7.2.3.1 地形地貌
石家庄市域地跨太行山和华北平原两大地质构区，是山区与平原的衔接地带，地势西高东低。西部为山区，占全市国土面积达30%之多，中部及东部为冲积平原，占全市国土面积的70%左右。市区内最大的河流为滹沱河，自西北流入，横贯全市。根据地貌类型及形态特征，本市可划分为三个地貌单元(表7.4)。
表7.4 石家庄市地貌单元表
7.2.3.2 地质构造
石家庄市属于中朝准地台山西断隆与华北断拗的交接地带(图7.4)。以太行山山前断裂为界，以西为山西断隆(Ⅱ3)、太行山拱断束(Ⅲ11)，以东为华北断坳(Ⅱ)、临清台陷(Ⅲ2)。
7.2.3.3 地层岩性
石家庄市新生界以下基岩以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和白垩纪地层为主，局部分布有古元古界变质岩系及寒武纪、奥陶纪地层。基岩之上为巨厚的古、新近系、第四系堆积物覆盖，堆积物厚度自西向东由薄变厚，颗粒上部和下部较细，中部较粗，由西向东厚度变化为50～600m不等(表7.5)。
图7.4 石家庄市大地构造单元分区图
(据河北水勘院，2006)
表7.5 区域研究区地层表
续表
(据河北水勘院，2006)
受构造的控制，石家庄市基底呈阶梯状，在太行山山前大断裂以西第四系比较发育;以东第四系发育齐全，厚度大分布广。本章以第四系为研究重点，构成地下水库区(即调蓄区)(图7.5;表7.6)。地下水库区地处滹沱河冲积扇顶部，各地层之间上下贯通，没有连续的黏土层、亚黏土层分布。
表7.6 研究区第四系地层划分表
续表
图7.5 研究区第四系地层岩性结构立体图
(据河北水勘院，1995)
7.2.3.4 区域水文地质条件
石家庄市平原区第四系含水系统(表7.7)，以水文地质要素为依据，将其划分为浅、深两个地下水系统。浅层地下水子系统主要包括第Ⅰ含水层组和第Ⅱ含水层组，深层地下水系统包括第Ⅲ含水层组和第Ⅳ含水层组(图7.6，图7.7)。
表7.7 研究区第四系含水层基本特征表
通过地层立体结构(图7.5)和特征剖面(图7.7)，可以直观看出4个含水层组渗透系数大，上下贯通、连续，导水能力强、水力联系密切。石家庄市地下水降落漏斗的基本特征据《2007年河北省地质环境状况公报》，京津以南平原浅层地下水水位降落漏斗大部分仍保持扩大趋势。地下水的持续超采造成石家庄市地下水位多年持续下降，降落漏斗的各个要素随时间呈现不同的变化，且各个时期均在变化(图7.8)，石家庄市地下水位降落漏斗中心水位埋深下降速率达1.94m/a，总体趋于恶化。石家庄市地下水位降落漏斗形成于20世纪60年代中期，1972年，漏斗面积为126km2，漏斗中心水位埋深为12.96m;2003年底漏斗面积扩展到396.87km2，漏斗中心水位埋深达47.22m。2005年(图7.9)，漏斗中心水位埋深至52.44m，面积达489.7km2。1974～2005年(图7.10)，石家庄市地下水水位变差较大，水位变幅值为35m，漏斗面积变化值达214.7km2。2007年7月，石家庄市地下水位降落漏斗区水位埋深继续加大，面积继续扩大，向恶性方向发展。
地下水补蓄径排过程演化石家庄市地下水位降落漏斗形成时，漏斗区的水文地质条件较为清楚。例如，地下水补给、径流、排泄关系和出水量、水文地质参数和地层岩性在被选为水源地的地区已勘查。勘查资料记录了漏斗区未被开采时的天然状态，也展现了开采前后水资源量与地下水环境的演变过程，同时又为漏斗区修复提供模板和数据，也为漏斗区修建地下水库提供数据支撑。由于人类大规模和高强度活动、自然环境演变及地下水的持续大规模集中开采、超采等因素，石家庄市地下水的补径蓄排条件发生巨大变化，形成巨大规模地下水位降落漏斗区。在漏斗形成过程中，开采量大于补给量;地下水径流方向和流场发生改变，向降落漏斗中心汇集、流动;排泄方式主要以人工开采为主;漏斗区地下水环境变得更加脆弱且加速恶化;出现巨厚疏干含水层(或包气带)和漏斗群。反观之，能形成地下水位降落漏斗，可反映出该区地下水流场易受人工控制，高强度集中大规模开采是控制漏斗区地下水的补径蓄排条件变化的主导因素;地下水水力联系密切，含水介质水力传导能力强，疏干含水层连续，各方向连通，水质较好，补给途径畅通。综合分析表明，利用地下水位降落漏斗区修建地下水库的可行性是存在的，人工可控制地下水库水的源、流、场、蓄、排条件和过程(表7.8)。
图7.6 石家庄市水文地质图
(据河北水勘院，2004)
图7.7 水文地质剖面图(Ⅱ～Ⅱ')
(据河北水勘院，2004)
图7.8 石家庄市地下水降落漏斗要素变化趋势图
图7.9 2005年石家庄市地下水位埋深及标高等值线图
(据河北水勘院，2006)
表7.8 石家庄市地下水流动系统演变特征表
续表
注:石家庄地下水的补给、径流和排泄(源、流、场、蓄、排)易受人工控制，自然影响次之。如上图比较1965年与2007年石家庄地下水流场变化图可以反映出人类大规模开采导致下水流场变异。