衡水市地下水監(jiān)測歷史及現(xiàn)狀分析

【摘要】衡水市位于河北省中南部平原區(qū)，工農(nóng)業(yè)主要靠開采深層地下水，屬嚴(yán)重超采區(qū)。地下水動態(tài)監(jiān)測具有認(rèn)識和掌握地下水動態(tài)變化特征，科學(xué)評價地下水資源，制定合理開發(fā)利用與有效保護措施，防治地下水生態(tài)環(huán)境等問題的重要意義。隨著社會的發(fā)展，地下水監(jiān)測的方法和技術(shù)也在不斷發(fā)展。通過對衡水市地下水動態(tài)監(jiān)測的方式方法、歷史沿革及變化發(fā)展分析，展望衡水市地下水動態(tài)監(jiān)測的良好發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】地下水動態(tài)監(jiān)測；站網(wǎng)；自動化；功能

1、衡水市概況

衡水地處華北平原，位于河北省東南部，東與山東德州毗鄰，省內(nèi)與邢臺、石家莊、保定、滄州接壤，東徑115°10′～116°34′與北緯37°03′～38°23′之間，南北最長距離為125.3km，東西最寬距離為98.1km，衡水市行政區(qū)域面積8815km2。衡水市東南隔衛(wèi)運河與山東省相望，東面、北面與滄州市、保定市相鄰，西面、南面與石家莊、邢臺接壤。

衡水市為平原區(qū)，地勢平坦。東部海拔高度（黃海）28.0～12.0m，西部海拔30.0～12.0m。地貌為沖洪積、沖湖積平原區(qū)。衡水市土壤大多為壤土、沙壤土、粘性土，適應(yīng)于多種農(nóng)作物的生長。

2、地下水動態(tài)監(jiān)測的意義

地下水動態(tài)監(jiān)測是一項長期的基礎(chǔ)性、公益性技術(shù)工作，是認(rèn)識和掌握地下水動態(tài)變化特征，科學(xué)評價地下水資源，制定合理開發(fā)利用與有效保護措施，防治地下水生態(tài)環(huán)境等問題的重要基礎(chǔ)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)供水、環(huán)境保護以及抗旱減災(zāi)過程中發(fā)揮了積極的作用。

衡水市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)了地下水水位大幅度下降、局部地區(qū)出現(xiàn)降落漏斗、含水層疏干等水環(huán)境問題。目前，衡水市水利投入嚴(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。

衡水市地表水質(zhì)較差，難以利用，僅石津灌區(qū)受上游來水，可以作為灌溉應(yīng)用。2014年地表水供水量為2.3億m3，用水量為2.3億m3。

2014年全市供水總量為161822.55萬m3，其中地下水開采量為136684.14萬m3、占總供水量的84.5%，地表水供水量為23416.33萬m3、占總供水量的14.5%，外調(diào)及污水回用水量為1722.08萬m3、占總供水量的1.0%。

在地下水供水量中，深層地下水供水量為93405.48萬m3，占地下水總供水量的68.3%，淺層淡水和微咸水供水量分別為38147.68萬m3和5130.99萬m3，分別占地下水總供水量的27.9%和3.8%。

因此，地下水動態(tài)監(jiān)測對于衡水市的社會可持續(xù)發(fā)展尤為重要。

衡水市地下水垂向上劃分為四個含水組，第一含水組為潛水，俗稱淺層地下水；第二、三、四含水組為承壓水，俗稱深層地下水（詳見圖一）。

3、衡水市地下水動態(tài)監(jiān)測發(fā)展過程

3.1 歷史及現(xiàn)階段站網(wǎng)狀況

我國的地下水監(jiān)測起步于上世紀(jì)50年代，衡水市地下水動態(tài)監(jiān)測起自上個世紀(jì)80年代，當(dāng)時共有監(jiān)測站176個，均為淺層地下水動態(tài)監(jiān)測站，為農(nóng)業(yè)灌溉服務(wù)的基礎(chǔ)上建立起來的，主要監(jiān)測農(nóng)村淺層地下水。隨著社會發(fā)展，深層地下水逐步開發(fā)利用，到1988年開始監(jiān)測深層地下水動態(tài)，共設(shè)立99個淺層地下水監(jiān)測站，72個深層地下水監(jiān)測站。

目前，衡水市共有地下水監(jiān)測站122個，其中，深層地下水監(jiān)測站62個，淺層地下水監(jiān)測站60個。均為人工監(jiān)測站點，均采用生產(chǎn)井。生產(chǎn)井觀測受季節(jié)性開采和抽水的影響較大，達不到監(jiān)測規(guī)范技術(shù)要求，不能完全反映真實的地下水資源狀況，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性差。為滿足科學(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，防治地質(zhì)災(zāi)害，保護地質(zhì)環(huán)境提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。同時為水資源可持續(xù)利用，實現(xiàn)最嚴(yán)格的水資源管理制度，防治地質(zhì)災(zāi)害，保護生態(tài)環(huán)境，地下水實現(xiàn)的自動化監(jiān)測迫在眉睫。

3.2 建設(shè)中的站網(wǎng)狀況

為適應(yīng)社會發(fā)展需要，2015年衡水市實施水資源監(jiān)控能力建設(shè)項目，以實現(xiàn)衡水市地下水動態(tài)的自動監(jiān)測。該項目共布設(shè)地下水監(jiān)測站254處，其中淺層地下水84處，深層地下水監(jiān)測站173處?？傔M尺66810米。全部為專用井，用以監(jiān)測衡水市的地下水動態(tài)變化。地下水監(jiān)測井結(jié)構(gòu)設(shè)計按照以《地下水監(jiān)測站建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（SL360-2006）及《地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)范》有關(guān)要求，通過對已有水文地質(zhì)基礎(chǔ)資料的分析研究，了解和掌握地下水監(jiān)測目標(biāo)含水層（組）的厚度、巖性特征、埋藏條件、多年地下水動態(tài)變化規(guī)律以及地下水水質(zhì)的腐蝕性能等方面情況，并以此作為依據(jù)建設(shè)。目前，該項目正在建設(shè)驗收中。

