第四系含水层厚度：第四纪的沉积地层中含水层，也就相当于浅层地下水分布的厚度。
第四系是一个年代地层单位，即新生代第四纪形成的地层统称为第四系。
第四系含水层简而言之就是第四纪的沉积地层中的含水层，也就相当于浅层地下水。
第四系含水组的划分及分区水文地质特征
一、含水组的划分原则和方法
对于第四系含水组的划分，河北平原一直沿用黑龙港地区第四系含水组划分的原则和方法，为了与以往的资料较好地对比使用，本次调查仍采用老的原则和方法，即以第四系地质分层为基础，从新到老将第四系划分为四个含水组：第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ含水组，其时代分别相当于Qh、Qp3、Qp2、Qp1。而在做条件的分析论述时，将第Ⅰ、第Ⅱ含水组合并为浅层潜水-微承压水含水组、将第Ⅲ、第Ⅳ含水组合并为深层承压水含水组。浅层潜水-微承压水含水组底板埋深山前倾斜平原为40～120m，滨海平原为140～180m；深层承压水含水组底板埋深山前倾斜平原为100～450m，滨海平原为500～550m。
二、分区水文地质特征
（一）山区
山区第四系沉积物主要分布于冲洪积的山间盆地（最大的为榛子镇、王官营盆地）、河谷地带和山前堆积地带。第四系厚度不一，差异较大，大致为10～100m，局部大于100m，主要岩性为冲洪积、坡积和残坡积的磨圆度小、颗粒不均、分选较差的卵砾石、砂、亚砂土和含碎石的黏性土类，主要含水层厚度6～70m，河谷地带单井出水量为6000m3/d；山间盆地单井出水量为1200～3600m3/d；在盆地边缘地带，由于第四系地层埋深不大，且多与基岩侧斜面交接，地势不平，故富水性差，局部无水，一般单井出水量小于600m3/d。山区地下水水化学类型为HCO3-Ca型，矿化度小于0.5g/L。山区地下水主要接受大气降雨入渗补给和洪水入渗补给，因含水层薄，储水能力小，开采后水位下降快但恢复也快。2000年枯水期水位埋深为2.90～24.75m，丰水期水位埋深为2.88～22.66m。
（二）山前倾斜平原区（全淡水区）
山前倾斜平原区为山前冲洪积扇的中上部，由还乡河、陡河冲洪积扇（滦河早期扇）和沙河冲洪积扇（滦河中期扇）组成。范围包括丰润县平原大部、唐山市平原区、丰南市北部、滦县西部平原区、滦南县西部。地势由东北向西南倾斜，第四系厚度由北向南逐渐变大，含水层由单层变为多层，单层厚度由4～15m增至10～40m，地下水由潜水逐步过渡到微承压、承压水。第四系含水层岩性由卵砾石、粗砂、中粗砂和中细砂组成，扇缘地带和两扇的交接地带以中细砂为主，残山丘陵附近为砂卵砾石、碎石并混有黏性土的不均一岩性。冲洪积扇的轴部富水性最强。浅层潜水-微承压水（第Ⅰ+Ⅱ含水组）2000年枯水期水位埋深为3.10～25.92m，丰水期为1.02～23.5m；深层承压水（第Ⅲ+Ⅳ含水组）2000年枯水期水位埋深为4～53m，丰水期为2.50～50.75m。
还乡河、陡河流域亚区为还乡河、陡河冲洪积扇（滦河早期扇），浅层潜水-微承压水（第Ⅰ+Ⅱ含水组）的单井出水量为432～8568m3/d，地下水矿化度小于0.5g/L，水化学类型为HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型，局部由于点污染源的影响，为HCO3Cl-Ca，NO3·HCO3-Ca·Mg·Na型和SO4·HCO3-Ca型。深层承压水（第Ⅲ+Ⅳ含水组）的单井出水量为3274～7184m3/d，地下水矿化度大部分小于0.5g/L，仅在丰润县新军屯和韩城镇之间同咸淡水分界线附近大于1g/L，水化学类型主要为HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型，在丰润县欢喜庄局部由于点污染源的影响，为NO3·HCO3-Ca型。
