石家庄地质概况 下载本文

石家庄概况 一、地质 (一)地 层

石家庄市域属华北地层区,该地层区的特点是,在太古代--早元古代变质岩系褶皱基底之上,不整合地覆盖着轻微变质的地台型海相沉积的中--上元古代地层,而后沉积了稳定型的海相寒武第和奥陶系。中石炭世和二叠纪开始出现海陆交互相到陆相沉积,此后主要接受陆相地层的沉积。本区出露的地层层序由老至新为: 1.太古界(Ar) 阜平群(Arfp) 南营组(Arn)

南营组分布在井陉县南陉、方山、赵庄岭三个乡的西北部。南营组为阜平群下亚郡的上部。岩层以黑云斜长片麻岩为主,夹二云斜长片麻岩,含石榴石黑云斜长角闪片岩,黑云角闪片岩。顶部夹白云母斜长片麻岩,下部夹角闪斜长片麻岩及少量透镜状斜长角闪岩和角闪片岩,厚306-1793米。 2.元古界(Pr) (1)甘陶河郡(Pt)

甘陶河群为一套浅变质的砾岩、砂岩、板岩、白云岩、变质安山岩等组成,具有三次规模较大的中性喷发活动。根据沉积旋回,划分为南寺掌组、南寺组及蒿亭组。 a. 南寺掌组(Ptln)

一段。上为灰红色中、粗粒长石石英砂岩、或与千枚岩、板岩互层;下为灰红、肉红色砂砾岩或为灰红、黄、黄白色变质长石砂岩、砂砾岩;底部局部见黄褐色变质砾岩。砂砾岩内常见有磁铁矿及交错纹。本段岩性与厚度变化较大,厚153-1277米。

二段。黑绿、深灰色变质安山岩、熔凝灰岩及安山质熔角砾岩(或集块岩)。在测鱼一带蚀变强烈,具青盘石化、绿泥石化、碳酸盐化、并有黄铜矿化、黄铁矿化等,上部夹一层32米厚的粉红色细、粗粒长石石英砂岩。南寺掌一带主要为火山碎屑岩夹灰色板岩,向北火山碎屑岩递变为安山岩,并与长石石砂岩,砂砾岩互层,井陉彪村一带安山岩中仅有少量夹层临城一带为变质安山岩夹板岩、云母片岩与长石石英岩,其厚度显著增大。厚485-1390米。 b.南寺组(Ptlnn)

一段。上部为肉红、红黄、绿灰色变质长石石英砂岩、变质长石砂岩夹少量板岩,或与灰、灰白色硅质板岩互层。测鱼一带其顶部为绿、深灰色黄铜矿化变质安山岩,常见片状构造;下部为黄红、紫红色长石石英砂岩、石英砂岩、细砂岩夹变质安山质凝灰岩、凝灰熔岩、凝灰岩、黄绿色板岩,或与凝灰质粉砂板岩、变质安山岩互层。厚244-1101米。

二段。深灰、灰、黄绿色砂质板岩夹变质砂岩,或红、灰绿、灰红色中、粗粒长石石英砂岩互层。厚122-685米。

三段。上部为灰色板岩,局部地段基部夹暗紫红色厚层白云岩,向下褐黄、紫红色石英砂岩夹层增多,具重晶石化与黄铜矿化;下部

为肉红、红、灰色变质长石石英砂岩,粗砂岩不等量灰绿色砂质板岩。井陉测鱼、杨庄一带与凝灰质长石石英砂岩互层,并夹一层硅化白云岩,凝灰质岩内局部见黄铁矿化,厚156-224米。

四段。上部为灰绿、黑绿、灰色变质安山岩夹少量变质安山质熔角砾岩;下部为灰、灰绿色变质安山质熔角砾岩、角砾熔岩、集块岩夹安山岩,局部具片理化。本段岩石蚀变强烈,以绿帘石化、绿泥石化为主,次为硅化、碳酸盐化、阳起石化、局部有次闪石化、褐铁矿化、并具黄铜矿化及孔雀石。四段岩性及厚度变化较大,向北火山碎屑岩相变为熔岩;向南至临城境内安山岩具枕状构造,仍夹火山角砾岩。厚度以井陉测鱼一带最大,向南北两端变薄,至本区北部边缘尖灭。厚0-1475米。

南寺组和南寺掌组代表性剖面地点:井陉测鱼。 c.蒿亭组(Ptlh)

本组仅见于井陉南寺掌、南蒿亭一带,其它地区均被剥蚀。 一段。上部为白色中厚层白云岩、肉红、黄灰色厚层白云岩、砂质白云岩与灰红色变质细砂岩、砂岩、长石砂岩互层;下部为青灰色中厚层板岩、粉砂质板岩夹灰、灰红色变质砂岩、黑绿色变质安山岩、灰色安山质角砾岩与少量红色薄、厚层白云岩。厚0-845米。 二段。灰绿、黑绿色变质安山岩(下部有变质玄武岩)夹少量变质安山质熔角砾岩与变质砂岩、砂质板岩,底部夹泥质白云岩。厚0-1019米。

(2)长城系(Ch)

a.常州沟及串岭沟组并层(Chc+ch)

常州沟及串岭沟组并层分布于井陉金柱、西北山与测鱼、蒲峪、西寨一带。

下部:上为紫红、粉色中厚层中粗、粗粒石英岩状砂岩、胶结物为铁质,局部见交错层、泥裂及不对称波痕;为紫红色页岩与砂质页岩夹数层紫色中细粒铁质石英砂岩;下为粉紫、暗紫色薄层细粒石英岩状砂岩,中厚层含砾石英砂岩,夹一层砾岩;局部为砾岩夹透镜状中粒石英岩状砂岩。砾石成分为脉石英、石英砂岩,板岩和安山岩。厚0-201米。

上部:上为灰紫、暗紫或铁红色薄层细粒海绿石砂岩,含海绿石石英砂岩夹铁质胶结海绿石石砂岩;下为白、粉红、或紫、微褐色中厚层细粒石英岩状砂岩夹粉红色薄层细粒石英岩状砂岩。厚18-83米。

b.大红峪组(Chd)

大红峪组分布于井陉金柱、西北山与测鱼、蒲峪、西寨一带。本组岩性为紫、褐黄、白色,厚、中厚层、细至中粒石英岩状砂岩,具交错层。厚35-58米。

大红峪组由北向南逐渐增厚,北部夹石英砂岩。本组与常州沟组代表性剖面地点:井陉测鱼、蒲峪--西寨。 c.高于庄组(Chg)

高于庄组分布于井陉金柱一带。灰色中厚层燧石条带白云岩夹薄板状白云岩、泥灰岩、钙质泥岩,在白云岩中含叠层石;底部为灰、

灰白色、中厚层燧石条带及结核状白云岩与紫、灰紫色泥灰岩,砂质页岩互层。厚0-70米。本组向南尖灭。本组代表性剖面地点:井陉金柱。

3.古生界(Pz) (1)寒武系(∈)

寒武系分布于获鹿、井陉庄子头、冶里一线以北的上庄、桃王庄、米汤崖、清风、获鹿、井陉、东方岭、南障城一线以东及营房台等地。 a.下统(∈1)

馒头组(∈1m)。微紫、紫红色薄、中厚层钙质白云岩和泥质白云岩,局部夹灰岩和少量页岩。该地区西侧南坡庄等地底部为不等粒石英砂岩及含砾石英砂岩。本组由东向西变薄,至山西境内沉积缺失。与下伏地层呈微角度不整合或平行不整合接触,由东北向西南分别超覆在长城系高于庄组和大红峪组不同层位之上。厚37-49米。 b.中统(∈2)

毛庄组(∈2m)。上部为黄、紫红色薄及中厚层细粒含钙泥质白云岩及白云质泥灰岩;下部为紫、紫红色页岩。含三叶虫:小原波曼虫;藻类;葛万藻等化石。区内向西相变为砂面岩相,在下口镇一带底部为一层紫褐色薄层细砂岩。厚37-61米。

