区域地下水监测网规划研究

1. 区域基本情况

呼图壁县位于新疆维吾尔自治区中北部, 地理坐标为东经86°5′-87°8′、北纬43°7′-45°20′之间。南以天山分水岭与巴音郭楞蒙古自治州的和静县交界, 北至古尔班通古特沙漠中心与塔城地区的和布克赛尔县接界, 东邻昌吉市, 西接玛纳斯县。全县南北长258公里, 东西最大宽度52公里, 总面积9721.6平方公里。根据第二次国土调查, 南部天山山地、丘陵区域为3559.9km2, 占县域面积的34.71%;中部平原区域4058.3km2, 占县域面积39.58%;北部沙漠区域2636.48km2, 占县域面积的25.71%。

自1982年建立监测井网, 原有地下水动态基本监测孔34眼。监测井主要集中在广大的山区冲洪积扇倾斜平原上, 即乌伊公路南北数十公里范围内, 地下水开发地主要集中在这一地区, 34眼观测孔基本上控制了农业四乡镇井灌区的面积。据计算, 呼图壁县地下水动态监测孔控制区域东西约40km, 南北约20 km, 总面积约800km。

2. 现有地下水监测站网存在的问题

通过实地调查34监测站的运行、管理、维护情况, 收集到其规划、设计资料, 通过对调查结果和资料的分析、研究发现, 一是现有监测站布设密度小、控制的面积小。呼图壁河流域布设的现有监测站网, 由于当时监测的目的主要是研究灌区水位变化特征, 因此注重线上的控制, 小面积的控制, 其与规范要求的地下水监测站网的功能相比较小, 监测的侧重点也不同。由于34处 (包括已废监测井) 监测站分布在2大流域 (呼图壁河流域、军塘湖河流域) , 其布设密度与规范要求也差距较大, 不能完全掌握整个呼图壁地区的地下水动态信息;二是监测井设计深度小。统计现有34眼监测井的成井深度可知, 其成井深度都较小, 最大的井深180m, 最小的只有60m, 这与当时设站监测的目的是一致的, 即监测浅层潜水水位变化特征。但现有井深与规范要求的地下水基本监测站的设计深度相差较大, 且现有监测井因为井深的原因而淤积报废的不在少数。规范要求地下水基本监测井的深度, 当地下水监测目标含水层 (组) 为潜水, 其厚度不大于30m时, 应凿穿整个含水层 (组) , 大于30m时, 应凿至多年最低水位以下10m;三是采用农灌井和委托观测方式, 不能保证监测精度。现有监测站有相当一部分采用农民的农灌井作为监测井, 且采取委托井主观测的方式, 一个季度收集一次监测资料, 不能保证监测精度。其一, 农灌井多为当地农民的生产生活井, 不是专用监测井;二是委托观测且一季收集一次资料, 无法避免漏测、伪测情况的发生, 且部分监测资料存在不连续的现象;四是监测的频次和日期与规范要求不符。地下水监测规范要求, 采用人工观测方式且观测条件困难时, 可采用10日制观测频次, 观测的日期为每月的6、16、26日。现有监测站也采用10日制观测频次, 但观测的日期为每月的5、15、25日, 与规范要求不符;五是监测项目不全、监测手段落后。目前, 监测站监测的项目有水位、水质两项, 且水质分析的参数数量较少, 与规范要求的基本监测站网监测项目相比, 缺少水温、开采量的监测值, 因此反映的监测区地下水动态不完整。目前现有的监测值均采取人工方式观测, 监测人员培训、测具的检定工作缺失, 保证不了监测工作实时、有效、高精度地完成;六是专业技术人员缺乏, 资料整编简陋。地下水动态监测及成果分析是专业性较强的工作, 应有具备水文地质专业知识或相近专业的人员完成, 否则不能发现监测中存在的问题, 从监测资料分析得到的成果也简单, 导致监测成果不能指导地下水的开发利用与保护工作;七是监测业务各自为阵, 不能发挥监测成果的指导性。目前, 存在地下水监测业务的部门有3个 (州国土资源局、县水利局、兵团水利局) , 各部门监测业务各自为阵, 没有资料的汇总处理、分析、保存及上报单位, 没有全地区地下水动态监测成果月、季、年报, 可以说是体制不顺、责任不明, 不能不能发挥监测成果的地区指导性;八是没有测报制度。地下水动态监测工作的目的之一, 就是在掌握地下水动态信息的基础上, 及时发现、解决地下水开发利用中存在的问题。如:何地发生了地下水水位的大幅下降, 何处发生了地下水水质的恶化等;出现这些问题时, 根据严重程度如何上报政府主管部门, 这些都是需要测报制度来规范的。目前, 尚未发现有监测单位制定应有的测报制度, 也就使政府主管部门对于地区地下水的开发利用状况无法全面掌握。

