楊慧（延安市地下水工作隊　陜西　延安　716000）

延安市地下水動態(tài)監(jiān)測站網(wǎng)工程建設技術探討

楊慧
（延安市地下水工作隊陜西延安716000）

地下水是水資源的重要組成部分，是延安市城鄉(xiāng)人民生產(chǎn)生活用水的主要供水水源，是十分寶貴的不可再生資源，地下水監(jiān)測站網(wǎng)建設是開展地下水監(jiān)測工作的基礎，延安市地下水監(jiān)測主要靠人工測量，監(jiān)測站網(wǎng)布局已不能適應當前水資源管理形勢，在分析地下水監(jiān)測工作現(xiàn)狀的基礎上，對監(jiān)測站網(wǎng)布局、新設備、新技術提出新的設想，可供參考借鑒。

地下水監(jiān)測；站網(wǎng)建設

地下水作為延安市區(qū)域范圍內(nèi)城鄉(xiāng)人民生產(chǎn)生活用水的主要供水水源，是十分寶貴的不可再生資源。據(jù)統(tǒng)計2000年陜西省地下水的開采量幾乎占到全省總供水量的44.9%。延安市地下水開采量占到全市總供水量的18.2%。如今延安經(jīng)濟取得飛速發(fā)展，能源化產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，難免造成地下水開采過量，水污染等事件，所有這些勢必造成水環(huán)境的惡化。建立地下水監(jiān)測系統(tǒng)，完善地下水監(jiān)測站網(wǎng)基本設施及科學管理體系，建設一支高素質的現(xiàn)代化地下水監(jiān)測隊伍，引進、安裝地下水監(jiān)測儀器設備，采用處理工具進行信息傳輸，掌握準確、詳實的地下水動態(tài)信息，及時進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，進行水情的預、警報，為合理開發(fā)地下水資源提供科學依據(jù)。

1　延安市地下水資源狀況

延安市水資源總量為13.35億m3（不包括境外客水），其中地下水資源量為4.244億m3。全市總供水量約2.4億m3，地下水供水量0.9 億m3。地下水是存在于地表以下巖（土）層空隙、裂隙中的各種不同形式水的統(tǒng)稱，地下水主要來源于大氣降水和地表水的入滲補給。區(qū)域內(nèi)地貌以黃土梁澗、黃土梁狀丘陵溝谷、黃土寬梁殘塬溝谷、河谷階地為主，地下水按含水層巖性特征分為沖洪積層孔隙潛水、黃土層裂隙潛水、基巖孔隙裂隙潛水和基巖承壓水。地下水深埋地表以下，有的以泉眼出露，形成河流，有的以潛流形式補給地表水。沖洪積層孔隙潛水，遍布全區(qū)河谷川道階地，含水層厚度較小，一般出水量為20m3/d～300m3/d；黃土層孔隙水，以黃陵、富縣、洛川縣等南部塬區(qū)為典型代表，地下水埋深一般為60m～120m，含水層厚度 30m～75m，單井出水量一般為50m3/d～200m3/d；基巖孔隙裂隙潛水和基巖承壓水以白于山區(qū)白堊系紅砂巖地下水為代表，資源量為0.326億m3～0.433億m3，主要集中在以吳起、志丹、安塞等區(qū)域的深厚紅砂巖層中，單井出水量為100m3/d～800m3/d，最大單井出水量達1500m3/d以上。黃河沿岸、洛河低石質山區(qū)地下水埋深在50m～150m以下，日平均出水量小于100m3/d。

2　地下水動態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀

延安市地下水監(jiān)測工作開始于20世紀70年代，現(xiàn)有監(jiān)測站40處，主要布設在南部塬區(qū)的富縣、洛川、黃陵三縣，至今監(jiān)測站依然采用人工監(jiān)測。由于運行多年，設備老化、城市規(guī)劃建設占地等原因，許多站點無法正常運行。鑒于延安市地下水動態(tài)監(jiān)測工作存在的許多問題：沒有建立全市地下水監(jiān)測網(wǎng)，監(jiān)測點少，監(jiān)測工作相對滯后，使不少建設單位在規(guī)劃、設計和實施地下水開發(fā)過程中盲目性很大，存在無序開采，破壞了水資源可持續(xù)利用；延安市地下水監(jiān)測工作基本沒有財政投資，與同級地市的工作存在較大差距；監(jiān)測手段落后，目前還是人工測繩丈量，手工計算，信息傳送不及時，時效性差，沒有自動監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)處理設備，無法與省網(wǎng)連接，使動態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、信息傳遞難以達到要求。針對以上問題，通過建立地下水動態(tài)監(jiān)測站網(wǎng)、地下水信息系統(tǒng)建設，進行數(shù)據(jù)分析整理對地下水情做出預報，達到指導區(qū)域地下水開發(fā)利用的作用。