徐庄阶(∈2x)。灰紫、暗紫及紫红色含云母粉砂质页岩,夹少量薄层粉砂岩,黄绿色页岩及薄层竹叶状灰岩,鲕状灰岩,上部为灰色厚层白云质灰岩及厚层泥质条带灰岩。含三叶虫:兰氏毕雷氏虫,毕雷氏虫,光滑孙氏盾壳虫等二十四种;及腕足类:小帽贝。厚54-87

米。

张夏阶(∈2z)。上部为黄灰、灰及深灰色薄、中厚层鲕状灰夹含鲕粒白云泥质灰岩;下部为灰、深灰色厚及中厚层鲕状灰岩,含白云质泥质鲕状灰岩夹黄绿色页岩和少量竹叶状、鲕状灰岩;底部为灰及黄灰色薄层含泥质条带白云质泥质灰岩与黄绿色页岩互层,向西页岩逐渐变少。含三叶虫:帕氏德氏虫,短尾德氏虫,达米小裂头虫等四十余种;及腕足类:当十小舌形贝。厚135米。 c.上统(∈3)

崮山阶(∈3g)。上部深灰、灰色薄层夹中厚层泥质条带灰岩和灰紫色页岩夹薄层泥质灰岩,局部可见有鲕状、竹叶状灰岩,下部深灰及灰紫色中厚层、薄层灰岩、泥质条带灰岩与灰紫色及浅黄绿色页岩互层。含三叶虫:璞氏蝙蝠虫,蝙蝠虫,帕氏蝙蝠虫等九种。厚29-51米。

长山阶(∈3c)。灰、灰紫及紫红色中厚层竹叶状灰岩与薄层泥质灰岩互层后者或成夹层,底部以一层厚约1米的紫红或暗紫色竹叶状含海绿石或镜铁矿的生物碎屑介壳灰岩与崮山阶分界。含三叶虫:刺庄氏虫,大汶口庄氏虫,庄氏虫,泰山虫;腕足类:祭刀始正形贝,始正形贝,圆货贝。厚19-48米。

凤山阶(∈3f)。上部为黄灰、灰白色巨厚、厚层中晶白云岩,含少理燧石团块;中部为黄灰、粉红、灰色中厚,薄层细、中晶白云岩,夹有少量小竹叶状白云质灰岩或白云岩;下部为灰色薄层泥质条纹微晶灰岩夹中厚层竹叶状灰岩与黄灰色中厚层泥质带白云岩。向东至井

陉东方岭一带,下部之灰岩较厚,并夹有灰色中厚层鲕状灰岩。含三叶虫、腕足类、笔石等。厚76-107米。本阶代表性剖面地点:井陉良都。

(2)奥陶系(O)

奥陶系分布于获鹿、井陉、经里、米汤崖、下口镇一线以南和获鹿、井陉东方岭、南障城一线以西,冯庄和营房台一带有零星出露。 a.下统(O1)

冶里组(O1y)。上部为黄绿色白云岩化页岩与黄灰色薄、厚层白云岩、泥镁质条纹中晶白云岩夹小竹叶状白云岩;中下部为黄灰、灰、紫灰色中厚、薄层中、细晶白云岩,局部含泥质条带,偶见黄灰色中厚层竹叶状白云岩夹层。含笔石、三叶虫、腕足类、软舌螺。本组自北向南变薄。厚48-62米。

亮甲山组(O1l)。上部为黄色中厚、薄层细晶泥质白云岩夹黄灰色角砾状泥质白云;中部为黄灰、浅灰、灰色薄层夹厚层含白色燧石结核或条带的细晶白云岩,钙质白云岩夹厚20厘米的燧石层;下部为浅灰色、深灰色中厚、厚层细、中晶白云岩,局部含燧石结核或透镜体。含头足类:房角石。厚86-156米。本组及冶里组代表性剖面地点:井陉良都。 b.中统(O2)

下马家沟组(O2m1)。二段,灰、灰褐色厚、巨厚层角砾状泥灰岩、钙质角砾岩夹少量白云质灰岩。厚14-58米。二段在大部分地区直接超覆于亮甲山组之上。三段,深灰色厚、中厚层局部薄层或巨厚层花

斑状钙质或泥质白云岩,夹白云质灰岩和薄层灰白、黄灰色泥灰岩。泥灰岩一般呈角砾状。厚154-182米。

上马家沟组(O2m2)。一段,灰白色薄、中厚层泥质灰岩,含白云质泥灰岩和含泥白云质灰岩夹厚层白云质灰岩和灰岩,本段多呈角砾状。厚23-45米。二段,褐灰、深灰色中厚、巨厚层含泥质或白云质花斑及燧石结核灰岩,底部为深灰色厚、巨厚层白云岩。含头足类:阿门角石、考灵氏阿门角石;腹足类:松旋螺。厚144-190米。三段,中、上部为深灰色薄、厚层白云质灰岩和含泥质条纹钙质白云岩夹几层粉、粉白色泥灰岩及含砾泥灰岩;下部为褐黑、深灰色中厚层豹皮状白云质灰岩,含少量灰白色燧石结核,其顶部夹一层钙质泥岩;底部为粉白、灰白色中厚层角砾状泥灰岩和角砾状白云质灰岩。厚141-171米。本组及下马家沟组代表性剖面地点:井陉良都。 峰峰组(O2f)。一段,杂色灰质角砾岩,角砾状灰岩夹褐灰色含白云质灰岩与浅灰色厚层微晶灰岩。厚23-38米。二段,深灰色巨厚、中厚层含铁质结核灰岩。局部夹少量角砾状灰质角砾岩,前者质纯,大多符合电石石灰岩的各项工业要求。含头足类;腹足类:马氏螺。厚59-121米。本组代表性剖面地点:井陉良都。 (3)石炭系(C)

石炭系分布于井陉矿区一带。

中石炭统(C2)。本溪组(C2b),中、上部为深灰色砂质泥岩与浅灰色铝土质泥岩,夹石灰岩3-4层,最下一层石灰岩厚达5-10米,该灰岩层下为软质或硬质耐火粘土,局部夹薄煤1-2层;下部为紫、紫红

色鲕状铝土质泥岩夹透镜状铝土岩(或透镜状铝土矿体),底部偶见褐铁矿或黄铁矿透镜体。含筳类:纺锤筳、小纺锤筳;腕足类:光面马丁贝南变种;植物:楔叶。厚32-50米。

上石炭统(C3)。太原组(C3t),深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩与灰、灰白色石英砂岩,夹2-4层石灰岩,含煤5层,均为可采或局部可采煤层,底部以厚2-5米厚的灰白色细粒石英砂岩与本溪组分界。含筳类:希瓦格筳,小泽筳,苏伯特筳;腕足类:东北马丁贝、唱贝;植物:科达、栉羊齿、脉羊齿。厚88-108米。 (4)二叠系(P)

二叠系仅灵零星分布于井陉盆地内,大部分被第四系掩盖,近山麓冲沟内可见露头,在凤山村西南及西王舍村西有下石盒子组至千峰组出露。

a.下二叠统(P1)

山西组(P1sh)。灰、深灰色粉砂岩,砂质泥岩与浅灰、灰白色细砂岩、中粒砂岩,夹灰黑色泥岩及薄煤层2-6层,最下二层煤局部可采,底部以灰白色厚层石英砂岩与太原组分界。含植物:桫椤栉羊齿比较种。厚120-160米。

山西组及中、上石炭统代表性剖面地点:井陉贾庄、井田。 下石盒子组(P1x)。灰绿、灰紫色含铝土砂质页岩、浅灰色长石石英砂夹灰、深灰色页岩。近底部的含铝土砂质页岩中,鲕状结构明显。底部以一层厚8米左右的灰白色中、粗粒石英岩与山西组分界。含植物:脐根座梭鳞木,太原栉羊齿,栉羊齿。厚约200米。

b.上二叠统(P2)

上石盒子组(P2s)砂岩及砂质页岩。上部为紫灰、杂色砂质页岩及灰色石英砂岩夹少量砂砾岩;下部为灰白、灰绿、黄褐色厚层长石石英砂岩,紫、灰紫色砂质页岩夹薄层铝土质泥岩;底部以灰绿色厚层粗砂岩与下石盒子组分界。厚250-300米。本组及下石盒子组代表性剖面地点:井陉贾庄,井田。

