郭如俠

(河北省張家口水文水資源勘測局，河北 張家口 075000)

張家口地區(qū)地下水動態(tài)監(jiān)測分析與展望

郭如俠

(河北省張家口水文水資源勘測局，河北 張家口 075000)

[摘要]對張家口地區(qū)地下水現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)、監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測管理等進(jìn)行分析，針對目前張家口地區(qū)地下水監(jiān)測井稀少、監(jiān)測技術(shù)落后、信息服務(wù)能力薄弱等方面進(jìn)行討論，提出地下水監(jiān)測中存在的問題。

[關(guān)鍵詞]地下水 ；監(jiān)測；分析與討論；參考意義

地下水監(jiān)測是水文工作的重要內(nèi)容，是一項(xiàng)長期的基礎(chǔ)性、公益性事業(yè)。我國的地下水監(jiān)測起步于上世紀(jì)50年代，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展、水資源大規(guī)模的開發(fā)利用和管理需求的不斷提高而逐步拓展，歷經(jīng)60余年的發(fā)展，全國地下水監(jiān)測管理工作已逐步走向正規(guī)化、規(guī)范化的軌道，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)供水、環(huán)境保護(hù)以及抗旱減災(zāi)過程中發(fā)揮了積極的作用。

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，我國地下水的長期不合理開發(fā)利用以及人類活動造成地下水位持續(xù)下降、河道干涸、水質(zhì)污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題。地下水監(jiān)測是認(rèn)識和掌握地下水動態(tài)變化特征、分析評價地下水資源、制定合理開發(fā)利用與有效保護(hù)措施、減輕和防治地下水污染及其相關(guān)生態(tài)環(huán)境等問題的重要基礎(chǔ)。但是，我國目前的地下水監(jiān)測工作仍比較落后，不能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度對地下水信息的基本需求。加強(qiáng)地下水監(jiān)測是貫徹落實(shí)黨和國家重要治水思路、加強(qiáng)水生態(tài)文明建設(shè)、保障國家水安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、長期性工作。

地下水動態(tài)監(jiān)測的目的：是為了進(jìn)一步查明和研究水文地質(zhì)條件，特別是地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，掌握地下水動態(tài)規(guī)律，為地下水資源評價、科學(xué)管理及環(huán)境地質(zhì)問題的研究和防治提供科學(xué)依據(jù)。

1張家口地區(qū)地下水監(jiān)測現(xiàn)狀

1.1張家口地區(qū)現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)

張家口地區(qū)現(xiàn)有地下水監(jiān)測井89眼，全部為人工觀測。其中水位監(jiān)測井83眼，全部為淺井，五日井69眼，逐日井14眼，地下水開采量監(jiān)測井6眼。具體見下圖。

1.2張家口地區(qū)地下水監(jiān)測技術(shù)

地下水監(jiān)測項(xiàng)目包括：地下水水位(埋深)、水質(zhì)、水溫、開采量等要素，張家口現(xiàn)有監(jiān)測井多借用生產(chǎn)井和民用井監(jiān)測，沒有專用監(jiān)測井；監(jiān)測方法主要依靠人工觀測。

(1)水位(埋深)。地下水水位是最普遍、最主要的地下水動態(tài)監(jiān)測要素。張家口地區(qū)地下水監(jiān)測工作仍采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方式，用測繩、皮尺、測鐘或音響器等傳統(tǒng)監(jiān)測手段，地下水位監(jiān)測頻次主要有逐日、五日，逐日監(jiān)測站占基本監(jiān)測站比例不足30%。監(jiān)測精度無法控制，監(jiān)測效率較低。

(2)水質(zhì)。單個水樣取樣主要為采樣器，連續(xù)取樣主要使用采樣泵。張家口地區(qū)地下水水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)主要通過采樣器取樣后，實(shí)驗(yàn)室分析的方法。

(3)水溫。張家口地區(qū)地下水水溫主要使用水銀溫度計(jì)，直接讀取的方式。

(4)開采量。張家口地區(qū)地下水開采量主要是人工抽水，主要受控制灌溉面積、作物、開機(jī)歷時、畝次用水量等因素影響。

圖1　張家口地區(qū)地下水監(jiān)測站網(wǎng)圖

1.3地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

張家口地區(qū)屬于資源型缺水地區(qū)，水資源供需矛盾十分突出。由于缺水，不得不靠大量開采地下水來滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，從而造成了地下水的超采。由于長期大面積過量開采地下水，引發(fā)了地下水水位下降等水環(huán)境問題。目前，張家口市水利投入嚴(yán)重不足，工程標(biāo)準(zhǔn)低、配套工程不完備、工程老化年久失修等問題還普遍存在，加上非工程措施不利(包括水價偏低、管理體制不順、政策法規(guī)不完善、科技水平不高等)影響了水資源的合理利用和優(yōu)化配置等。

1.4地下水動態(tài)特征

地下水動態(tài)規(guī)律是地下水補(bǔ)、徑、排特征的集中反映，除與所處水文地質(zhì)單元的地質(zhì)條件有關(guān)外，還受人工開采和氣象因素的影響和制約。

