李 慶，徐大富，李洪濤，馮 琪，王 丹

(1.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059；2.湖南省自然資源事務(wù)中心，湖南 長沙 410004 )

1 湖南省地下水監(jiān)測歷史

湖南省地下水監(jiān)測工作最早開始于20世紀(jì)70年代的韶山市，從第一個(gè)地下水監(jiān)測站點(diǎn)建立，至今已有50年歷史[1]。1984年湖南省成立省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，先后在長沙、湘潭和岳陽等6個(gè)城市開展了地下水水位、水溫、氣溫、水量、水質(zhì)等常規(guī)項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作。2012年在益陽市建立省內(nèi)第一個(gè)地下水在線監(jiān)測平臺(tái)，用于水位、水溫自動(dòng)化監(jiān)測。2013年將省二〇三發(fā)射臺(tái)的機(jī)井作為省內(nèi)地下水水質(zhì)在線監(jiān)測的首個(gè)試點(diǎn)，開啟湖南水質(zhì)在線監(jiān)測的新篇章。截至2013年底，全省陸續(xù)建設(shè)了地下水水位、泉流量以及地下水水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測井共107個(gè)，主要集中在長沙、湘潭、邵陽、岳陽、益陽和郴州6個(gè)城市。2015年6月，國家地下水監(jiān)測工程正式啟動(dòng)，同年7月，湖南省正式開展國家級(jí)地下水監(jiān)測站點(diǎn)布設(shè)工作[1-2]。隨著國家地下水監(jiān)測工作順利實(shí)施，省級(jí)地下水監(jiān)測中心和信息節(jié)點(diǎn)在長沙市省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站布設(shè)成功，14個(gè)市(州)的地市節(jié)點(diǎn)也陸續(xù)布設(shè)完成。2017年，益陽市在城區(qū)建設(shè)省內(nèi)首個(gè)礦泉水資源在線監(jiān)測示范工程。自此，湖南省地下水監(jiān)測工作步入了特殊地下水自動(dòng)化監(jiān)測研究領(lǐng)域。截至2018年，國家地下水監(jiān)測工作順利完成并投入運(yùn)行使用，至此湖南省地下水監(jiān)測站點(diǎn)已達(dá)306個(gè)，基本覆蓋全省14個(gè)市(州)[3-4]。

圖1 湖南省水文地質(zhì)單元區(qū)劃圖

2 水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐?/h2>

水文地質(zhì)單元指具有同一的地層演化史、構(gòu)造演化史和水化學(xué)演化史的區(qū)域。同一水文地質(zhì)單元內(nèi)的地層沉積在時(shí)間和空間上是連續(xù)的，具有統(tǒng)一的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，具有統(tǒng)一的滲流場和化學(xué)場。本次水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐忠缘貙诱共紴榛竟羌?，以深大斷?帶)為重要分界線。在滿足同一水文地質(zhì)單元基本處于同一構(gòu)造單元內(nèi)，同時(shí)具有同一的構(gòu)造演化史和相對獨(dú)立、完整的地下水循環(huán)演化體系的條件下，以慈利-保靖、溆浦-靖州、公田-灰湯-新寧、連云山-衡陽-零陵、茶陵-郴州、桂東-汝城6條深大斷裂作為單元邊界，將湖南省劃分為8個(gè)一級(jí)水文地質(zhì)單元，以Ⅰ～Ⅷ序號(hào)表示[5]。其中洞庭湖盆地為第四系松散巖類孔隙含水層系統(tǒng)，具有獨(dú)立的水動(dòng)力場和水化學(xué)場，為一個(gè)單獨(dú)的水文地質(zhì)單元。水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐忠妶D1、表1。

表1 湖南省水文地質(zhì)單元

在劃分出獨(dú)立完整的水文地質(zhì)單元的基礎(chǔ)上，對湖南省現(xiàn)有地下水監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)的合理性進(jìn)行分析，診斷現(xiàn)存的監(jiān)測體系是否能完整反映湖南省水文地質(zhì)單元的地下水動(dòng)態(tài)規(guī)律。