石千峰组(P2sh)。紫红色细粒石英砂岩夹灰白色粒石英砂岩、砂质页岩与页岩,底部以红褐色砂砾岩与上石盒子组分界。厚度小于220米。本组代表性剖面点:井陉贾庄、井田。 4.新生界(CZ) (1)第三系(R)

中新统(N1)。汉诺坝组雪花山玄武岩(N1h)分布于井陉盆地及甘陶河下游马峪和井陉一带。上部为深灰、灰色橄榄玄武岩;下部主要由灰色灰质砾岩及凝灰角砾岩组成,间夹不稳定的半胶结含砾粉砂岩及凝灰质砂砾岩、凝灰岩、凝灰质集块岩等薄层,其中的凝灰角砾岩及沉积夹层中含有丰富的动植物化石,主要是腹足类。厚度大于59.34米。

(2)第四系(Q)

下更新统(Q1)。泥砾层。分布于井陉北张村和马峪附近。红褐色泥与砾石混杂组成。砾石分布零乱,成分复杂,内夹红粘土、粘质砂土透镜体。含腹足类:中国蜗牛,蛹形螺,钻子螺,小星螺。厚1-50米。

中更新统(Q2)。洞穴残积层:仅分布于井陉青石岭和北固底的奥陶纪灰岩洞穴中。灰色石灰质砾岩层,胶结紧密,层理不清,分选性差,夹有四层薄层棕红色粘土质砂土。含哺乳类:中国鬟狗比较种,肿骨鹿,犬。层厚0.1-11米。本层代表性剖面地点:井陉北固底。 上更新统(Q3)。洪积坡积层:黄褐或土黄色黄土状亚粘土,含钙质结核,密集时形成结核层,近底部有不规则的砾石、碎石层或透镜体。厚3-35米。此层分布于井陉南良都、矿市镇、微水、威州东兴、获鹿县韩庄村等地的山麓与平原接壤地带和谷地、山间盆地内。冲积层主要分布在绵河Ⅱ级阶地上,由砂砾石组成,具大型交错层理,局部砂砾石已被胶结,层内含大型哺乳动物化石,其上覆的黄土状亚砂土中含驼鸟蛋化石。厚8-30米。

上更新统-全新统(Q3-Q4)。冲积洪积层。黄土状亚砂土,松散易碎,层理清晰,含砂量较高。厚2-10米。分布于滹沱河南崖获鹿-东焦、大车行山麓地带。

全新统(Q4)。早、中全新统主要为砂砾石,细粉砂,亚砂土,亚粘土,局部地区有湖相沉积。此层分布在一级阶地上。中全新世有少量石灰华堆积在地级阶地上。晚全新统主要为泥、砂、砾石沉积,分布于滹沱河、冶河及绵河的河漫滩及河床中,以及太行山东麓广大平原地区。 (二)岩浆岩

岩浆岩分布在获鹿、井陉县境内,为早元古代火成岩及第三纪中新世玄武岩。

1.早元古代岩浆岩

早元古代火成岩主要产在甘陶河群地层中。火山活动以平静的溢流为主,主要喷发了一套玄武岩和少量玄武安山岩、安山岩,还有极少的流纹岩。此期火山活动由早至晚有两次比较大的火山活动间歇期,间歇期沉积了厚度较大的(400-2000米)砂岩、粘土岩和碳酸岩。火山活动可以划分为三次喷发旋回。在火山活动的末期有同源辉绿岩、辉长岩和超基性岩侵入。由玄武岩的狭长带状展布、岩性、岩相及地质构造环境分析,火山活动发生在沿断裂构造带发育起来的拗陷或裂谷之中,主要属裂隙式喷发。

新生代火山岩为第三纪中新世玄武岩,属晚第三纪旋回,与汉诺坝组同期。分布于井陉的雪花山、东窑岭、秀林东山等地。残留在甘陶河与绵河之间的平缓丘陵状分水岭上,高出绵河河床80-110米。玄武岩残留面积0.03-0.1平方公里,厚度3-40米。前人曾定名为第四纪雪花山玄武岩。岩性为橄榄玄武岩、碧玄武岩和拉斑玄武岩等交互成层。在玄武岩层之下有不稳定的红色粘土和砾石层,所含生物化石证明属于中新世。 (三)地质构造

石家庄市位于华北地块的太行山隆起与河北平原拗陷的过渡带上。太行山前深大断裂穿越本区。华北地块是一个具有古老构造基底的地台,又是中、新生代构造活动很强烈的地区,地壳运动的主要形式为差异性断块升降运动。 1.褶皱构造

基底褶皱。由构造-变持-年龄综合考虑,准地台的基底岩群经历了多旋回的构造变动,各期褶皱相互叠加,交织成一幅错综复杂的构造图案。石家庄市位于赞皇基底出露区的北部,北与阜平区相接。基底出露区位于太行山深大断裂带之西,同时又是甘陶河群的沉积中心的部位。区内阜平群、五台群及甘陶河群自西北向东南迭次排列。其中的阜平群在北东向的原始构造线上,上叠以轴向北西的小型波伏褶皱束,其形成与五台期开始活动的断裂有关,东界断裂显示右行扭动特征。五台群与甘陶河群,再次形影不相随,继承沉积,褶皱,轴向协调一致。在褶皱型式上,甘陶河群基本为一轴向南北的对称向斜构造,南端仰起,翼部边缘被次级褶曲所复杂化。五台期褶皱大部分被混合花岗岩化湮没,残留小型波状褶皱,轴向近南北向。两岩群的构造线方向同太行山深大断裂带的该段走向一致,显示了断裂活动对沉积以至变形的制约关系。甘陶河期大量拉斑玄武质岩浆的喷溢和侵入,直接标志着断裂的活动幅度及切割深度。

盖层褶皱。自三叠纪始本区进入强烈的盖层褶皱时期,经历了印支、燕山及喜马垃雅三个阶段多旋回的发展过程。对本构影响最大是侏罗-白垩纪之间的燕山旋回第Ⅲ期褶皱运动。以阜平、赞皇基底出露区为核部的两个大型宽缓背斜构造,以及两者之间的由古生界组成的向斜等构造,均属该期产物,其轴向北北东,喜马拉雅旋回期间的构造变动,主要为拉张应力环境下的断裂活动。 2.断裂构造

太行山深大断裂带。分为西带(紫荆关深大断裂带)及东带(太

行山前深大断裂带)。穿越本区的有西带的紫荆关--灵山深大断裂及东带的定兴--石家庄市深大断裂。现分述如下:

紫荆关--灵山深大断裂。其北起涞水县岭南台,向南经易县紫荆关、曲阳灵山、井陉后进入山西省,长约280公里。 断裂总体走向北东20О-30О,倾角55О-75О,形态类属正断层。破碎带宽度及构造岩特征因地而异;变质岩区和侵入岩区,一般宽10-20米,多由碎制岩组成,破劈理发育;白云岩或石灰岩区,宽可上百米,以角砾岩为主。据地表相应的两盘层位推算,断裂的铅直断距约计千米,紫荆关以北加大,可达2000米以上。新生代断裂活动微弱。

定兴--石家庄深大断裂。此断裂与西带的紫荆关--灵山断裂大体平行分布,相距40-60公里。断裂全线被第四系覆盖。此断裂大体沿京广铁路线分布,长约200公里。断裂西盘基岩为太古界及中--上元古界,东盘为侏罗、白垩纪地层。断裂向南东陡倾,为中、新生代断承性正断层,累计铅直断距5000米以上,在平面上,断裂两端及中间多处被北西几断层水平错移,并均为左行扭动性质,水平错距20公里以内。

此外本区还有北北东向、北东向及北西向的一般断裂出露。 (五)工程地质 1.地基土工程地质特征

石家庄市内区除西部边缘为基岩残丘之外,其余地带皆为冲、洪积平原。依地貌、第四纪堆积物及其成因和该区岩土工程地质性质,将石家庄市内区地基土划分为四个工程地质构造类型:即西部残丘台

地岩土双层结构类型;山麓坡积土体结构类型;冲、洪积平原土体结构类型;河漫滩侵蚀堆积土体结构类型。石家庄市内区不同深度地基土的工程地质特性分述如下:

