岩台地、浑善达克沙地、高平原、第四系河谷洼地。 一、山地、丘陵风化裂隙潜水含水系统 主要为风化裂隙潜水含水系统,分布在北部国境线及苏尼特—锡林浩特一带。含水层...
西北内陆盆地地下水系统分级
答：准噶尔盆地为一级地下水系统，充分考虑区域水循环特征，主体以宏观的构造地貌进行划分，盆地受地貌条件控制，地下水由四周中高山向盆地中央汇集，周边天山等高大山地是地下水的形成和补给区，从山区到山前地下水以侧向运移为主...
