本市是黄泛平原的一部分。自上更新世开始，黄河进入本区，携来大量泥沙，经多次泛滥改道，沉积形成了纵横交错、上下迭置的复杂地层，塑造了近代地貌景观。水文地质条件受地质构造、古地理环境的控制和影响。
一、含水层埋藏条件和分布规律
根据地层结构及水化学特征，在500米以上可划分为5个含水层组：
第Ⅰ含水组（0～50米） 为浅层地下水。含水层底板埋深30～50米，砂层厚度10～20米，岩性为粉砂、粉细砂和细砂，单井出水量20～40立方米/时。地下水矿化度1～2克/升，水化学类型以重碳酸—钠型水为主。主要分布于东部及南部郊区，为本市农田供水主要水源。市区及北部局部地段浅层无淡水。
第Ⅱ含水组（50～200米） 含水砂层厚20米左右，岩性以粉细砂、中细砂为主。矿化度2～10克/升，是咸水，很少开采利用。
第Ⅲ含水组（200～260米） 中深层淡水。含水层岩性为粉细砂和细砂，厚度20米左右，单井出水量可达30立方米/时。地下水矿化度1～2克/升，水化学类型以氯化物——重碳酸—钠型水为主。氟离子含量3毫克/升，超过国家饮用水标准，不宜饮用。
第Ⅳ含水组（260～400米） 深层淡水。含水层发育，砂层厚度30～40米，单井出水量达60立方米/时以上。含水层岩性为粉细砂、细砂、中砂及少量粗砂，矿化度小于1克/升，水化学类型为重碳酸—钠型水。氟离子含量3.5～4.5毫克/升，最高达6毫克/升，严重超标，不宜饮用。
第Ⅴ含水组（400～500米） 深层淡水。以细砂、中砂为主，厚度15米左右。矿化度小于1克/升，为重碳酸—钠型水。氟离子含量3～4毫克/升，不宜饮用，是本市目前主要供水组段。
地下水质在垂向上变化，以咸淡水（以2克/升为界）划分，可分为两种组合结构类型：一是上咸下淡的双层结构型，主要分布于市区及七里铺至谭家铺、纪家店至后赵庄、田龙庄至前后董庄、肖何庄附近等，面积约30平方公里，该区浅层无淡水；二是上淡中咸下淡3层结构型，分布于除以上双层结构区以外的广大郊区。
二、浅层地下水
埋藏条件 浅层地下水系指50米以上地下水，其水力性质为潜水——微承压水。含水层分布规律主要受古河道控制，呈条带状，纵横交错，变化复杂。砂层以粉砂、粉细砂和细砂为主，除市区及其它双层结构区为咸水外，广大郊区均有浅层淡水分布。东部郊区浅层淡水丰富，淡水底界面埋深30～50米，砂层厚度15～20米。南部于官屯至黄河涯淡水砂层厚度10～15米，局部小于10米。北部长庄至二屯为古河道间带，砂层厚度小于10米，丰乐屯至许庄为古河道带，砂层厚度15～20米。河西东八里庄、钟辛庄一带，浅层淡水底界面30米左右，砂层厚度10～20米。
浅层地下水水位埋藏深度主要受地形控制。市中区百货一零、行署、体育场一带，水位埋深1米左右；岔河两侧、二屯乡北部、长庄以南、陈公堤口以北地区水位埋深1～2米；郊区地下水位埋深多为2～3米，梁庄、宋官屯、张八棍以东、四女寺减河以西地区水位埋深3～5米。近几年降雨量少，加上大量开采，地下水水位已明显下降。
运动特征 浅层地下水运动规律受地形、地貌、水文、气象等多种因素的制约，总流向基本与地面坡降和地表水流向相一致，即由西南流向东北，水力坡度为1/5000～1/10000。区内河道多为排水河道，故近河地段地下水向河流方向运动。市区内地下水流向卫运河和岔河两侧，在印染厂、二中至液压机具厂一线形成一个地下水小分水岭。
浅层地下水的补给来源以大气降水为主，其次为地表水和灌溉水的渗入补给。地下水的排泄途径主要是蒸发和蒸腾及河渠排泻。由于区内地形平坦，地表径流缓慢，地层岩性颗粒细、水力坡度小，地下水水平径流不畅，为地下水垂向运动创造了条件，形成了以垂向运动为主，就地补排、间断补、连续排的地下水运动特征。
水化学特征 本区地下水水化学类型比较复杂。按阴离子分，以重碳酸盐水为主，由东西两侧向市区逐渐过渡为重碳酸—硫酸盐水、重碳酸—氯化物水、重碳酸—氯化物—硫酸盐水；按阳离子分，则以钠—镁型水为主，其次为钙—镁型水、钠—钙—镁型水和钠—钙型水等。市区水污染严重，多为高矿化度的钠—镁型水和钠—钙—镁型水，郊区以钙—镁型水为主。郊区水化学类型简单，规律性也较明显。
地下水硬度普遍较高，绝大部分地区浅层地下水总硬度大于25德国度，最高可达133.47德国度。均属极硬水。
三、深层地下水