延安市區(qū)、各縣縣城及工業(yè)水源地地區(qū)都沒有監(jiān)測井布設，如吳起、志丹及其區(qū)域內(nèi)的采油作業(yè)區(qū)、白芋山區(qū)的安塞、子長，黃河沿岸等縣，而這些地區(qū)恰恰是目前地下水開發(fā)利用出現(xiàn)問題最多且最為嚴重的地區(qū)。這些地區(qū)由于水資源供需矛盾的日益突出，地下水開發(fā)利用的深度及類型等有很大變化，深層承壓水、基巖孔隙裂隙水等尚未進行全方位監(jiān)測，監(jiān)測井網(wǎng)的建設未能與這些變化同步進行，監(jiān)測資料不能反映這些地區(qū)地下水資源動態(tài)變化。

3　監(jiān)測站網(wǎng)布設的原則及標準

本次監(jiān)測站網(wǎng)布設按延安市區(qū)域地質、地形地貌，因地制宜，并依據(jù)《規(guī)范》中“3.2站網(wǎng)規(guī)劃原則”，計劃在延安市境內(nèi)共布設地下水監(jiān)測站172處，分布在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地、油氣開采密集區(qū)、注水井密集區(qū)、流域分界線、越流補給等區(qū)塊。根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》（SL183-2005）基本類型區(qū)的劃分，延安市可分為黃土丘陵區(qū)和黃土臺塬區(qū)。監(jiān)測井布設根據(jù)監(jiān)測站分類及監(jiān)測項目、控制區(qū)域、監(jiān)測深度白芋山區(qū)按100m～300m；重點城市為60m～80m；中部縣區(qū)為100m～250m；南部塬區(qū)為200m～250m；黃河沿岸80m～200m進行統(tǒng)一規(guī)劃。

4　監(jiān)測井施工技術

（1）松散層地層井孔開孔直徑。地下水監(jiān)測站井孔的開孔直徑為：

其中：D1—井孔開孔直徑，mm；

d—井壁管外徑，mm；

b—濾料厚度，mm。

施工中采用同直徑的井壁管，井孔終孔直徑采用最大直徑井壁管數(shù)據(jù)計算，螺旋焊接鋼管Φ273×7mm規(guī)格。濾料厚度根據(jù)《機井技術規(guī)范》（SL256-2000）。經(jīng)計算松散層終孔直徑為346.1mm。可根據(jù)地層情況和水井鉆機開孔要求，采用相應的開孔直徑。

（2）基巖層地層井孔開孔直徑。地下水監(jiān)測站井孔的開孔直徑為220mm。

（3）井深、過濾器長度、濾料、沉淀管長度。地下水監(jiān)測站井孔深度、過濾器長度、濾料、沉淀管長度均根據(jù)監(jiān)測站所處地質類型區(qū)的水位埋深、含水層厚度、地層情況及監(jiān)測層位而定，但必須滿足《機井技術規(guī)范》（SL256-2000）對過濾器長度、濾料、沉淀管長度的要求。

（4）井壁管。監(jiān)測井井壁管選用Φ273×7mm的螺旋焊接鋼管，管件之間通過焊接連接。

（5）濾水管。選用填礫纏絲過濾器，穿孔管徑為Φ273×7mm的螺旋焊接鋼管，穿孔率分別為30%，穿孔外墊筋為Φ6mm的縱向金屬桿條17根，纏絲為Φ2.8mm的鍍鋅鐵絲，并沿縱向錫焊6道～8道，纏絲最大間距小于5mm。

（6）沉淀管。采用Φ273×7mm的螺旋焊接鋼管，管底焊接封死。

（7）濾料。根據(jù)地下水監(jiān)測站所處位置和含水層情況選用不同粒徑和級配磨圓度較好的硅質砂、礫石為主的濾料進行填充。

（8）填礫厚度。滿足規(guī)范要求，填礫厚度不小于75mm、150mm。

（9）管外封閉。濾料頂部至井口段采用粘土球或粘土塊封閉3m～20m，上部剩余部分可用粘土填實。

（10）監(jiān)測站設置井口固定點標志，并測量井口固定點高程。校核水準點和基本監(jiān)測站固定點高程，從不低于國家三等水準點或基本水準點按四等水準測量標準監(jiān)測。

5　地下水自動測報系統(tǒng)及信息系統(tǒng)建設

（1）地下水自動測報系統(tǒng)