沙河流域水文地质亚区为沙河冲洪积扇（滦河中期扇），浅层潜水-微承压水（第Ⅰ+Ⅱ含水组）的单井出水量为432～8568m3/d，地下水矿化度大部分小于1g/L，水化学类型为HCO3-Ca·Mg型；在唐山市东北部矿区由于矿坑排水的影响，矿化度大于1g/L，地下水的水化学类型为SO4·HCO3-Ca型；滦南县油盘庄一带矿化度为0.5～1g/L，地下水的水化学类型为SO4·HCO3-Ca型；在丰南市大新庄和滦南县东黄坨一带，水化学类型为HCO3·Cl-Ca·Mg型。深层承压水（第Ⅲ+Ⅳ含水组）的单井出水量为3274～7184m3/d，地下水矿化度大部分小于1g/L，在咸淡水分界线附近为1～2g/L，水化学类型为HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Na型；在唐山市东北部矿区和滦南县油盘庄一小部分地带，由于矿坑排水的影响，地下水的水化学类型为SO4·HCO3-Ca型。
在天然状态下，地下水流向与地势是一致的，经过多年的强烈开采，已形成围绕唐山市及丰南市的大漏斗区，地下水流场发生很大变化，地下水径流方向总体由东北向西南和由北向南流，局部径流方向指向了漏斗中心。
（三）滨海平原区（有咸水区）
滨海平原区为山前冲洪积扇的边缘至滨海部分，即咸、淡水界线以南濒临渤海湾的广大平原，第四系为冲积、海积和湖积相沉积。范围包括丰润县平原南部、丰南市中南部、唐海县西部及滦南县西部一小部分。地势平坦，地面标高均小于15m，局部地段如丰润县大漫港乡低于海平面。第四系厚度由北向南逐渐变大，含水层为多层结构，单层厚度由4～8m增至5～14m，第四系含水层岩性由粉细砂局部夹中砂组成。
滨海平原区上部咸水广布，咸水含水层据胥12咸孔抽水试验资料，单井出水量为840m3/d；咸水矿化度为2～64g/L，咸水底板埋深一般为40～80m，水化学类型为Cl-Na型；咸水底板以下为小于1g/L的淡水，水化学类型为HCO3-Na、HCO3·Cl-Ca、HCO3-Ca·Mg型。浅层承压淡水（第Ⅰ+Ⅱ含水组）的单井出水量为600～1872m3/d，2000年枯水期地下水位埋深为3.84～39.91m，丰水期为4.00～39.39m；深层承压水（第Ⅲ+Ⅳ含水组）的单井出水量为1096～3510m3/d，2000年枯水期水位埋深为6.53～57.00m，丰水期为6.00～52.40m。
地下水类型及第四系含水介质特征
区域范围内除温塘南出露有寒武系及古、新近系外，广泛分布第四系松散堆积物。地下水类型为:碳酸盐岩类裂隙岩溶水，碎屑岩类裂隙孔隙水，黄土孔隙裂隙水，松散岩类孔隙水。地下水富水性以松散岩类为好，其他岩类较差。地下水补给以黄河补给为主，次为侧向径流，降水入渗及灌溉回渗。
2.3.2.1 地下水类型
(1)碳酸盐岩类裂隙岩溶水
分布于温塘南基岩山区，含水层岩性以寒武系中统白云质灰岩、灰岩，角砾状灰岩为主，其厚度大、质较纯、易溶，构造裂隙、风化裂隙发育，以北东向，北西向两组裂隙最为发育，裂隙率达10.7%，溶蚀裂隙宽0.4～2.5cm。灰岩分布区断裂发育，破碎带宽一般50～70m。深度可达数百米，是地下水深循环的良好通道。单井涌水量500～2000m3/d不等，水温高达56～61℃。陕县温塘矿泉水，源远流长。据《陕州志》记载，已有2000多年的历史。
(2)碎屑岩类裂隙孔隙水
主要分布于黄土台塬区底部，部分深沟底部有出露，含水介质为古、新近系砂岩，富水条件差，单井涌水量小于500m3/d。
(3)黄土孔隙裂隙水
分布于黄土台塬区，含水介质为第四系中、下更新统的钙质结核层及含钙质结核和裂隙的黄土。黄土台塬的前后缘及冲沟底部水位埋深较小，塬面水位埋深大，含水层富水性较差，15m降深单井涌水量小于500m3/d，泉水流量多小于1L/s。
(4)松散岩类孔隙水
