王忠忠，劉 華

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東 廣州 510080)

廣州城市化進程日益加快。2001年8月廣州市政府出臺《廣州城市建設(shè)總體戰(zhàn)略概念規(guī)劃綱要》，確立了“南拓、北優(yōu)、東進、西聯(lián)”的空間布局。廣州市南部地區(qū)的番禺、南沙行政區(qū)作為廣州城市發(fā)展“南拓”的重要區(qū)域，面積約1 314 km2(圖1)，經(jīng)濟發(fā)展迅猛。番禺區(qū)是廣州重要的工業(yè)強區(qū)和重要的工業(yè)出口基地之一，旅游和生態(tài)養(yǎng)殖發(fā)展迅速;南沙區(qū)臨港工業(yè)日益顯現(xiàn)，花園式生態(tài)型濱海新城區(qū)初具規(guī)模。城市的飛速發(fā)展不可避免帶來的“三廢”對地下水資源造成極大污染，破壞了生態(tài)環(huán)境，危害了當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康，制約了廣州城市的和諧發(fā)展。為了科學(xué)合理的規(guī)劃管理地下水資源和服務(wù)城市地下工程建設(shè)，迫切需要掌握詳細的水文地質(zhì)情況。廣州南部地區(qū)水文地質(zhì)研究工作開展于上世紀(jì)80年代，以區(qū)域水文地質(zhì)普查和綜合性水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查為主［1－2］;近年來主要圍繞環(huán)境地質(zhì)等展開調(diào)查工作［3－4］?？偟目磥?，前人水文地質(zhì)研究主要建立在小比例尺調(diào)查基礎(chǔ)上，尤其對廣州南部地區(qū)缺乏針對性的區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查研究。因此，系統(tǒng)開展廣州南部地區(qū)水文地質(zhì)研究對有效保護區(qū)內(nèi)地下水資源，合理開發(fā)地下空間具有重要現(xiàn)實意義。

1 地質(zhì)條件概況

廣州南部在構(gòu)造單元上屬華南褶皺系粵中拗陷區(qū)。該區(qū)地層發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。地層由老至新為元古代—白堊紀(jì)—古近紀(jì)—第四紀(jì)，其中，元古代云開巖群(PtY.)和片麻雜巖(Ptgn)，主要分布在市橋—沙灣、石樓—石碁和南沙街辦—龍穴島一帶;白堊紀(jì)百足山組(K1b)、白鶴洞組(K1bh)、dl三水組)和大塱山組(K2)，主要分布在化龍—石樓東側(cè)、鐘村—沙灣西側(cè)和大石街辦地區(qū);古近紀(jì)莘莊村組(E1x)和布心組(E1－2b)，主要分布在欖核—靈山—東涌—小虎島、新墾北部和南部地區(qū);第四紀(jì)(Q4)除番禺北東部和南沙中部殘丘外，大范圍分布。研究區(qū)內(nèi)侵入巖為酸性，形成時代包括志留紀(jì)(S)、三疊紀(jì)(T)和白堊紀(jì)(K)，其中志留紀(jì)侵入巖主要分布于番禺北部一帶，三疊紀(jì)侵入巖集中分布于南沙地區(qū)，白堊紀(jì)侵入巖零星分布。廣州南部地區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要由北東向和北西向兩組斷裂相互交切，形成網(wǎng)狀格局。北東向斷裂組主要為新會—市橋斷裂帶和南沙—東莞斷裂組;北西向斷裂組包括獅子洋斷裂組和白坭—沙灣斷裂帶。

圖1 廣州南部地區(qū)地理位置圖

2 水文地質(zhì)特征

2.1 地下水類型及分布規(guī)律

根據(jù)地下水賦存條件、介質(zhì)條件，將地下水劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類型(圖2)，其中基巖裂隙水又分為紅層孔隙裂隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水［5］。

1)松散巖類孔隙水

除南部的黃閣—南沙街辦一帶、靈山以及北部的蓮花山周圍和大龍—市橋—沙灣一線以北地段為基巖出露區(qū)外，其余大部分為第四系松散巖類覆蓋，沉積物厚度最大為76.10 m。第四系松散沉積物沉積環(huán)境主要為三角洲相，局部地區(qū)如黃閣—南沙街辦一帶山間溪流兩側(cè)為內(nèi)陸河谷相。三角洲相第四系松散層主要為桂洲組(Qhg)和禮樂組(Qpl)的沉積物，桂洲組為一套海陸交互相沉積物，禮樂組為一套晚更新世河流—海相—三角洲相風(fēng)化沉積物。巖性主要為砂、砂礫夾砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉細砂，其厚度變化大(30～80 m)，整體上南部較北部厚。區(qū)內(nèi)砂層發(fā)育但連續(xù)性差，由南至北主要形成三個含水層(組)，潛水含水層分布較少，其余兩個承壓含水層分布較廣泛，水量以貧乏為主。