地下水動態(tài)監(jiān)測方式全部選擇自動監(jiān)測自動傳輸方式。采用壓力式水位水溫一體化傳感器。具備能定時采集監(jiān)測站的地下水位、水溫數(shù)據(jù)；以固態(tài)存儲方式在站記錄測得的數(shù)據(jù)，可以在現(xiàn)場人工讀??；可暫存一個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)，每天傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)并能實時召測；以定時自報方式自動將采集的數(shù)據(jù)通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到衡水市水資源監(jiān)測中心和省水資源監(jiān)測中心；具有電源告警功能和一定的故障自診斷功能。

3.3 即將建設(shè)實施的站網(wǎng)狀況

2016年，國家地下水監(jiān)測工程衡水部分即將實施，該項目將建設(shè)地下水監(jiān)測站117處，其中淺層地下水52處，深層地下水監(jiān)測站65處，其中水質(zhì)站44個，水質(zhì)站依附于水位站進行建設(shè)，占水位站總數(shù)的37.6%?？傔M尺13340米。站點布置堅持重點監(jiān)測與區(qū)域控制相結(jié)合，對超采區(qū)、生態(tài)修復(fù)區(qū)、漏斗區(qū)、城市建成區(qū)以及鹽堿化區(qū)、污染區(qū)等特殊類型區(qū)的監(jiān)測站網(wǎng)進行重點建設(shè)，對生態(tài)環(huán)境保護區(qū)等進行重點監(jiān)測。

建成后擁有衡水市級分中心一個，承擔(dān)轄區(qū)內(nèi)地下水監(jiān)測站的運行、維護和管理，水質(zhì)站水樣的采集與分析，流量站的巡測，接收由省級監(jiān)測中心分發(fā)本轄區(qū)的地下水信息，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，進行資料校核和整編，并將年度整編成果上交省級監(jiān)測中心。地下水監(jiān)測站將水位、水溫、水質(zhì)等自動采集信息通過GPRS信道發(fā)送到省級監(jiān)測中心；省級監(jiān)測中心將數(shù)據(jù)存入本級數(shù)據(jù)庫，同時通過國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)分別傳輸?shù)絿业叵滤O(jiān)測中心和地市級分中心。

自動化監(jiān)測站網(wǎng)建成后，衡水市將實現(xiàn)全區(qū)域的自動化地下水動態(tài)監(jiān)測，覆蓋現(xiàn)有的人工監(jiān)測站網(wǎng)，落后的監(jiān)測手段將退出歷史舞臺，先進的技術(shù)設(shè)備將取而代之。

自動監(jiān)測項目建設(shè)完成后，衡水市地下水監(jiān)測站密度淺井將由6.8站/1000km2變?yōu)?5.4站/1000km2，深井由7.0站/1000km2變?yōu)?6.7站/1000km2。符合并超過了淺層地下水監(jiān)測密度在《地下水監(jiān)測規(guī)范》SL183-2005規(guī)定的沖洪積平原中等開采區(qū)4-10眼/1000km2的站網(wǎng)密度范圍內(nèi)，深層地下水監(jiān)測密度接近超采區(qū)要求8-14站/1000km2的規(guī)定。

3.4 自動化檢測的優(yōu)點

1.人工5日觀測一次，監(jiān)測頻率較低，而自動化監(jiān)測設(shè)備可以每日上傳兩次數(shù)據(jù)至平臺，監(jiān)測頻率高，并且可以實時提取數(shù)據(jù)，掌握即時動態(tài)。

2.人工監(jiān)測站網(wǎng)借用生產(chǎn)井，造成站網(wǎng)不穩(wěn)定，而自動化監(jiān)測站網(wǎng)全部采用專用井，保證了站網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.人工監(jiān)測多委托當(dāng)?shù)鼐用裼^測，沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)及測具的誤差導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在不準(zhǔn)確性，而自動監(jiān)測站網(wǎng)全部采用最先進的一體化壓力式監(jiān)測設(shè)備，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

4.自動化監(jiān)測站網(wǎng)布設(shè)更加均勻，密度更大，便于收集各個地區(qū)的地下水動態(tài)信息見表一。

4、建議

建議水資源監(jiān)控能力站網(wǎng)建設(shè)和國家站網(wǎng)建設(shè)項目完成后進行平臺整合，將兩個系統(tǒng)合二為一，統(tǒng)一操作管理，將更便于數(shù)據(jù)的提取與整理分析，也節(jié)省了硬件的維護投資及減少運行管理人員。

地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)的建成，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益。對全市水資源優(yōu)化配置、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，工業(yè)發(fā)展布局，城市發(fā)展規(guī)劃，生態(tài)環(huán)境建設(shè)等具有戰(zhàn)略指導(dǎo)意義。為衡水市綠色發(fā)展、高端發(fā)展、率先發(fā)展，奮力打造河北環(huán)津京新增長極戰(zhàn)略突破口提供強有力的支撐和保障。

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作者簡介：張學(xué)知（1982-），女，河北衡水人，高級工程師，主要從事水文水資源分析與評價等方面工作。