0-8米表土层。西部残丘区基岩出露,容许承载力>400KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。除此以外,主要分布晚更新世黄土及黄土碎石层,具中--高压缩性,容许承载力120KPa ,为较不稳定的Ⅲ类的地基土。山麓坡积、洪积区大谈以南为亚粘土,容许承载力220KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。大谈以北分布有湿陷性黄土,容许承载力140 KPa,为较不稳定Ⅲ类地基土。冲、洪积平原区表层土均为全新世及晚更新世冲、洪积粘性土层。区内大部分地带堆积了5-10米的冲洪积粘性土层,而在西部山麓及山区则留下了5-15米的黄土台。南部西岗头--东岗头--西岭一带,表层土堆积时代相对较老,容许承载力≥200 KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。市区西北部西里--西三庄--柏林庄一带湿陷性黄土分布区,堆积时代相对较新,容许承载力170-190 KPa,为较稳定的Ⅲ类地基土。市区东北部南高营--西兆通一带湿陷性黄土,容许承载力100 KPa,为较不稳定的Ⅱ类地基土。本区西南部永壁一带,受太平河、金河、洨河等山区小河的影响,形成山前洼地沼泽相淤泥质土分布带,容许承载力<80 KPa,为不稳定的Ⅳ类地基土。滹沱河河漫滩区分布的为全新世堆积砂土,其结构松散,容许承载力<100 KPa,为不稳定的Ⅳ类地基土。

8-20米地基土。西部残丘地区主要岩性为晚更新世黄土及风化岩,容许承载力≥200KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。山麓堆积区主要为中--

低压缩性的含砾老粘性土,受山区小河的影响,局部分布有带状薄层砂土,容许承载力220 KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。冲、洪积平原区及滹沱河河漫滩区,主要分布晚更新世晚期及全新世早期的冲洪积层。晚更新世晚期普遍堆积了含砾粘土及砂土。全新世早期,南部振头--永壁一带受太平河的影响,堆积了厚3-5米的砂土。高迁--楼底一带受太平河、金河、洨河的共同影响,堆积了厚4-8米的砂土层,该期内滹沱河的影响范围主要在孙村--大马村以北,在西三庄--二十里铺一带堆积了厚3-6米的冲积砂土。西三庄--谈固以北,中层土主要为全新世冲积砂土。其中柳辛庄--南高营--西兆通一带堆积了厚4-8米的冲洪积亚粘土,时代较新,容许承载力150KPa,为较不稳定的Ⅲ类地基土。除上之外,本区晚更新世及全新世冲洪积层容许承载力≥200KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。

20-30米深层地基土。西部残丘台地区深层土主要为基岩、黄土及风化岩。容许承载力>200 KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。山麓堆积区深层土主要岩性为中、晚更新世含砾粘性土及砾质粘性土。均为低压缩性的砾质土和老粘性土,容许承载力>300 KPa,均为稳定的Ⅰ类地基土。冲洪积平原工及滹沱河河漫滩区,深层土主要为晚更新世冲积层。马家店--肖家营--二十里铺及南部楼底一带分布为低压缩性的老粘性土,其它地带为砂类土和砾类土,容许承载力≥300 KPa,为稳定的Ⅰ类地基土。 3.工程地质分区

根据地貌单元、构造特征、堆积物成因及土体工程地质性质将

石家庄市内区划分为四个工程地质区(图2-1-2)。 (1)构造剥蚀残丘台地工程地质区

主要岩性为坡洪积黄土状土及风化变质岩。地形相对切割深度较大,水土流失严重。地表稳定性差,历史上获鹿一带地震活动较为强烈。残丘基岩出露,为稳定的Ⅰ类地基。台地上表层黄土状土为抗震抗压中等的Ⅲ类地基土。该区为城市建设不适宜区。 (2)坡洪积、山麓堆积工程地质区

由太平河、洨河及金河冲洪积锥构成。主要岩性为湿陷性黄土状轻亚粘土及粘土,属部夹有粉细砂层。该区地处山前洪洼区,易受山洪侵袭。地壳稳定性差,外围地震对本区影响较大,区内冲沟发育,不利于兴建建筑物。表层土为抗震抗压中等的Ⅲ类地基土,该区为成都市建设不适宜区。

(3)冲洪积、堆积平原工程地质区

依据堆积物成因、岩土结构类型及工程地质特征本区进一步划分为四上亚区:

滹沱河冲洪积扇亚粘土工程地区亚区。主要岩性为亚粘土及轻亚粘土,局部夹粉细砂层。区内地形平坦,地表及地壳稳定性较高。表层土为高抗震、高抗压的Ⅰ类地基土。为城市建设适宜区,宜兴建各类建筑物。

滹沱河冲洪积扇湿陷性黄土状亚粘土工程地质亚区。主要岩性为黄土状亚粘土及轻亚粘土,为一级非自重弱湿陷性土。该亚区地形平坦,地壳稳定性较高,表层土为抗震抗压中等的Ⅱ类地基土,亚区内

广泛分布湿陷性黄土状土,可注意排水措施,无需进行复杂处理。该亚区为城市建设较适宜区。

滹沱河决口扇湿陷性黄土状亚粘土亚区。岩性以一级非自重弱湿陷性轻亚粘土为主。本亚区历史上洪水灾害频繁,地表稳定性差。表层土为低抗震、低抗压的Ⅲ类地基土,不适宜城市建设。 山前河间洼地淤泥质亚粘土工程地质亚区。岩性以淤泥质亚粘土为主。该亚区地处山前地带,易受洪水袭击,地表稳定性差。表层土为低抗震、低抗压的Ⅲ类地基土,不适宜城市建设。 (4)河流侵蚀堆积工程地质区

岩性以粉细砂为主,夹有中砂、粗砂及砾砂。该区为滹沱河洪泛区,历史上地震、洪水灾害频繁。表层土为低抗震、低抗压的不稳定Ⅳ类地基土,为城市建设不适宜区。 二、地貌

石家庄市地处山西台背斜和河准台向斜的过渡地带,市域跨太行山地和华北大平原两大地貌单元,具体座落于河北太行山及其山前平原南北分段的结合部上,现代地貌具有如下四大特点: 1、地貌类型复杂多样,各种地貌类型比较齐全。中山、低山、丘陵、盆地、平原兼备,而且分布集中连片,错落有序。

2、地貌类型组合呈阶梯状,具有明显层次性和规律性。由井陉县西南边缘中山、低山向东下降为丘陵,而后由一系列山麓坡积裙和洪积扇共同组成山麓坡积洪积平原,自此以后,逐渐过渡为洪积冲积扇平原。

3、山地、平原分界线十分明显。两者以涿县--石家庄大断裂相接触,市域西部太行山就像屏风矗立于平原之上。它们以海拨150米等高线为界,此线以西为山地,以东为平原。山地与平原面积比大体各占其半(51:49)。

4、山区地势倾斜和平原地热倾斜呈明显扭曲反差。山区地势基本上自南向北倾斜,即由井陉县南端甘陶河右侧全市最高点、海拔1273米的玉琶垴向北逐渐下降到北防口附近的海拔150米的山麓夷平面上;而平原总地势则由西北向东南倾斜,即从获鹿县山麓平原海拨150米的鲍庄向东南逐渐下降到栾城县南端海拔45米的丘家庄。 (一)山 地

石家庄市的山地属于河北太行山的一部分,分布在市域西部,面积1696.6平方公里,占市域总面积的51.4%。行政上包括井陉县和市属矿市镇全部以及获鹿县西半部。由于地处太行复背斜东翼,褶皱断裂构造非常复杂,致使山地内部山脉走势不清,除只泛称太行山外,细部山脉不易确定。单面山多。地势自西南向东北逐渐由海拔1273米降到150米。构成山地的地层,主要是太古界赞皇群、元古界甘陶河群、长城系、古生界寒武系、奥陶系,石炭系、二叠系,新生界第三系、第四系。从岩性上看,太古代、元古代主要是各种片麻岩、变粒岩、混合花岗岩、砂岩等。古生代主要是各种碳酸岩类,如鲕状灰岩、竹叶状灰岩、白云岩以及石英砂岩等。新生代主要是各种红黄土、黄土及黄土状物质,多分布在海拔400米以下。局部地区有第三纪晚期喷发的玄武岩分布。上述各种地层和种种岩性,由于其结构构造的