松散岩类孔隙水是区域地下水的主要类别，也是本书研究的重点对象，主要分布在黄河及其支流的河谷阶地区，含水介质为第四系冲积、冲洪积、冲湖积形成的卵石、中粗砂、粉细砂层，具多层结构。不同地貌单元，含水层的厚度、埋藏分布规律及富水性差异较大。
A.冲洪积扇及三级阶地
沿山前黄土台塬前缘分布的冲洪积扇及三级阶地，含水层主要为中、上更新统卵石、中粗砂及下更新统粉细砂。具多层结构，含水层厚度16～40m，水位埋深一般为40～85m，15m降深单井涌水量500～1500m3/d，导水系数100～300m2/d。
B.二级阶地
区域内黄河及支流形成的二级阶地，含水层为中、上更新统砾卵石、中细砂等，地下水补给来源充足，地下水资源较丰富。含水层厚度一般在60m左右，水位埋深一般为20～70m，15m降深单井涌水量大部分地区为500～2000m3/d，少部分地区大于2000m3/d。导水系数200～500m2/d。
C.黄河一级阶地及滩地
含水层以第四系砂砾石、中粗砂为主，由多层具有水力联系的含水层构成，含水层厚度40～70m，受水库蓄泄水影响，水位变化8～12m，15m降深单井涌水量600～4000m3/d不等，导水系数52.6～500m2/d。
2.3.2.2 含水介质的埋藏特征及空间分布
研究区含水层为三门组河湖相砂层、黄河及青龙涧河冲积层含水层。
三门组冲湖积(Qal+l)含水层岩性为:含砾中细砂、粉细砂，分布在铝厂铁路桥以西，底板标高220m，含水层厚20～50m，一般30m左右。岩性由南向北及由东到西，由砂、砂砾石或含砾中粗砂渐变为中细砂、粉细砂，厚度变薄。在南部桥头—蔡家庄—陈东—陈家坡一带以中细砂为主，厚度达40～60多米;至陕州风景区—纺织器材厂—会兴，则变为细砂或粉细砂为主，砂层渗透系数2～9m/d。由于砂层被2～5层的粘土层隔开或部分隔开，地下水呈承压或半承压状态。
黄河冲积含水层形成于晚更新世(Qpal3)，早期冲积物(Qp1al3)分布于三级阶地，底部为砂卵石层，上部为黄土状粉土。会兴—向阳一带，该砂卵石位于地下水位以上，不含水，而关沟—韩庄一带含水，水位埋深60余米。晚期冲积物(Qp2al3)展布于黄河二级阶地，分布于王官村—后川—陕县风景区—七里堡—城村等地，冲积物为卵砂石、砂、粉土。厚度10～15m，水位埋深6～20m。黄河冲积含水层处于水位变动带。
青龙涧河谷含水层形成于晚更新世(Qp3)及全新世(Qh)，岩性为砂卵石、泥质砂卵石，青龙涧河以铝厂铁路桥为界，上游含水层底板埋深4～7m，厚度3～5m。下游冲积层在地下水位以上，不含水。
研究区第四系地下水系统结构与功能
新生界以来，研究区第四系厚度250～500m，为近山沉积，其沉积物质颗粒较粗，含水层以中粗砂及中细砂为主，间夹卵砾石，富水性较强。
第四系含水组在研究区按含水体系由上而下，主要划分为三个含水组即第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ含水组，地质时代分别为Qp3、Qp2、Qp1。第Ⅰ含水组(地质时代为Qh)仅在河流河谷零星分布，其他地区缺失。各层底界基本为黏土及粉质黏土，第Ⅱ和第Ⅲ含水组之间水力联系比较密切。研究区内第四系孔隙水自上而下可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个含水层组和相应的三个隔水层(表11.2;图11.3)。
表11.2 研究区第四系含水组基本特征表
(1)第四系第Ⅰ含水组
第四系第Ⅰ含水组仅在河床及两岸呈带状分布，地下水类型属潜水，底板埋深0～6m。
图11.3 研究区水文地质图
(2)第四系第Ⅱ含水组
第四系第Ⅱ含水组分布于研究区全区，底板埋深为80～120m，含水层厚度为35.5～76.2m，含水层主要岩性为中砂、细砂、少量砂砾石，单位涌水量为3.91～18.44m3/(h.m)，含水层渗透系数在2.13～8.33m/d。水化学类型为Ca-HCO3型水，溶解性总固体小于0.5g/L。第Ⅱ含水组是目前农田灌溉的主要取水段，另外有部分农村及厂矿企业的生产生活用水也从该层取水。