壩上平原呈現(xiàn)獨(dú)特的地理景觀和氣象特征，地下水的主要補(bǔ)給來源是降水入滲，因此形成了與降水關(guān)系較為密切的動態(tài)變化過程。受降水入滲和灌溉回歸水的補(bǔ)給，地下水由南或北部的山丘區(qū)向中部的湖淖匯集，垂直蒸發(fā)和人工開采為主要的排泄方式。

壩下盆地受降水入滲、側(cè)向徑流和灌溉回歸水的補(bǔ)給，山前平原是其徑流場。地下水流向受地貌條件及巖性構(gòu)造的制約，基本與地形坡降方向一致，即由周圍山區(qū)向盆地匯集。以河川基流、垂直蒸發(fā)和人工開采為主要排泄方式。

2張家口地區(qū)地下水監(jiān)測工作存在的問題

(1)地下水監(jiān)測站網(wǎng)布局不完善，尚不能完全滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要。

張家口市的地下水監(jiān)測井網(wǎng)主要監(jiān)測農(nóng)村淺層地下水。在城市城區(qū)、大型地下水水源地和中深層地下水監(jiān)測方面目前布設(shè)很少，由于早期建設(shè)的監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量、布局、監(jiān)測層位等已不能適應(yīng)目前地下水資源管理的需要，對于重要水利工程區(qū)、地下水超采區(qū)、重要漏斗區(qū)、生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)等區(qū)域的地下水控制不足，成為了制約社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。

城區(qū)是人類活動集中的場所，地下水開發(fā)利用程度較高，大型地下水水源地和中深層地下水則是現(xiàn)階段城市工業(yè)和居民生活開采的主要水源，出現(xiàn)的地下水問題比較多。特別是近些年隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用水量急劇增加，嚴(yán)重超采地下水，致使城區(qū)出現(xiàn)大面積地下水降落漏斗，引起地面沉降、地下水水質(zhì)污染等一系列環(huán)境地質(zhì)問題。而在城市城區(qū)、大中型地下水源地和深層地下水監(jiān)測方面井網(wǎng)布設(shè)不足，監(jiān)測井網(wǎng)不能準(zhǔn)確掌握關(guān)鍵地區(qū)的地下水動態(tài)。

(2)地下水監(jiān)測專用井不足，監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。

張家口地區(qū)沒有地下水專用監(jiān)測井，采用生產(chǎn)井進(jìn)行觀測，且大多數(shù)沒有井房，個別有井房的也十分簡陋，缺乏專門供電設(shè)施。因此受季節(jié)性開采和抽水的影響較大，達(dá)不到監(jiān)測規(guī)范技術(shù)要求，不能完全反映真實(shí)的地下水資源狀況，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性差。特別是多年來經(jīng)費(fèi)投入不足，無力維護(hù)和修繕，監(jiān)測井自然淤堵嚴(yán)重，人為損壞、壓占現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，致使能夠維持正常運(yùn)行的監(jiān)測井?dāng)?shù)量不斷減少，導(dǎo)致地下水監(jiān)測井更換較頻繁，不得不在周圍地區(qū)選擇其他開采井(或停用的開采井)替代，監(jiān)測資料不連續(xù)，降低了數(shù)據(jù)質(zhì)量。另外，地下水監(jiān)測工作大多委托距監(jiān)測點(diǎn)較近的農(nóng)民，個別由附近水利站職工、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村干部和民辦教師兼任，其中90% 沒有專門進(jìn)行地下水監(jiān)測技能集中培訓(xùn)，缺乏基本監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測精度得不到保證。

(3)監(jiān)測及傳輸手段落后，與信息化社會建設(shè)的要求不相適應(yīng)。

張家口地區(qū)地下水監(jiān)測工作仍采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測方式，用測繩、皮尺、測鐘或音響器等傳統(tǒng)監(jiān)測手段，地下水位監(jiān)測頻次主要有逐日、五日，逐日監(jiān)測站占基本監(jiān)測站比例不足30%。監(jiān)測精度無法控制，監(jiān)測效率較低，監(jiān)測數(shù)據(jù)無法滿足科研和生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的需要。另外，缺少應(yīng)對緊急情況的應(yīng)急監(jiān)測方法和手段。

目前采取的委托監(jiān)測方式已不能滿足現(xiàn)代化管理的要求。由于委托監(jiān)測費(fèi)偏低，委托人員積極性不高，造成缺測、漏測、野外記錄不規(guī)范等現(xiàn)象時有發(fā)生，資料質(zhì)量難以保證。對于埋深較大的監(jiān)測井，人工監(jiān)測的難度大，且監(jiān)測資料的準(zhǔn)確性難以保證。