不同,抵抗侵蚀、剥蚀、风化程序的差异以及地质构造断裂作用,在本市形成了山岭连绵、峰回谷转、丘陵迤逦、河谷盆地座落其间的山地地貌景观。

依据海拔高度,切割深度和地貌形态特征,将山地分为中山、低山、丘陵、山间盆地和河谷川地五个地貌单元。 1.中 山

海拔高度1000米以上,切割深度大于400米。主要分布在井陉县南部甘陶河两侧白城、杜家庄、胡家滩、蒿亭、固兰以及西部小作河上游辛庄、东西坪、米汤崖等乡,基本上构成为石家庄市与山西省和赞皇县、元氏县分界的界山。组成中山的岩石,在甘陶河以西和小作河上游地区,主要是古生界寒武系、奥陶系灰岩,以奥陶系灰岩为主。甘陶河以东,主要为太古界赞皇群和元古界滹沱群,长城系的各种变质岩,部分为古生界寒武系灰岩。这些岩层厚度较大,但倾角不大,由于经过多次地壳构造运动和长期风化剥蚀、流水侵蚀切割,岩层显得较为破碎,形成许多绝壁断崖、奇峰怪石的造形地貌,为旅游业开发提供了基础。如井陉县胡家滩乡的苍岩山风景区,就是因流水沿构造断层裂隙切割,形成陡壁峭崖,福庆寺的桥楼殿凌空拱架的深涧之上而远近驰名,博得了\五岳奇秀揽一山,太行群峰唯苍岩\的美誉,成为石家庄市唯一的国家级风景名胜区。

本市中山面积不大,仅有23.4平方公里,多呈孤峰状态。山峰挺拔,巍峨壮观,山坡陡峻(一般30度以上),切割幽深(400米以上),植被茂密,人迹罕至。据五万分之一地形图上查得,本中山地域,海

拔大于1000米的山头(包括有名称高程注记和无名称只有高程注记的山头)共有69座。其中比较著名的有位于井陉南部与山西交界处的玉琶垴(1273米,是全市最高点)、桃花垴(1262米)、大寨(1071米);有位于井陉与赞皇、元氏县交界处的诸山寨(1078米)、磨寨(1131米)、罗垴(1137米)、破窑山(1012米);有井陉西边与山西交界处的窑窑尖(1233米)、黑尖(1043米)、骆驼岩(1039米)、石掌峪(1059米)等。 2.低 山

海拔500-1000米,切割深度200-400米。主要分布在井陉县南王庄--北障城--于家--长生口一线以南和长生--姚林坪--方山一线以西的甘陶河、绵河和小作河流域以及库隆峰东西两侧和井陉、获鹿县交界的挂云山、满天垴一带。总面积606.4平方公里,占市域山地的36%。按其山体组成的岩石,可分为石灰岩低山、变质岩低山两大类。石灰岩低山主要由古生界寒武系、奥陶系的各种灰岩所构成,分布于甘陶河两侧和绵河、小作河流域,由于受单斜构造和一系列断层控制,这类低山常常形成近似于平行的数列单面山,山顶比较平坦圆缓、山体岩溶现象普遍,溶洞、溶孔、溶蚀裂隙发育,地表水多被渗入地下,形成很多干谷。地貌特征不仅山岭连绵,层峦迭嶂,而县大部分基岩裸露,仅在山脚和沟谷中可见少量坡积洪积物,坡面上残积风化物很薄,植被稀疏,干旱缺水。变质岩低山,主要由太古代、元古代各类变质岩所构成。集中分布于割髭河中上游和赞皇、元氏县相邻地区以及井陉县北部与平山县交界处。由于岩性复杂、岩层破碎,山体形态

显得多样,一般山顶比较圆缓,山坡坡度多在15-30度之间,山麓坡脚堆积有较厚坡积洪积物,植被和地下水比石灰岩低山要好得多。 在低山地域据五万分之一地形图上查得海拔800-1000米的山头共有129座,其中比较主要的有测鱼东面的龙凤山(870米)、景庄西北的凤凰山(806米)、支沙口西南的十八盘山(830米)、米汤崖东面的观音坨(970米)、获鹿与元氏县交界的封龙山(811米)等。 3.丘 陵

海拔150-500米,切割深度小于200米。主要分布在井陉县吴家窑、南王庄、北障城、于家、长生口一线以北和长生口、桃林坪、方山一线以东的广大地域。按其组成岩性可分为石灰岩丘陵、变质岩丘陵、玄武岩丘陵、黄土丘陵四类。

石灰岩丘陵。各处可见,以冶河两侧最为发育。主要由奥陶系灰岩组成,寒武系灰岩次之。由于地质构造和断层控制,地貌上形成许多单面山,山坡坡度一般小于30度,悬崖峭壁较少见,山岭脉络不清,山顶较圆缓。岩溶化程度较高,溶洞、溶穴、溶蚀裂隙较发育,山坡、山麓残积、坡积物较薄,地表水多渗入地下,是个非常缺水的地区。

变质岩丘陵。主要分布在获鹿县石太铁路以南地域以及获鹿、井陉两县北陪边缘地区。主要由各种花岗片麻岩、板岩、变安山岩、变质砂岩组成,风化程度较深,地形起伏相对比较平缓,丘坡坡度一般10-25度,丘顶呈浑圆形态。地表残坡积物比石灰岩丘陵厚。 玄武岩丘陵。面积很小,主要分布在雪花山、东窑岭、庙垴山、

红土垴、秀林东山等地。其中最著名的雪花山。它位于井陉旧城西南部绵河右岸,是一座孤立山丘,玄武岩呈现北东--南西向的长条带状复于山顶之上,高出绵河河床约120米左右,面积0.1平方公里,玄武岩厚度由北东的30米左右向南西变薄为小于10米,微向东倾,倾角小平10度,成生于第三纪晚期。

黄土丘陵。主要分布在井陉盆地和几个小型河谷盆地(如威川、良都等)黄土沉积较厚的地方。沟谷非常发育,地面被流水切割得支离破碎,形成千沟万壑的景象。本市域所见的黄土丘陵,有被沟谷分割、地面呈波状起伏的波状丘陵(如井陉盆地南部长生口一带);有被沟谷分割、地面呈梁状、梁的顶面形态相对平坦的梁状丘陵(如井陉盆地贾庄、西王庄一带);有被沟谷分割、丘顶浑圆或呈馒头状,斜坡较陡呈峁状丘陵(如井陉盆地张家井一带)。以前两种丘陵较为多见。此外,在黄土丘陵区还可以见到冲沟、黄土墙、黄土柱、黄土桥、黄土陷穴等小型黄土地貌。据五万分之一地形图上量算,在井陉县张家井、西王庄、赵村铺、北正村、威州等地,黄土沟谷密度最大的已达6-8公里/平方公里,沟深一般在2-5米,7-8米的也不少,但大于15米的已不多见。 4.山间盆地①

① 指周围环山、中间地面相对比较平坦的一种盆状地形。 井陉盆地是河北省太行山地区典型代表盆地之一。井陉盆地位于小作河以南,南至狼窝附近的黄土丘陵,东抵城山寨一带,西达双髻垴,南北长25公里,东西宽约10公里,面积一般为65-80度、初成

于中生代燕山运动,新生代喜马拉雅运动仍继续下降。煤层夹含在石炭纪、二叠纪地层中。盆地中凤山背斜横穿盆地中部,将盆地分为南北两大部分,北以横涧为中心,南以旧城关为中心。盆地内部海拔200-300米,一般沉积有20-30米厚的黄土,冲沟纵横,地表崎岖不平。盆地东部、西部均被奥陶系灰岩组成的低山丘陵所环绕,西部为低山、山势较陡,海拔700米左右;东部为丘陵,山势较平缓,海拔400米左右。盆地的南部为覆有黄土的波状丘陵;北部为河谷较宽阔的小作河,地势不高,多为薄层黄土所覆盖。 5.河谷川地