(3)第四系第Ⅲ1含水组
第Ⅲ含水组上段(Ⅲ1)沉积时代 ，在研究区全区广泛分布，地下水类型属承压水，底板埋深200～250m，利用含水段120～223m，含水层厚度62.5～66.5m，岩性以中砂、中粗砂为主。第Ⅲ含水组上段含水层岩性颗粒较粗，富水性较强，单位涌水量为10.40～10.45m3/(h·m)，含水层渗透系数在0.85～24.34m/d。水化学类型为Ca-HCO3和Ca·Mg-HCO3型水，溶解性总固体为0.216g/L。第Ⅲ含水组上段(Ⅲ1)是目前城镇生活及部分工业用水的主要供水水源。
(4)第四系第Ⅲ2含水组
第Ⅲ含水组下段(Ⅲ2)沉积年代 ，现状开采井较少，底板埋深230～360m，利用含水段为228～334m，含水层厚度43～55m，岩性以中砂、细砂为主。第Ⅲ含水组下段含水层岩性颗粒较细，富水性较弱，单位涌水量为5.02～6.53m3/(h·m)。第Ⅲ2含水段与Ⅲ1含水段水力联系不密切。第Ⅲ2含水段受邻区开采袭夺影响，地下水位较深，导致与Ⅲ1含水段静止水位相差较大，不存在统一的地下水位。水化学类型HCO3-Ca·Na型水。在研究区内，本层位地下水开发利用较少。
(5)第四系第Ⅳ含水组
第四系第Ⅳ含水组沉积年代Qp1，现状开采井较少，底板埋深300～500m，岩性以风化砾卵石为主夹杂黏土及粉质黏土，富水性很弱，开发利用程度很低，因此本书不对其进行深入研究。
含水层系统
从宏观角度来看，三江平原属于一个大型的含水层系统。在这个大型含水层系统内，埋藏有第四系松散岩类孔隙水、古近-新近系碎屑岩类孔隙裂隙水和前第四系基岩裂隙水的多个含水层组。各含水层组之间，在平面上或剖面上相互连接，存在直接或间接的水力联系，并共同构成区内地下水的储存空间与径流通道。
依据含水层的地质结构特征，将三江平原含水层系统，进一步划分为三个含水层亚系统，即第四系孔隙含水层亚系统、古近-新近系孔隙裂隙含水层亚系统和前第四系基岩裂隙含水层亚系统。三江平原含水层系统内的含水层亚系统及其主要含水层的隶属关系，如图2-3-1所示。
一、第四系孔隙含水层亚系统
三江平原含水层系统中分布范围最广泛，储存量和开采量最大，补径排条件最好，也是水文地质研究程度最高的含水层亚系统。包括下更新统绥滨组、中更新统浓江组、上更新统向阳川组、别拉洪河组、冲积层和全新统冲积层6个基本的含水层单位(图2-3-2)。它们的基本特征是含水层均为第四系冲积、冲-洪积、冲-湖积的松散沉积物，以粒间孔隙为储水空间与径流通道。在区域内成层分布，绝大部分地区构成上、中、下更新统含水层叠加，其间无区域性隔水层，各含水层之间直接或间接水力联系密切，形成统一大厚度第四系含水层亚系统。其周边边界:西部、南部及东南部为第四系中更新统浓江组粘土层和前第四系地层构成的弱透水边界，北部及东北部的黑龙江与乌苏里江为水位与流量边界。
图2-3-1 三江平原含水层系统、亚系统和主要含水层隶属关系
图2-3-2 第四系孔隙含水层亚系统含水层分布剖面示意图
按含水层的岩性、成因及分布，将第四系含水层亚系统划分为第四系更新统次级亚系统和第四系全新统两个含水层次级亚系统。
第四系更新统含水层次级亚系统:包括下更新统绥滨组、中更新统浓江组、上更新统向阳川组、别拉洪河组、冲积层五个含水层单位。下更新统绥滨组(Qp1s)含水层分布在三江平原第四系沉积层中下部，埋藏在地面下80～130m深处，含水层厚40～180m，最厚地段可达200m。含水层由中细砂、中粗砂、砂砾石、砾卵石构成，近山前地带泥质含量较高。绥滨组下部含水层，仅分布于古近-新近纪末期遗留下来的三个古洼地区，上部含水层，仍为内陆盆地沉积而成，但分布范围相当广大，基底为古近-新近系碎屑岩孔隙裂隙含水层亚系统，系统间绝大部分地区为隔水(弱透水)的泥岩层或古近-新近系上覆的玄武岩盖层，构成第四系含水系统的底板。