圖2 水文地質(zhì)略圖

2)基巖裂隙水

基巖裂隙水以紅層孔隙裂隙水和塊狀巖類裂隙水為主，層狀巖類裂隙水分布相對較少。

紅層孔隙裂隙含水層主要巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細砂巖、砂礫巖、礫巖(E1－2b、E1x、K2dl、K2SS∧、K1bh、K1b)，主要隱伏于鐘村－沙灣以西、大石街辦附近和欖核－東涌－獅子洋一帶以及萬頃沙南部部分地區(qū);局部出露于市橋－沙灣以西、大石－南村一帶和大崗和蓮花山附近。鉆孔揭露其頂板埋深最大為64 m，單孔涌水量為10～80 m3/d，富水性貧乏。

層狀巖類裂隙含水層主要巖性為云母片巖、黑云斜長片麻巖、變粒巖、變質(zhì)砂巖和石英巖等(PtY.)，局部出現(xiàn)混合巖。該地層變質(zhì)變形復(fù)雜，同時風(fēng)化強烈，各處露頭孤立，主要隱伏于市橋—沙灣街辦一帶以及鐘村街辦西南部、大龍—石樓和南部的南沙街辦—龍穴島一帶，局部出露于北部丘陵地區(qū)，在龍穴島中部有零星分布。鉆孔揭露其頂板埋深最大為64 m，富水性貧乏。

塊狀巖類裂隙含水層主要巖性為花崗巖、片麻巖、混合巖(K2γ、K2γπ、K2ηγ、S3ηγ 、T33cηγ、Ptgn)，主要隱伏于化龍西南和鐘村東部，以及大崗—魚窩頭—黃閣一線以南的大部分地區(qū)，出露于鐘村—南村—化龍一線、蓮花山西部和黃閣—南沙街辦南部，鉆孔揭露其頂板埋深最大為76.10 m，單孔涌水量為4～90 m3/d，水量貧乏。

2.2 地下水化學(xué)特征

對水化學(xué)數(shù)據(jù)按照舒卡列夫分類，分析認為:區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)類型呈現(xiàn)出明顯的水平分帶(圖2)。番禺區(qū)內(nèi)，大石街辦西北部、鐘村街辦的東部、石樓的西北和東南部丘陵邊緣為HCO3型水，外圍的沙灣街辦－石樓－化龍－大石街辦－南村－鐘村街辦一帶過渡為Cl·HCO3型水，平原區(qū)多為Cl型水。南沙區(qū)內(nèi)，黃閣－南沙街辦中部丘陵邊緣主要是HCO3·SO4·Cl型水，魚窩頭—黃閣—南沙街辦一帶主要為Cl·HCO3型水，大崗—橫瀝—萬頃沙—新墾—龍穴島平原區(qū)主要為Cl型水，另外在南沙街辦和新墾附近零星分布有HCO3·SO4·Cl型水。

在欖核—石碁—石樓—蓮花山—化龍一線為咸淡水分界線:北部丘陵邊緣地帶大部分為淡水，除黃閣—南沙街辦丘陵區(qū)外，南部平原區(qū)礦化度一般大于1g/L，為咸水，主要由于研究區(qū)經(jīng)歷了晚更新世和全新世兩個大的海侵，地下水在海進期咸化，后期一直受潮汐頂托和弱透水地層影響，地下水交替循環(huán)緩慢，淡化能力較弱。

2.3 地下水水位

現(xiàn)有資料表明，區(qū)內(nèi)地下水水位標(biāo)高介于－7～25 m。地下水流向總體趨勢是從北向南，經(jīng)沙灣—市橋—大龍—蓮花山流向大崗—黃閣南部，最后匯入獅子洋。地下水水位由化龍—南村—鐘村一帶向南部獅子洋逐漸降低。在丘陵地區(qū)，蓮花山—石樓—大龍—市橋—沙灣街辦一線以北地區(qū)地下水水位一般大于3 m，流向南東向;黃閣—南沙丘陵地區(qū)北部地下水水位一般大于3 m，流向受地形制約，北部地區(qū)向東流動，南部地區(qū)向南東流動。在平原地區(qū)，受地形和潮汐頂托影響，地下水位變化較小，一般小于3 m，整體流向為南東向。

2.4 地下水補給、徑流和排泄條件

廣州南部屬南亞熱帶典型的季風(fēng)氣候，全年平均氣溫22℃，降雨集中在汛期(4～9月)，年均降雨量為1 640 mm，且水系極其發(fā)育。松散巖類孔隙水在丘陵邊緣地區(qū)主要接受大氣降水入滲補給;在南部平原地區(qū)受潮汐頂托影響，主要為大氣降水入滲補給和河流側(cè)向補給，另外是農(nóng)田水塘滲入補給?；鶐r裂隙水主要接受大氣降水補給和上覆松散巖類在斷裂裂隙發(fā)育段側(cè)向徑流補給。

研究區(qū)地下水具有埋藏淺，徑流途徑短的特點，總的徑流趨勢為由北向南。由于存在隔水頂、底板的缺失，松散巖類孔隙水各含水層存在聯(lián)通現(xiàn)象，具有一定的水力聯(lián)系。