石家庄市的山地、河谷川地比较发育,主要分布在冶河入其支流两侧。甘陶河在测鱼以上谷形窄深,测鱼以下时宽时窄,宽时达500-1000米(如北孤台,南、北障城,梅庄、秀林一带),窄时仅30-50米(如柿庄至七狮窑段)。绵河在地都下谷形逐渐展宽,至南峪一带宽达400-500米,南峪以下,除乏驴岭一带谷形窄深外,谷宽一般均在200-500米间。冶河是干流,水大谷宽,微水以下河床出现分汊,形成多个洲滩,除局部地段外,谷形比较宽浅,谷宽一般500-1000米。上述河流在河漫滩以上,一般均发育有三级阶地。一级拔河2-6米,阶面宽阔平整;二级拔河20-40米,阶面比较开阔平整,部分受沟谷分割;三级拔河50-120米,受切割严重,多已成为丘陵。其它河沟如小作河,割髭河、金良河、北陉沟、头泉沟、障城沟、支沙口沟、上坪沟以及获鹿县牛山、东焦宽谷等,在河沟两侧也都有小片平川地分布。

河谷川地和山间盆地是石家庄市山区工农业生产和城镇村落分布的荟萃之地。特别是冶河微水镇以下至北防口河段,有主要由八个泉组(岩峰岭珑泉、段庄泉、西庙泉、坡头泉、固底泉、河西泉、冶里泉、北防口泉)组成的著名威州泉群岩溶水补给,两岸河漫滩、一级阶地又宽阔平整,已辟为养殖和稻谷生产基地,成为山区鱼米之乡。 (二)平 原

石家庄市的平原是河北平原中太行山前倾斜平原的一部分,座落在市域东部。行政上包括市区、正定县、栾城县全部和获鹿县东半部。南北长60余公里,东西宽20-40公里,总面积1601.9平方公里,占全市域总面积的48.6%。海拔从获鹿县山麓平原顶部的150米向东南逐渐下降到栾城县南部丘家庄的45米,地势高差达105米。总地势由西、西北向东、东南倾斜,地面坡降为1.5-2.0%。在地质构造上,它是一个自中生代燕山运动以来一直处于以下降为主的地域,在大地构造上属冀中拗陷,沉积有巨厚的第三纪和第四纪物质、其基底巨大起伏的基岩古地貌,早在第三纪晚期就已被主要来自太行山的各种侵蚀、剥蚀物质所基本埋平而呈现出平原地貌的刍形,进入第四纪以来,在平原刍形基础上,伴随着平原相对于太行山的进一步下降,继续沉积着各种侵蚀、剥蚀松散物质,厚度达300多米,使平原进一步平坦化,并逐渐形成现代的平原地貌景观。

建造本市平原的营力,除了平原地区下降,山区上升的地质构造因素外,主要是由于太行山麓流水的坡积洪积和一系列河流如滹沱河、磁河、以及较小的太平河、金河、沙河等河流的洪积与冲积。其中以

滹沱河洪积冲积最为重要,它源远流长,流经山西黄土地区,自黄壁庄出山口后,河床坡降骤减,所带大量泥沙在山前沉积,随着新构造运动太行山间歇抬升,形成了以黄壁庄为顶点的滹沱河老冲积扇和以藁城为顶点的滹沱河新冲积扇以及安平、饶阳一带现代滹沱河泛滥平铺沙地三个地貌单元所侧向迭加而成的巨大滹沱河冲积扇形平原,其前缘直达滏阳河左岸。本市2/3的平原面积、即获鹿县马山、故城、申后、铜冶、山尹村一线以东,现代滹沱河以南广大平原地域都是滹沱河冲积扇形平原的组成部分。其地貌部位是处于这个冲积扇形平原的顶部,具体说是处于滹沱河以黄壁庄为顶点的老冲积扇的中上部。正因为如此,所以本市滹沱河具有明显的河谷和阶地发育,河床也相对比较稳定。至于滹沱河以北的正定县平原部分,则主要为磁河洪积、冲积所建造,地貌上属于磁河冲积扇的范围。

石家庄市平原据多眼机井50米地层深度内沙层累积统计,含沙比大于50%的分布地域,北自正定城关起、经三里屯、朱河、至石家庄地区藁城县九门、城关;南自市郊西三庄、振头、塔冢,经栾城县西京北、郄马至藁城县岗上、城关呈一自西向东的明显舌型形状。这个\沙舌\的轴部,大致与石津运河的位置相当。这不仅说明石家庄市的平原主要由滹沱河洪积所建造,而且也决定着我市平原地下水自西向东;含水层组物质颗粒由粗变细;含水单层厚变薄;含水层数由少变多;水量和水力坡降由大变小;补给迳流条件和水质由好变差的平原水文地质特征。

按照成在形态分类,石家庄市平原分为山麓坡积洪积平原和山前

洪积冲积平原两大地貌单元。 1.太行山麓坡积、洪积平原

本平原主要分布于获鹿县近太行山部分。东以获鹿县马山、故城、高庄、申后、上庄、铜冶、山尹村,栾城县窦妪、西营一线(大致相当于海拔100米)与山前洪积冲积平原为邻;西以海拔150米等高线(大致相当于引岗渠位置)与太行山地丘陵相接,为一南北长50余公里、东西宽2-5公里的狭长地带。它主要是由山坡流水的坡积作用和一些较小的小沟以及季节性小河洪积作用合力而成。地表总地势由西向东倾斜,平均地面坡降为1-5%。其上广泛发育坡积裙并有数个洪积扇体。其中较大的较明显的有太平河洪积扇,分布于获鹿县城关,其前缘直达高庄、申后一线;金河洪积扇分布于铜冶镇任村,其前缘达南铜冶和北铜冶的东缘;沙河洪积扇,分布于栾城县窦妪镇陈朝、赵庄,其前缘直达洨河附近。平原地面组成物质以黄土状亚砂土为主,中夹砂及碎屑物质。其山麓堆积物常视母岩的性质而不同。这类平原地面相对不整,土层也较厚,但由于地面坡度较大,流水切割作用比较显著,常有沟壑发育,例如西铜冶、上庄、小毕、同阁等村均有分布、沟壑深度一般1-5米,地下水埋藏较深,所以农业生产经常存在干旱和水土流失的不利条件。中华人民共和国建立后通过大搞农田基本建设和植树造林,又修了源泉渠和引岗渠,这里已成为获鹿县主要农、林、果的生产基地之一。

本平原由于近山,平原上残留有面积不大,相对高度很小、由震旦纪砂岩组成的数座孤立残丘,如获鹿县城关东面的海山等即是。

2.太行山前洪积、冲积平原

本平原位于山麓平原以东,北面、东面、南面以石家庄市域为界,包括了市域内除山麓平原以外的全部平原部分,其面积占全市平原总面积的90%以上,主要由滹沱河和磁河两大河流的洪积、冲积扇联合而成。其中以滹沱河洪积冲积扇为主体,它的范围包括现代滹沱河以南、山麓平原以东的广大平原地域,面积约占太行山前洪积、冲积平原的2/3。现代滹沱河以北的正定县平原部分,则主要为磁河洪积冲积扇区域,面积只占本平原的1/3。

石家庄市太行山前洪积、冲积平原,地势平坦,总地势自西向东,自西北向东南倾斜,地面平均坡降1.5‰左右。地表组成物质以黄土状亚砂土为主,局部有沙地分布。土层深厚、地下水丰富,其地表至地下30米深度内地层结构大致是:0-7米为黄土状粉砂质亚砂土;8-12米为细砂、粉砂(多呈透镜状);13-15米为砂质粘土、粘质砂土互层;16-30米为细砂、中细砂、砂砾石。

发育在本平原上的主要地貌类型有微倾斜平地、条状高地、槽状洼地、波状砂地、滹沱河谷等。

微倾斜平地。是本平原上分布最广的一种地貌类型,地面平坦而微微向自然流势倾斜,在较大范围内地面没有明显的突起或洼下,主要分布于河间地块上。

条状高地。通常是指纵向上呈条状分布,横向上高出两侧地面的高地而言,它的形成往往与古河道有关,或者本身就是古河床所在。在条状高地上,地下水位较深,排水良好,土质一般比两侧土质偏沙,