一般特征 境内深层地下水，系指埋藏于50米以下中深层承压水。深层地下水在500米以上分为4个含水层组（即Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水组），除第Ⅱ含水组为咸水外，其余皆为淡水。深层地下水的埋藏条件、水化学特征及动态变化规律，较浅层地下水简单而稳定。其特点是：含水层均布，砂层颗粒较粗，补给来源不足，以越流和顶托补给为主，一般不受气候条件影响；除中层咸水外，矿化度均在2克/升以下。水化学类型简单，主要为重碳酸—钠型水，地下水硬度普遍较低，一般为2德国度左右。其次，深层淡水中氟离子含量及磺含量普遍较高，钙离子含量则较低。这种高氟、高碘、低钙型水，作为饮用水源不符合国家饮用水标准。如长期饮用，易患氟骨病、氟斑牙、甲状腺肿大、软骨症、佝偻病等。
水位降落漏斗 本市自1965年开始，将深层地下水作为供水水源。由于深层地下水补给来源不足，开采量超过补给量，到1975年德州漏斗业已形成。1978年6月，全市有深井82眼，总开采量5万立方米/日，德州漏斗中心平均水位埋深40.40米，水位标高负19.90米（黄海海平面，下同），漏斗面积516平方公里。到1980年6月，全市深井有90眼，总开采量6.5万立方米/日，漏斗中心平均水位埋深52.79米，水位标高负32.29米，漏斗面积1052平方公里。到1984年6月，深井发展到157眼，总开采量6.8万立方米/日，漏斗中心水位埋深平均62.02米，面积达2610平方公里。由于盲目大量开采，水位下降速度很快，平均下降速率3～5米/年。1984年以后对深层地下水开采有所控制，尤其对Ⅱ、Ⅲ含水层限制开采，逐步向更深层发展，现开采深度已达800米。目前，漏斗范围包括德州市、武城、平原、陵县、宁津及河北省的吴桥、景县、故城等县的部分地区，面积约3200平方公里，漏斗中心区平均水位埋深75米，最低点达79米。1984年以来，德州漏斗虽仍持续下降，范围仍不断扩大，但下降速率和扩展速度已明显减慢，近几年平均年降幅约1米左右。
由于德州漏斗的形成与发展，已造成一系列环境水文地质问题，其中突出的是地面沉降问题。有关资料表明，自1980～1990年的10年间，市区平均地面沉降总量为104毫米，平均年沉降速率10毫米以上，局部地段年沉降达20毫米。
第四节 水文地质
本市是黄泛平原的一部分。自上更新世开始，黄河进入本区，携来大量泥沙，经多次泛滥改道，沉积形成了纵横交错、上下迭置的复杂地层，塑造了近代地貌景观。水文地质条件受地质构造、古地理环境的控制和影响。
一、含水层埋藏条件和分布规律
根据地层结构及水化学特征，在500米以上可划分为5个含水层组：
第Ⅰ含水组（0～50米） 为浅层地下水。含水层底板埋深30～50米，砂层厚度10～20米，岩性为粉砂、粉细砂和细砂，单井出水量20～40立方米/时。地下水矿化度1～2克/升，水化学类型以重碳酸—钠型水为主。主要分布于东部及南部郊区，为本市农田供水主要水源。市区及北部局部地段浅层无淡水。
第Ⅱ含水组（50～200米） 含水砂层厚20米左右，岩性以粉细砂、中细砂为主。矿化度2～10克/升，是咸水，很少开采利用。
第Ⅲ含水组（200～260米） 中深层淡水。含水层岩性为粉细砂和细砂，厚度20米左右，单井出水量可达30立方米/时。地下水矿化度1～2克/升，水化学类型以氯化物——重碳酸—钠型水为主。氟离子含量3毫克/升，超过国家饮用水标准，不宜饮用。
第Ⅳ含水组（260～400米） 深层淡水。含水层发育，砂层厚度30～40米，单井出水量达60立方米/时以上。含水层岩性为粉细砂、细砂、中砂及少量粗砂，矿化度小于1克/升，水化学类型为重碳酸—钠型水。氟离子含量3.5～4.5毫克/升，最高达6毫克/升，严重超标，不宜饮用。
第Ⅴ含水组（400～500米） 深层淡水。以细砂、中砂为主，厚度15米左右。矿化度小于1克/升，为重碳酸—钠型水。氟离子含量3～4毫克/升，不宜饮用，是本市目前主要供水组段。
地下水质在垂向上变化，以咸淡水（以2克/升为界）划分，可分为两种组合结构类型：一是上咸下淡的双层结构型，主要分布于市区及七里铺至谭家铺、纪家店至后赵庄、田龙庄至前后董庄、肖何庄附近等，面积约30平方公里，该区浅层无淡水；二是上淡中咸下淡3层结构型，分布于除以上双层结构区以外的广大郊区。
二、浅层地下水