地下水自動監(jiān)測測報系統(tǒng)是一個應用于地下水監(jiān)測領域的大型系統(tǒng)，它通過地下水自動監(jiān)測儀（簡稱監(jiān)測儀）實時采集地下水的水位和水溫數(shù)據(jù)，利用GSM無線通信方式將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測主站（簡稱主站），主站通過對數(shù)據(jù)的匯集、加工和整理生成各種監(jiān)測數(shù)據(jù)列表、報表和曲線圖等。地下水自動監(jiān)測測報系統(tǒng)由監(jiān)測主站和若干套地下水自動監(jiān)測儀組成。監(jiān)測儀完成數(shù)據(jù)的采集，主站完成數(shù)據(jù)的處理，主站和監(jiān)測儀通過數(shù)據(jù)通訊設備完成數(shù)據(jù)交換。監(jiān)測儀按設定的時間間隔或主站的命令將采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊設備發(fā)送到主站，由主站完成數(shù)據(jù)的處理。

（2）地下水監(jiān)測信息中心

地下水監(jiān)測信息中心主要負責自動監(jiān)測站和普通監(jiān)測站的信息的匯總、分析、入庫、發(fā)布等工作，普通監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)由各市（區(qū)）通過網(wǎng)絡許可密碼登陸方式，入庫上報監(jiān)測數(shù)據(jù)，中心可定時接收和隨時索要各分站或數(shù)據(jù)采集終端數(shù)據(jù)，進行實時顯示和信息處理。建立地下水數(shù)據(jù)庫，實施地下水監(jiān)測資料的圖、文、信息及其它有關資料的管理；實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的轉存，恢復、檢索、修改、編輯及維護等功能；對地下水動態(tài)變化進行監(jiān)視、分析并以圖或表形式顯示；通過通報、簡報、公報、網(wǎng)絡等各種方式進行發(fā)布。

6　站網(wǎng)工程實施保障措施

（1）建立穩(wěn)定可靠的投入機制

地下水監(jiān)測工作屬社會公益事業(yè)，落實監(jiān)測經(jīng)費是工作運行、發(fā)展的前提和保證。陜西省地下水監(jiān)測管理工作實行條塊結合，以塊為主的管理機制，各級業(yè)務管理部門所需經(jīng)費，按照隸屬關系由同級財政安排解決。

（2）加強地下水監(jiān)測建設管理

實行堅強有力的領導是搞好地下水監(jiān)測建設管理工作的決定性因素。地下水監(jiān)測工作是延安市經(jīng)濟和社會發(fā)展不可缺少的組成部分，是水利部門負擔的一項重要的基本工作。各級水利部門對這項工作只能加強，不能削弱。要從資源水利的高度，充分認識地下水監(jiān)測建設管理的重要意義，加強對這項工作的領導，要落實專門機構和人員從事監(jiān)測工作，保持機構、人員相對穩(wěn)定，理順業(yè)務管理關系。延安市水資源貧乏且時空分布不均，決定了延安市水資源供需矛盾是尖銳的、長期的。要緩解延安市水資源不足對經(jīng)濟、社會發(fā)展的制約影響，地下水資源的充分開發(fā)和永續(xù)利用，監(jiān)測工作有著極其重要的作用。地下水監(jiān)測工作作為地下水資源開發(fā)利用、管理保護的前期基礎。其必須性和重要性是不容置疑的。為了使這項工作長期健康發(fā)展，必須采取有力措施予以保證。

（3）加強地下水監(jiān)測測報設施設備的運行管理

保持地下水監(jiān)測設施設備正常運行，是搞好地下水監(jiān)測工作的基礎。地下水監(jiān)測點多面廣，設施設備的運行管理工作是地下水監(jiān)測工作的一個重要環(huán)節(jié)。各級監(jiān)測業(yè)務管理部門要強化行業(yè)管理，切實履行好自己的職責，搞好設施設備的運行管理工作。要完善規(guī)章制度，加強監(jiān)測運行維護和檢測檢查，依法保護監(jiān)測設施，加強業(yè)務培訓和檢測研究，不斷提高業(yè)務水平和服務質量。要注意研究解決工作中出現(xiàn)的新問題，促進地下水監(jiān)測事業(yè)健康發(fā)展。

7　結語

地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)站建設是通過建設專用的監(jiān)測井，安裝監(jiān)測設備，在一定的監(jiān)測周期內(nèi)，利用專業(yè)儀器對區(qū)域深層承壓水、基巖孔隙裂隙水進行監(jiān)測，收集監(jiān)測地下水水位、水質、水溫等水文監(jiān)測參數(shù)，對參數(shù)信息進行綜合分析研究，掌握地下水動態(tài)變化，進行地下水的水情預測、預報。通過地下水動態(tài)監(jiān)測，嚴密監(jiān)視地下水情的變化，提供準確水情信息，通過預測、評估可調(diào)劑的地下水量，削減抗旱需水“峰荷”，緩解旱情，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟建設服務。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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