以沙质土为主。本平原较显著的条状高地主要有5条:①获鹿县邵营经东马庄至郊区于底、大郭村。②栾城县楼底经留营至小梅。③栾城县南王、郄马经孟董到南高。④正定县早现经教场至产关。⑤正定县南楼经东权城至曹村。这些条状高地长短不一,宽窄不定,通常高出两侧地面1-3米。

槽状洼地。是指在纵向上呈槽形分布,横向上低于两侧地面的洼地而言,其形成也往往与古河道有关。本平原比较显著的槽状洼地主要有4条:①本市南排渠至洨河。②效区塔冢经栾城方村、冶河至西安庄。③正定县兆通到杨庄。④正定县西平乐经冯家庄至咬村。这些槽状洼地宽度均不大,一般只有几百米,低于两侧地面1-2米。 波状砂地。指地表为沙质组成,地面呈微波起伏的地域。主要分布于正定县陈家疃至东咬村宽约5公里(局部7公里)、长23.5公里的狭长地带上。其主体部分为磁河古河床,部分沙地为风力改造所成。过去沿磁河古河床及其附近地区分布着走向为西北,呈长垣状、串珠状的一系列砂丘、砂垄,它们由具微层理、分选较好的松散沙质沉积物所组成。砂丘、砂垄高度一般为2-6米。后来随着农田基本建设的开展,原来砂丘、砂垄绝大部分已被铲平并被改造成为林地和果园。现在这里已是正定县用材林和果园的主要生产基地之一。其下埋藏的粒均质纯的优质古河道沙,是建筑的好材料。

滹沱河谷。石家庄市域内的滹沱河是地下河,具有明显的河谷形态,是一全新世时期滹沱河切割晚更新世时期冲积扇形成的现代河谷,它的南北均以陡坎形式与滹沱河冲积扇面和磁河冲积扇面相接。

其中南岸由正定县南村、兆通经效区北高营、杜北、至获鹿县落凌、秦庄、东毗一线,陡坎高度由2-3米增加到8-10米;北岸由正定蟠桃、上泽经正定火车站附近到西伯堂、白店一线,陡坎高度由1-2米增加到4-6米。南北两陡坎之间的宽度约5-7公里。河谷中除了现代河床外,主要发育有河漫滩和阶地两种地貌类型。

河漫滩分布于滹沱河现代河床两侧,平均宽度为1.5-2.5公里,以南侧较为发育,高出河床0.5-2米。由于近期河流频繁改道,形成了许多洼地、沼泽、砂丘、砂坑,使整个河漫滩呈现微波起伏,以2-4‰的坡降自西北向东南倾斜。地表两米以内组成物质主要为粉砂、细粉砂;两米以下为细沙、中细沙。因滹沱河流经变质岩区,故其沉积物含有较多的云母和黑色矿物。河漫滩地下水位线,仅0.5-2米,生长有芦苇、三棱草、蒲草、节节草等湿生植物。自70年代以来,由于各种原因,滹沱河一直处于干涸状态,因此,有些较高的河漫滩现已逐渐被辟为稻田,进行水稻等生产。

阶地,位于河漫滩之上,高出河床2-4米,也是以南岸较发育。主要分布于获鹿县东毗、小壁、落凌和效区杜北、肖家营、北高营、以及正定南村一带。阶地宽1-4公里。其组成物质地表以粉砂质亚砂土为主,两米以下多为细砂、中细砂。因阶地前缘与河漫滩呈逐渐过渡,在阶地表面中部和前缘仍可见到蜿延曲折的旧河床形态,分布有沼泽,局部潴水成湖。现已利用这些沼泽和水面用于养鱼和种植莲藕、菱白等水生蔬菜。在秦庄、东毗等地形成了两千多亩荷花池塘,呈现江南景色,为石家庄市旅游观光提供了新的景点。但就整个阶地而言,

因地地势比较高,一般洪水已淹没不到,因此,逐渐有居民点建立,并已大面积地被开发水稻田和果园,形成为我市稻谷和果品的主要生产基地之一。

三、气 候 (一)特 征 1.全年特征

石家庄市地处中纬度欧亚大陆东缘,横跨太行山中段东坡和河北平原的山前地区,属于暖温带大陆性季风气候。 全年气候具有如下特征:

寒暑悬殊。石家庄站(石家庄地区气象台,下同)最冷月(1月)平均气温-2.8℃,最热月(7月)平均气温26.6℃,温差达29.4℃。夏天极端最高气温42.7℃,冬天极端最低气温-26.5℃,两者相差69.2℃。

降水集中,地区分布不均。本市降水量集中在7、8月,占全年降水量的56%左右。冬半年降水稀少,从11月至次年4月,仅占全年的12%。降水量地区分布不均,来自东南的暖湿气流受太行山的抬升,在山前迎风坡形成多雨带,东部平原地区是个相对少雨区。 降水变率高,雨量年际变化大。本市降水为全国高变率区之一,

年变率达26%。丰水年和枯水年雨量相差悬殊,差值可达1000毫米以上。旱、涝灾害比较频繁。

地形效应明显、多焚风。因太行山脉横卧市域的西部,西来冷空气越过太行山下沉增温,在其东麓常出现焚风。在焚风效应作用下,干热风成为本市常见的气候灾害。

四季分明。通常划分四季以3-5月为春季,6-8月为夏季,9-11月为秋季,12月至次年2月为冬和。气候上以候温(5天平均)为依据划分四季,即10℃以下为冬季,22℃以上为夏季,介于两者之间为春、秋季。这样本市域四季始未时间大致为:春季起自3月下旬止于5月中旬,平均56天;冬季起自11月上旬,止于次年3月下旬,平均145天。冬季最长,夏季次之,春秋两季较短。 2.四季特点

石家庄市四季气候具有春季干旱多风,夏季高温多雨,秋季\秋高气爽\,冬季寒冷干燥的特点。

春季。入春后,虽然暖湿空气有所增强,但仍受干燥的变性极地大陆气团控制,气候干旱少雨。3-5月降水量为70毫米,仅占全年降水量的13%左右,而蒸发量占全年的35%,故有\十年九春旱\之说。冷暖空气交替活动频繁,气温多变,有些年份还出现倒春寒天气。由于气温回升快,湿度小,蒸发力强,土壤干燥,风沙天气时有发生。 夏季。初夏气候干热,气温往往居全国高温之首,每年最高气温也多出现在这个时期。盛夏雨带移到海河流域,受海洋暖湿气团的影响,盛行东南风,天气闷热多雨,降水集中,强度大,7月中旬至8

月中旬降水量占全年的44%左右,易出现洪涝灾害。

秋季。受蒙古冷高压影响,地面降温较快,高空副热带高压南退缓慢,大气层结稳定,天气晴朗少雨,温湿适中,秋高气爽,气候宜人。

冬季。受蒙古冷高压控制,盛行偏北风,寒冷、干燥、少雨雪,降水量仅占全年的3%左右,并时有强烈寒潮爆发,常造成大风降温天气。 (三)气 温 1.年平均气温

石家庄市年平均气温为12.4-13.3℃(表2-3-4)。各站年平均气温以获鹿最高,达到13.3℃,比邻近站高出0.5-1.0℃,故有\热获鹿\之称。栾城气温较低,年平均为12.4℃。

影响石家庄市气温分布主要因素有海拔高度、地形、纬度和城市热岛效应等。经实际观测,太行山区每升高100米,气温降低0.55℃。因此,在井陉县西部山区年平均气温可降低到10℃左右。地形对气温也有显著的影响,太行山呈南北走向,由于焚风效应,在山麓丘陵与平原交接处,出现一条高温地带。上述的\热获鹿\就是这样形成的。小地形作用也十分明显。例如,在井陉中部,从障城向北至微水的盆地河谷中,由于盆地效应而形成一个暖中心,年平均气温达到13℃,比周围高出1℃左右。在城市热岛效应作用下,市区气温高于效区。根据1983和1984年的物候观测表明,春、秋季市区(长安公园)气温比效区(动物园)分别高出1.5℃和1.0℃。