埋藏条件 浅层地下水系指50米以上地下水，其水力性质为潜水——微承压水。含水层分布规律主要受古河道控制，呈条带状，纵横交错，变化复杂。砂层以粉砂、粉细砂和细砂为主，除市区及其它双层结构区为咸水外，广大郊区均有浅层淡水分布。东部郊区浅层淡水丰富，淡水底界面埋深30～50米，砂层厚度15～20米。南部于官屯至黄河涯淡水砂层厚度10～15米，局部小于10米。北部长庄至二屯为古河道间带，砂层厚度小于10米，丰乐屯至许庄为古河道带，砂层厚度15～20米。河西东八里庄、钟辛庄一带，浅层淡水底界面30米左右，砂层厚度10～20米。
浅层地下水水位埋藏深度主要受地形控制。市中区百货一零、行署、体育场一带，水位埋深1米左右；岔河两侧、二屯乡北部、长庄以南、陈公堤口以北地区水位埋深1～2米；郊区地下水位埋深多为2～3米，梁庄、宋官屯、张八棍以东、四女寺减河以西地区水位埋深3～5米。近几年降雨量少，加上大量开采，地下水水位已明显下降。
运动特征 浅层地下水运动规律受地形、地貌、水文、气象等多种因素的制约，总流向基本与地面坡降和地表水流向相一致，即由西南流向东北，水力坡度为1/5000～1/10000。区内河道多为排水河道，故近河地段地下水向河流方向运动。市区内地下水流向卫运河和岔河两侧，在印染厂、二中至液压机具厂一线形成一个地下水小分水岭。
浅层地下水的补给来源以大气降水为主，其次为地表水和灌溉水的渗入补给。地下水的排泄途径主要是蒸发和蒸腾及河渠排泻。由于区内地形平坦，地表径流缓慢，地层岩性颗粒细、水力坡度小，地下水水平径流不畅，为地下水垂向运动创造了条件，形成了以垂向运动为主，就地补排、间断补、连续排的地下水运动特征。
水化学特征 本区地下水水化学类型比较复杂。按阴离子分，以重碳酸盐水为主，由东西两侧向市区逐渐过渡为重碳酸—硫酸盐水、重碳酸—氯化物水、重碳酸—氯化物—硫酸盐水；按阳离子分，则以钠—镁型水为主，其次为钙—镁型水、钠—钙—镁型水和钠—钙型水等。市区水污染严重，多为高矿化度的钠—镁型水和钠—钙—镁型水，郊区以钙—镁型水为主。郊区水化学类型简单，规律性也较明显。
地下水硬度普遍较高，绝大部分地区浅层地下水总硬度大于25德国度，最高可达133.47德国度。均属极硬水。
三、深层地下水
一般特征 境内深层地下水，系指埋藏于50米以下中深层承压水。深层地下水在500米以上分为4个含水层组（即Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水组），除第Ⅱ含水组为咸水外，其余皆为淡水。深层地下水的埋藏条件、水化学特征及动态变化规律，较浅层地下水简单而稳定。其特点是：含水层均布，砂层颗粒较粗，补给来源不足，以越流和顶托补给为主，一般不受气候条件影响；除中层咸水外，矿化度均在2克/升以下。水化学类型简单，主要为重碳酸—钠型水，地下水硬度普遍较低，一般为2德国度左右。其次，深层淡水中氟离子含量及磺含量普遍较高，钙离子含量则较低。这种高氟、高碘、低钙型水，作为饮用水源不符合国家饮用水标准。如长期饮用，易患氟骨病、氟斑牙、甲状腺肿大、软骨症、佝偻病等。
水位降落漏斗 本市自1965年开始，将深层地下水作为供水水源。由于深层地下水补给来源不足，开采量超过补给量，到1975年德州漏斗业已形成。1978年6月，全市有深井82眼，总开采量5万立方米/日，德州漏斗中心平均水位埋深40.40米，水位标高负19.90米（黄海海平面，下同），漏斗面积516平方公里。到1980年6月，全市深井有90眼，总开采量6.5万立方米/日，漏斗中心平均水位埋深52.79米，水位标高负32.29米，漏斗面积1052平方公里。到1984年6月，深井发展到157眼，总开采量6.8万立方米/日，漏斗中心水位埋深平均62.02米，面积达2610平方公里。由于盲目大量开采，水位下降速度很快，平均下降速率3～5米/年。1984年以后对深层地下水开采有所控制，尤其对Ⅱ、Ⅲ含水层限制开采，逐步向更深层发展，现开采深度已达800米。目前，漏斗范围包括德州市、武城、平原、陵县、宁津及河北省的吴桥、景县、故城等县的部分地区，面积约3200平方公里，漏斗中心区平均水位埋深75米，最低点达79米。1984年以来，德州漏斗虽仍持续下降，范围仍不断扩大，但下降速率和扩展速度已明显减慢，近几年平均年降幅约1米左右。
由于德州漏斗的形成与发展，已造成一系列环境水文地质问题，其中突出的是地面沉降问题。有关资料表明，自1980～1990年的10年间，市区平均地面沉降总量为104毫米，平均年沉降速率10毫米以上，局部地段年沉降达20毫米。