3 地下水監(jiān)測現(xiàn)狀

湖南省目前已建成地下水監(jiān)測站點(diǎn)306個(gè)，其中國家級(jí)監(jiān)測站點(diǎn)226個(gè)，省級(jí)監(jiān)測井66個(gè)，地區(qū)級(jí)監(jiān)測井14個(gè)，覆蓋全省14個(gè)市(州)、7大水文地質(zhì)單元。各市(州)及各水文地質(zhì)單元監(jiān)測站統(tǒng)計(jì)情況見表2和表3。

表2 各市(州)地下水監(jiān)測站點(diǎn)分布情況

表3 各水文地質(zhì)單元地下水監(jiān)測站點(diǎn)分布情況

3.1 洞庭湖水文地質(zhì)單元(Ⅰ)

洞庭湖水文地質(zhì)單元內(nèi)的洞庭湖為全國第二大淡水湖，湖南最大的濕地，也是最大的生態(tài)環(huán)境保護(hù)區(qū)，地下水資源豐富，主要含水層為第四系松散堆積物孔隙含水層，分布廣、埋藏淺、厚度大，開發(fā)利用程度高。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井54個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè))，主要分布在岳陽市、常德市、益陽市。按監(jiān)測地層分，有新生代地層監(jiān)測點(diǎn)53個(gè)，元古代地層監(jiān)測點(diǎn)1個(gè)。單元內(nèi)地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.26個(gè)/100km2，空間分布較均勻。

3.2 龍山-桑植-石門水文地質(zhì)單元(Ⅱ)

龍山-桑植-石門水文地質(zhì)單元主要含水層為碳酸鹽巖巖溶含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井22個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)4個(gè))，主要分布在張家界市、常德市、湘西自治州。按監(jiān)測地層分，有中生代地層監(jiān)測站點(diǎn)2個(gè)，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè)，早古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)17個(gè)。單元內(nèi)地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.12個(gè)/100km2。

3.3 鳳凰-沅陵-桃源水文地質(zhì)單元(Ⅲ)

鳳凰-沅陵-桃源水文地質(zhì)單元主要含水層為碎屑裂隙孔隙含水層和變質(zhì)巖裂隙含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井13個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)2個(gè))，主要分布在懷化市、湘西自治州、常德市。按監(jiān)測地層分，有中生代地層監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè)，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè)，早古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)6個(gè)，元古代地層監(jiān)測站點(diǎn)1個(gè)。地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.04個(gè)/100km2。

3.4 通道-新化-桃江水文地質(zhì)單元(Ⅳ)

通道-新化-桃江水文地質(zhì)主要含水層為碳酸鹽巖巖溶含水層、巖漿巖裂隙含水層、變質(zhì)巖裂隙含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井12個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè))，主要分布在益陽市、邵陽市、婁底市及長沙市。按監(jiān)測地層分，有新生代地層監(jiān)測站點(diǎn)1個(gè)，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)5個(gè)，元古代地層監(jiān)測站點(diǎn)6個(gè)。地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.03個(gè)/100km2。

3.5 東安-湘鄉(xiāng)-平江水文地質(zhì)單元(Ⅴ)

東安-湘鄉(xiāng)-平江水文地質(zhì)主要含水層為碳酸鹽巖巖溶含水層、巖漿巖裂隙含水層、變質(zhì)巖裂隙含水層、紅層碎屑巖類裂隙孔隙含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井89個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)6個(gè))，主要分布在長沙市、湘潭市、邵陽市及婁底市。按監(jiān)測地層分，有新生代地層監(jiān)測站點(diǎn)42個(gè)，有中生代地層監(jiān)測站點(diǎn)17個(gè)，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)26個(gè)，元古代地層監(jiān)測站點(diǎn)4個(gè)。地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.26個(gè)/100km2。

3.6 江永-衡南-瀏陽水文地質(zhì)單元(Ⅵ)

江永-衡南-瀏陽水文地質(zhì)主要含水層為碳酸鹽巖巖溶含水層、紅層碎屑巖類裂隙孔隙含水層、巖漿巖裂隙含水層、變質(zhì)巖裂隙含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井104個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)3個(gè))，主要分布在株洲市、郴州市、衡陽市、長沙市、永州市及湘潭市。按監(jiān)測地層分，有中生代地層監(jiān)測站點(diǎn)44個(gè)，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)47個(gè)，元古代地層監(jiān)測站點(diǎn)11個(gè)，巖漿巖監(jiān)測站點(diǎn)2個(gè)。地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.22個(gè)/100km2。