3. 建议完善监测网规划

由于地下水与地表水之间存在密切空间水量转化, 这就要求地下水监测井应做到与地表水监测站统一规划。按监测站点布置规范要求, 地下水监测站网规划应在地下水类型区、开采强度、监测站分类的基础上进行, 因此呼图壁县地下水监测站网规划和建设, 应先对县域地下水类型、开采强度、进行分区, 按照分区结果, 规划不同类别的地下水监测点。从而可以以最少的投资、最合理的布局, 获得尽可能多的监测资料。

一是合理布设监测站;根据初步确定的规划区范围山前丘陵区至北部沙漠荒漠区, 工作的重点在呼图壁河、军塘湖河流域山前冲洪积平原区, 为较全面掌握这2个区域的地下水动态, 应做到在平面上点、线、面结合, 即监测站的布局形式应以梅花型网格状分布 (由原来的34眼增加至65眼) , 每个监测站为网络中的一个节点, 几个节点的连线在垂直和平行地下水流向上应监测浅层、承压水分明, 尽可能做到一点多用, 即监测成果不但能为地区地下水开发与管理提供科学依据, 也能为地区地下水资源评价模型的建立等等目的服务;

二是兼顾与流域地表水水文监测站的统一规划与配套监测;充分利用现有资源, 采用与已建的山洪、雨情采集系统数据平台统一设计, 尽可能减少重复投资。地下水自动监测系统规划必须根据地下水监测系统当前需要解决的工作任务和地下水长远预报、漏斗区域测控建设为目标、任务, 在基础数据统计、科学布设的基础上划定地下水自动监测系统功能应用和建设规模及GIS技术要求;根据规划建设的地下水监测工程建设性质和要求, 规划的水位、水温监测站, 应全部采用性能和技术指标符合规划区自然条件的自动化监测系统;

三是地下水基本水位监测站的布设方法应符合规定;针对同一水系水文地质单元的地下水开发利用目标含水层组 (浅层水、承压水) , 分别布设开采量基本监测站。在同一地质单元类型区内的各开采强度分区, 应分别选择1-2组有代表性的生产井, 布设开采量监测井;每组井群的分布面积宜控制在5~10km2, 每组井群开采量基本监测站数不宜少于5个;特殊类型区 (混合灌区、不同水系灌区) 内的生产井, 均应作为开采量基本监测井。

水质监测站布设应符合水环境监测规范 (SL219-98) 的相关要求, 在平面布局上应能反映呼图壁河、军塘湖河流域山前平原区, 垂直和平行地下水流向上的地下水水质变化特征;水质基本监测站宜从规划区经常使用的生活井、灌溉井中选择;水质监测站的建设分布密度, 应控制在同一类型区域内10%左右选取, 地下水污染区和地下水水化学成分复杂的区域应适当加密监测站点。

4. 监测站点的管理

通过地下水监测站网规划工作, 规划区的地下水资源开发利用与保护等工作也将进入一个崭新的阶段。总结新疆以往的地下水开发经验和教训, 规划区在今后的地下水利用当中, 应当特别注意以下几个方面的工作。

一是建立健全地下水资源管理机构;现有的一些机构, 其职责多偏重在开发利用方面, 管理的职能不够明确, 建议在县、乡水管站体制原有的地表水管理基础上, 明确增加对地下水资源的执法管理职能, 将地下水资源开发、利用工作纳入到日常水管工作中, 形成地表水与地下水的统一管理。

二是建立县级区域地下水资源开发、利用、监测、管理档案;由于乡镇水利管理部门对地表水资源在调度和使用上已形成了一套完整的管理体系, 今后地下水资源在开发利用中也应与地表水资源一样建立严格的管理体系或信息系统, 例如地下水是由单个井 (取水工程) 完成开发利用的, 应对单井的地质、工程、计量资料建立完善的档案。

三是各级水行政主管部门都应重视地下水水位、水温、水质的动态监测工作;地下水动态监测工作是水资源评价及生态环境评价不可缺少的基础性工作, 各级政府要每年从水资源管理费用中单独划拨一部分资金用于地下水监测、维护工作的开展, 为今后本区域的地下水资源管理和评价奠定良好基础。

摘要：地下水动态监测是为地下水资源评价、生态环境的保护、机电井的建设和管理、防止土壤盐碱化以及国土整治提供科学依据的重要工作。随着新疆工、农业生产和经济建设的飞速发展, 地下水开采量有增无减, 地下水开采及补给在部分地区出现失调现象, 供需矛盾日益突出, 这将对国家战略发展工农业生产的发展和经济建设产生不良影响。所以研究和探讨地下水动态变化运转规律, 合理使用新技术, 规划监测网, 对水资源保护有着非常重要的现实意义。

关键词：地下水,监测规划,研究