從監(jiān)測信息的傳輸方式看，人工監(jiān)測數(shù)據(jù)上報(bào)一般是觀測員采用普通信函、電話等方式，月報(bào)動態(tài)信息傳輸周期至少十天以上，信息傳輸速度十分緩慢。從時效性看，目前的傳輸方式使信息傳輸?shù)臅r效無法保證，且容易出現(xiàn)錯誤和資料傳遞丟失的現(xiàn)象，不能及時掌握地下水的變化動態(tài)，與現(xiàn)在的信息化管理要求尚存在一定差距。從國內(nèi)外發(fā)展趨勢看，實(shí)現(xiàn)地下水的自動監(jiān)測和信息的自動傳輸是提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和時效性的有效和必要手段。

(4)信息管理服務(wù)能力薄弱

早期人工地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)收集后，完全靠人工分析，紙質(zhì)存檔；隨著計(jì)算機(jī)普及后，逐步采用了計(jì)算機(jī)輔助分析、管理、電子化存檔；初步具有了信息分析、管理、查詢功能，但功能仍單一、數(shù)據(jù)種類貧乏、系列不完整。在信息服務(wù)方面，還沒有建立地下水分析統(tǒng)計(jì)、模型預(yù)測、綜合評價等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不能滿足為各級政府決策、專業(yè)技術(shù)人員分析研究和社會公眾對地下水信息服務(wù)的需要。

3對策及建議

3.1統(tǒng)籌部署、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

為實(shí)現(xiàn)資源整合、信息共享的目標(biāo)，張家口地區(qū)地下水監(jiān)測應(yīng)按照統(tǒng)籌部署、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，建設(shè)一個完整統(tǒng)一的地下水監(jiān)測站網(wǎng)體系和信息服務(wù)系統(tǒng)。

監(jiān)測站的位置應(yīng)便于實(shí)施管理和監(jiān)測。以水資源統(tǒng)一管理為主要目的自動監(jiān)測站盡量選在設(shè)有水文(位)站或雨量站、氣象站、旱情監(jiān)測站的地方，與《全國水利發(fā)展總體規(guī)劃綱要》等要求相一致。

3.2因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保

以現(xiàn)有站網(wǎng)為基礎(chǔ)，考慮張家口市的自然條件和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平，因地制宜，實(shí)事求是地規(guī)劃、優(yōu)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，充實(shí)完善監(jiān)測站。充分利用現(xiàn)有地下水監(jiān)測站網(wǎng)和管理隊(duì)伍以及通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施設(shè)備、水環(huán)境監(jiān)測(分)中心的實(shí)驗(yàn)室，注重經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，合理控制整個系統(tǒng)的規(guī)模。為滿足一定時期內(nèi)社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、生態(tài)保護(hù)等方面對地下水信息的要求，合理布設(shè)新建的地下水監(jiān)測站，擴(kuò)大國家地下水監(jiān)測站的控制范圍，增加地下水監(jiān)測站網(wǎng)密度，提高地下水監(jiān)測精度，最終建成較為完整的地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

地下水監(jiān)測站建設(shè)要優(yōu)先使用節(jié)能、安全、環(huán)保材料，因地制宜制定建設(shè)方案，避免重復(fù)和浪費(fèi)。

3.3技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用可靠

立足于張家口市經(jīng)濟(jì)實(shí)力和社會發(fā)展水平，密切跟蹤國際上地下水監(jiān)測的新技術(shù)、新方法、新儀器，在充分借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依靠科技進(jìn)步，采用技術(shù)先進(jìn)、使用可靠的儀器設(shè)備，提高地下水監(jiān)測的新技術(shù)含量及監(jiān)測能力，使國家地下水監(jiān)測系統(tǒng)具有先進(jìn)水平。

3.4分別實(shí)施、信息共享

地下水監(jiān)測項(xiàng)目構(gòu)建地下水信息采集、傳輸、存儲、處理、服務(wù)體系，在部級建立兩部門信息共享平臺，為各部門和社會提供地下水歷史和實(shí)時動態(tài)信息服務(wù)。

4結(jié)語

結(jié)合張家口市現(xiàn)有監(jiān)測站網(wǎng)，建立比較完整的國家級地下水監(jiān)測站網(wǎng)，充分利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施，形成一個集地下水信息采集、傳輸、處理、分析及信息服務(wù)為一體的信息系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)對全市地下水動態(tài)的有效監(jiān)測，以及對山地丘陵區(qū)地下水動態(tài)的區(qū)域性監(jiān)控和對重點(diǎn)地區(qū)地下水監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時監(jiān)控；為各級領(lǐng)導(dǎo)、各部門和社會提供及時、準(zhǔn)確、全面的地下水動態(tài)信息，滿足科學(xué)研究和社會公眾對地下水信息的基本需求，為優(yōu)化配置、科學(xué)管理地下水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，為水資源可持續(xù)利用和最嚴(yán)格水資源管理制度提供基礎(chǔ)支撐。

[收稿日期]2016-01-08

[作者簡介]郭如俠(1981-)，女，河北唐山人，工程師，主要從事地下水工作和水文情報(bào)預(yù)報(bào)研究工作。

[中圖分類號]P641.74

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0071-02