中更新统浓江组(Qp2n)含水层:分布于广大低平原区，埋藏在地面下20～40m深处，较下更新统绥滨组含水层分布范围还要广大。含水层由中细砂、含砾中粗砂、砂砾石及砾卵石组成，层厚40～80m，最厚可达125m，局部地区夹粘土层透镜体。上更新统含水层:由多种成因类型的沉积物组成，包括向阳川组、别拉洪河组和冲积层三个含水层。向阳川组(Qp1－23x)含水层广大低平原区均有分布，埋藏在地面下5～10m深处。含水层岩性为砂、砂砾石，厚5～20m，属边滩相、河床滞留相沉积。在同江—富锦—集贤一线以东二级阶地区，含水层上部覆盖有3～20m厚的黄褐色、土黄色粘土、淤泥质粘土，以西地区上覆别拉洪河组(或冲积层)含水层。别拉洪河组含水层(Qp33b):主要分布于同江—富锦—集贤一线以西的广大低平原区，包括一级阶地和漫滩。含水层岩性为砂砾石、砾卵石，厚4～5m。一级阶地区，含水层上部一般覆盖有1～3m厚的土黄色砂土或粉土。漫滩区，上覆全新统含水层。冲积层(Qp33)含水层:分布于小兴安岭东坡山前冲-洪积扇形平原区，东临松花江故道(萝北水城子古河道)。含水层岩性为泥质砾卵石，砾径一般为0.5～5cm，大者达10cm，在扇前缘颗粒变细，厚5～15m。该层为别拉洪河组同期异相沉积层，由鸭蛋河、都鲁河、梧桐河、鹤立河冲-洪积而成，扇顶一般覆盖1～3m厚砂土夹碎石。
第四系全新统(Qh)含水层次级亚系统:分布于黑龙江、松花江、乌苏里江和主要支流的河漫滩区，含水层为河流冲积成因的砂、卵砾石和砂砾石层，厚度一般5～10m。
二、古近-新近系孔隙裂隙含水层亚系统
主要分布于三江平原东部的前进凹陷、中部的绥滨凹陷和西部的依-舒地堑内，其次在山前台地区也有小面积的分布。含水层亚系统的周边边界:西部、南部及东南部为低山丘陵区的各种弱渗透性地层、岩浆岩体、阻水断层，构成含水层隔水(或弱透水)边界;北部及东北部为中俄界河———黑龙江和乌苏里江，为水位与流量边界。此外古近-新近系上部玄武岩发育，或以玄武岩丘出露平原，或以席状体伏于第四系底部，与古近-新近系上部的泥岩层共同构成第四系孔隙含水系统和古近-新近系孔隙裂隙含水系统的隔水(弱透水)层。在广大低平原区，古近-新近系孔隙裂隙含水层埋藏于巨厚的第四系含水层之下，在山前台地区埋藏于第四系浓江组粘土层之下，成层状分布，含水层顶板埋深由山前向凹陷中心逐渐增大。山前地带一般40～50m，到凹陷中心地带增加到300m以上。钻孔揭露，含水层一般2～3层，多者达7层，累计厚度近100m，岩性为砂岩、砂砾岩，胶结中等，形成孔隙-裂隙承压含水岩组，地下水具有承压性(图2-3-3)。
三、前第四系基岩裂隙含水层亚系统
平原中残山残丘及其周边台地区和鹤岗凹陷内第四系下部，分布的中生代及以前的火山岩、沉积岩、不同时代的花岗岩，这些岩层及岩体经长期内外营力作用下形成大面积分布不均网状风化裂隙含水层和线状构造裂隙含水体。其中风化裂隙水赋存取决于风化带的裂隙发育程度及风化带厚度，花岗岩及中生代砂岩风化带较厚，一般20～70m，储水条件好，富水性较强;火山岩风化带较薄，一般10～20m，富水性较弱。裸露的风化带网状裂隙水，接受大气降水入渗补给，通过短途径流，多以泉的形式排出;埋藏的风化带网状裂隙水，一般花岗岩、砂岩风化裂隙带富水性较强，火山岩富水性弱。构造裂隙水，花岗岩、砂岩的张性构造裂隙储水带富水性强，压性构造裂隙及其他岩性的构造裂隙储水带富水性弱。
图2-3-3 古近-新近系孔隙裂隙含水层亚系统含水层分布剖面图
四、三江平原含水层系统结构
含水层系统的结构类型，是指含水层系统内部，各含水层在空间上的组合形式。由于三江平原各部分中生代末期以来地质发展历史的差异，因而在不同的地质、地貌单元，必然形成不同的含水层系统结构类型，详见表2-3-1。
表2-3-1 区域地质构造、地貌单元与含水层系统结构类型对应关系表