排泄方式主要為自然蒸發(fā)排泄和側(cè)向補給排泄。丘陵區(qū)，基巖裂隙水多以泉、泄流的形式向溝谷或向區(qū)外側(cè)向補給排泄;平原區(qū)，基巖裂隙水側(cè)向補給松散巖類孔隙水或轉(zhuǎn)化為隱伏基巖裂隙水，松散巖類孔隙水側(cè)向徑流排泄。

3 第四系含水層結(jié)構(gòu)特征

3.1 含水層劃分原則

綜合廣州南部地區(qū)1 300多個鉆孔的巖性信息，按照地質(zhì)時代、水動力條件、成因類型和巖性組合等因素，將研究區(qū)第四系松散孔隙沉積物劃分為三個主要含水層(表1)，即:全新統(tǒng)潛水含水層;全新統(tǒng)承壓含水層組(第一承壓含水層);更新統(tǒng)承壓含水層組(第二承壓含水層)。

表1 第四系含水層劃分

3.2 含水層結(jié)構(gòu)及展布規(guī)律

潛水含水層主要以全新世的填土(Qs)為主，巖性為粉細砂、中粗砂組成的沖填土，集中在龍穴島及新墾南部，其余零星分布。其底面埋深0.70～6.50 m，平均層厚為 2.30 m，富水性貧乏。由于該含水層巖性主要為沖填土，分布較少，局部地區(qū)如黃閣北部和龍穴島南部與萬頃沙北部和新墾南部等地區(qū)潛水含水層與下部第一承壓含水層聯(lián)通。

第一承壓含水層主要以全新世海陸交互相沉積的砂土(Qh)組成，巖性主要為粉細砂，中粗砂次之，卵礫石較少，局部地區(qū)包含有淤泥、粘土質(zhì)透鏡體。除中部丘陵外，該含水層分布普遍，但成層性差。其頂面埋深0.30～24.50 m，東涌東北和黃閣以西和萬頃沙－南沙街辦南部地區(qū)頂面埋深較深，一般大于 10 m;厚度介于 0.50～23.80 m，平均層厚為5 m，蓮花山北部、沙灣－欖核－靈山一線、小虎島附近和南沙街辦－橫瀝南部局部層厚大于5 m。區(qū)內(nèi)單井涌水量均小于100 m3/d，含水層富水性貧乏。局部地區(qū)如蓮花山東部、石樓北部和大崗東部等地區(qū)第一承壓含水層與下部第二承壓含水層聯(lián)通(圖3)。

第二承壓含水層主要為晚更新世河流—海相—三角洲相沉積的砂土(Qp)組成，巖性主要為中粗砂，粉細砂、卵礫石次之，局部地區(qū)包含有淤泥、粘土質(zhì)透鏡體，其成層性相對較好。該含水層頂面埋深2.20～47.80 m，蓮花山—東涌以東、黃閣一南沙街辦以西以及南沙街辦－橫瀝以南除龍穴島西部地區(qū)，頂面埋深一般大于 15.00 m;厚度介于 0.55～45.60 m，平均層厚為8.80 m，整體上南部較北部厚，大崗－南沙街辦以南大部分地區(qū)層厚大于10 m，北部蓮花山—東涌以東地區(qū)一般大于5 m，其余地區(qū)小于5 m。研究區(qū)內(nèi)單井涌水量一般小于100 m3/d，富水性貧乏，局部地區(qū)如東涌東部，單井涌水量達326.40 m3/d，水量中等。

圖3 東涌－石樓第四系含水層結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)論與建議

通過參考前人水文地質(zhì)研究成果，同時結(jié)合現(xiàn)有水文地質(zhì)資料，研究分析認為:廣州南部地區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水、紅層孔隙裂隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水;地下水埋藏淺，徑流途徑較短，總體流向趨勢由北向南;補給來源主要是大氣降水和河流側(cè)向補給，排泄方式以自然蒸發(fā)排泄為主;地下水水化學(xué)類型具有明顯的水平分帶特征，由丘陵帶的HCO3型水過渡為平原區(qū)的Cl型水;研究區(qū)第四系松散孔隙沉積物主要存在三個主要含水層:潛水含水層、第一承壓含水層和第二承壓含水層，其中潛水含水層分布較少，第一、二承壓含水層普遍分布。

為進一步查明廣州南部地區(qū)水文地質(zhì)情況，更好的服務(wù)于廣州城市建設(shè)“南拓”戰(zhàn)略，今后應(yīng)補充各含水層的抽水試驗和水質(zhì)分析，加強地下水水位中長期動態(tài)觀測，調(diào)查研究季節(jié)性變化對地下水水質(zhì)的影響。

［1］廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)二大隊.區(qū)域水文地質(zhì)普查報告1:200000－廣州幅、江門幅［R］.1981.

［2］廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)二大隊.綜合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告1:50000－第四分冊(水文地質(zhì)、工程地質(zhì))［R］.1989.

［3］廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)一大隊.廣東省環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告1:500000［R］.1993.

［4］廣東省地質(zhì)調(diào)查院.珠江三角洲經(jīng)濟區(qū)1:25萬生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查報告［R］.2004.

［5］地質(zhì)礦產(chǎn)部.綜合水文地質(zhì)圖編圖方法與圖例［M］.1983:1－13.