3.7 宜章-資興-炎陵水文地質(zhì)單元(Ⅶ)

宜章-資興-炎陵水文地質(zhì)主要含水層為碳酸鹽巖巖溶含水層、巖漿巖裂隙含水層、變質(zhì)巖裂隙含水層。單元內(nèi)布設(shè)地下水監(jiān)測井12個(gè)(包含水質(zhì)監(jiān)測站點(diǎn)2個(gè)，泉流量站點(diǎn)1個(gè))，主要分布在郴州市。按監(jiān)測地層分，晚古生代地層監(jiān)測站點(diǎn)12個(gè)。地下水長期監(jiān)測點(diǎn)密度達(dá)0.09個(gè)/100km2。

3.8 汝城-桂東水文地質(zhì)單元(Ⅷ)

汝城-桂東水文地質(zhì)單元主要含水層為巖漿巖裂隙含水層、變質(zhì)巖裂隙含水層。單元內(nèi)未布設(shè)地下水監(jiān)測井。

4 存在問題

(1)監(jiān)測站點(diǎn)覆蓋不足?，F(xiàn)有地下水監(jiān)測站網(wǎng)雖然實(shí)現(xiàn)了14市(州)的全覆蓋，但未實(shí)現(xiàn)8個(gè)水文地質(zhì)單元主要含水層的全覆蓋，大部分水文地質(zhì)單元的監(jiān)測密度不能很好地滿足區(qū)域控制要求。且監(jiān)測站點(diǎn)主要布設(shè)在城區(qū)，監(jiān)測資料無法完整準(zhǔn)確地反映整個(gè)水文地質(zhì)單元地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的問題。

(2)監(jiān)測信息時(shí)效性差。全省地下水監(jiān)測具體工作由湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站與14市(州)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站共同承擔(dān)，但僅設(shè)有總站一個(gè)數(shù)據(jù)信息節(jié)點(diǎn)，無法及時(shí)把數(shù)據(jù)傳輸至14個(gè)市州地環(huán)站，市(州)站無法及時(shí)接收監(jiān)測信息，實(shí)時(shí)掌控地下水動(dòng)態(tài)并做出相應(yīng)預(yù)測預(yù)警。

(3)監(jiān)測井保護(hù)壓力大。大部分地下水監(jiān)測井分布在城區(qū)，易受城市建設(shè)威脅。2018年郴州市區(qū)

一九八醫(yī)院監(jiān)測井因城市建設(shè)報(bào)廢，株洲市區(qū)3個(gè)監(jiān)測井和湘潭市區(qū)1個(gè)監(jiān)測井因城市建設(shè)而受到破壞，城市監(jiān)測井保護(hù)壓力大。此外，由于自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備故障頻率高，監(jiān)測井缺乏后期維護(hù)而導(dǎo)致井孔淤堵嚴(yán)重，致使監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)缺失、不連續(xù)的情況，數(shù)據(jù)數(shù)量和質(zhì)量大幅降低。

5 建議

(1)增設(shè)地下水監(jiān)測站點(diǎn)。以本文劃分的8個(gè)水文地質(zhì)單元為基礎(chǔ)，基于全面布設(shè)、突出重點(diǎn)的布設(shè)原則，針對單元內(nèi)未布設(shè)監(jiān)測站點(diǎn)的主要含水層建立新的監(jiān)測井孔，以便收集單元內(nèi)相關(guān)含水層完整、長期、連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料，從而更精確地掌控單元內(nèi)整個(gè)地下水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

(2)完善地下水監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。在各市州增設(shè)多個(gè)信息節(jié)點(diǎn)，以保證地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、處理、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、共享一體化，確保湖南省地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)信息傳輸管理協(xié)同高效運(yùn)行。

(3)加強(qiáng)地下水監(jiān)測井保護(hù)力度。城市建設(shè)應(yīng)盡量避開地下水監(jiān)測井的布設(shè)位置，或加大監(jiān)測井范圍內(nèi)的保護(hù)力度，定期維護(hù)和清理各監(jiān)測井，保障現(xiàn)有監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。