2.气温时间变化

年变化。石家庄市气温年变化曲线呈单峰型。一月是全年最冷的月份,月平均气温为-2.8℃。1-7月气温逐月升高,以7月最热,月气温高达26.6℃。此后,气温逐月下降(表2-3-4)。由表可见,5-9月气温较高,大都在20℃以上,而冬季12至次年2月均在0℃以下。这表明3、4月份气温急剧升高,而10、11月份气温迅速下降。石家庄市冬季寒冷,夏季炎热。因此,气温年较差大,其值达到28.8-29.5℃。本市大陆度为62,属于大陆性气候。

日变化。石家庄市气温的日变化曲线呈单峰型,清晨气温最低,午后气温最高。影响气温日较差的主要因子有天空云量状况、干燥度和昼夜长短等。各季日较差以少云、干燥、昼夜等长的春季为最大,石家庄市5月份日较差达到13.2℃;晴朗干爽的秋季次之;而云多、潮湿的夏季最小,其中8月份日较差仅有9℃。

年际变化。石家庄市最近40年间的气温以50年代前期(1951-1957年)为最低,年平均气温12.6℃;随后气候有一回暖过程,60年代末气温再次下降,从70年代后期气温明显升高,80年代气温达到13.2℃。

3.最高气温与最低气温

石家庄站年平均最高气温为19.1℃(表2-3-5),月平均最高气温以6月最高,达到31.9℃。极端最高气温为42.7℃,出现在1961年6月10日。若以日最高气温≥35℃为炎热期,其平均起始于5月29日,终于8月7日。日最高气温≥35℃的高温日数平均每年有15天。

石家庄站年平均最低气温为7.8℃,月平均最低气温以1月为最低,降到-7.6℃。极端最低气温为-26.5℃,出现在1951年1月12日。若以最低气温≤-10℃为寒冷期,其平均起始于12月21日,终于次年2月11日。日最低气温≤-10℃的低温日数平均每年有16天。 (五)降 水

石家庄市降水具有年际变率大,季节分配不均,地区差异显著,夏季降水集中等特点。 1.年降水量

石家庄市年平均降水量为480-570毫米。降水地理分布特征是西多东少。西部地区由于太行山对东南气流的抬升作用,垂直运动得到加强,年降水量在550毫米以上,其中井陉南部山区迎风坡年降水量可达600毫米,是全市降水量最多的地区;而东部平原正定、栾城等地年降水量不足500毫米,是少雨区。

从历年降水量变化曲线(图2-3-2)可知,前期(1951-1964年)降水偏多,1965年以来本市进入一个偏旱期。 2.季、月降水量

石家庄市气候属季风气候,降水的季节分配很不均匀。冬季受干冷的西北气流控制,降水量只有13-18毫米,仅占年降水量的2-3%(表2-3-9)。夏季受暖湿的偏南气流影响,降水量多达310-360毫米,占全年降水量的65-67%。春季降水量一般为60-70毫米,占年降水量的12-13%。秋季降水量比春季稍多,达到80-100毫米,占全年的17-18%。

石家庄站月降水量一般情况是:1-8月降水逐月递增,8月最多,平均为163.8毫米(表2-3-10),占全年降水量的29.8%。此后降水量逐月减少,1月最少,仅占年降水量的0.6%。 (六)气压与风 1.气压

石家庄站地面年平均气压为1007.2帕。历年极端最高气压为1039.4百帕,出现在1970年1月4日。历年极端最低气压980.7百帕,出现在1980年5月27日。

冬季强盛的蒙古高压控制本市域,夏季转受大陆热低压控制,因而地面气压冬高夏低,1月最高,7月最低(表2-3-12),这恰好与气温的年变化相反。

石家庄市气压日变化呈现双峰型周期性变化,两高峰分别出现在上午9时和晚上10时左右,两个低谷分别出现在下午4-5时和凌晨4时左右。当有强的气压系统过境时,这种日变化规律就被破坏。 2.风 (1)季变化

石家庄站年平均风速为1.8/秒。风速季节变化明显,春季风速大,冬季次之,夏秋两季小。

石家庄市全年盛行偏北风和东南风,以南西南--西西南风出现频率最小,年静风频率高达30%。

石家庄市地处东亚季风区,冬夏风向有明显转换,每年9月至翌年2月盛行偏北风,而3月至8月则以东南--南风为主导风向。

(2)日变化

石家庄市域西部是山地丘陵,东部是平原,风向日变化受到这种地形因子引起的山谷风的影响,白天多偏南风,夜间多偏北风。根据石家庄站1982-1986年资料统计,午夜2时北风频率达到13.17%,而南东南风频率只有6.83%。到了午后2时,情况发生相反的变化,北风频率降到7.48%,而南东南风频率增大到23.58%。

石家庄站风速日变化情况是:夜间风速较小,2时和8时风速为1.5米/秒。日出后,随着太阳辐射增强,地面增温,对流发展,使近地面层风速加大,因而午后风速最大,14时平均风速达到2.4米/秒。此后,随着太阳辐射减弱,近地面层风速减小,20时风速为1.9米/秒。 (3)焚风

焚风现象是石家庄市气候的一个显著特点。平均每年出现焚风19风,最多的年份可达49天。当出现焚风时,10分钟平均增温4℃,相对湿度下降30-40%,偏西风风速达3米/秒以上。如1990年12月21日,一次较强的焚风曾在10分钟内使气温升高13.1℃,相对湿度下降52%,最大风速增到18.3米/秒。

焚风的季节变化与季节环流及冷空气路径关系密切。冬季和春秋,本市往往受大陆高压控制,盛行西北气流,95%的焚风出现在这一时期,而夏季受副热带系统影响,盛行偏南风,因而焚风出现焚风出现概率很小。

焚风大都出现在夜间,主要原因是夜间太行山东坡为下山风。而

白天受局地热力环流影响,气流沿山坡上升,与焚风风向相反,有抵消和抑制作用。

春末夏初发生的焚风,常会形成干热风,使作物的蒸腾强度骤然加大,造成作物干尖、枯叶、甚至使籽粒枯逼熟,它对本市冬小麦生长危害甚大。 (七)湿度与蒸发 1.湿度

石家庄市域的空气湿度平原地区大于山区,以东南部栾城站最大,年平均水汽压比西部井陉站高出1.2百帕。

石家庄站年平均水汽压为11.4百帕,年平均相对湿度为62%。湿度的季节变化非常明显,年内水汽压以冬季最小,春季次之、夏季最大。7、8月平均水汽压在25百帕以上,是1月平均水汽压(2.4百帕)的10.5倍。相对湿度的年变化趋势与水汽压基本一致。冬季虽然气温很低,但空气中水汽含量极少,所以相对湿度很小。春季气温回升快,风速大,蒸发加强,水汽压增大一些,但饱和水汽压增大得更快,因此相对湿度仍然很小,4月份相对湿度为51.2%,是全年最小的月份。到了夏季,暖湿的东南风盛行,空气中所含的水汽充沛,相对湿度骤增,8月份达到79.6%,入秋后,空气中水汽含量逐渐减少,尽管气温下降引起饱和水汽压降低,但水汽压的减少幅度比饱和水汽压更大,因而相对湿度逐月减小。

水汽压的日变化幅度小,一般只有1百帕左右,最低值出现在一日温度最高的14时前后,最高值出现在傍晚20时前后。相对湿度日

变化与气温日变化相反,最高值出现在清晨气温最低的4-6时,随后相对湿度逐渐下降,到午后气温最高的14-15时降到最低,接着逐渐回升。 2.蒸发量

石家庄市蒸发量分布是西部大于东部,平均在1600-2100毫米之间,它比年降水量多2-3倍。石家庄站年平均蒸发量为1610.1毫米。其年际变化幅度在900毫米左右,最多年份为2042.0毫米(1955年),最少为1139.3毫米(1990年),两者相差近一倍。

蒸发量的年内变化是:冬季气温低、冰封雪盖,月蒸发量均在60毫米以下,是全年蒸发量最小的季节。春季气温回升快,风速大,日照充足,蒸发量迅速增加,到六月份达到量大值。盛夏期间气温虽然很高,但因云量和雨日增多,风速减小,故蒸发量有所减少。入秋后,气温下降,蒸发量明显减少。 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。 (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。

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。 (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)。 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。