日照市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布設(shè)分析

周偉凱 董田豪 郭彥岐

（1.河北省石家莊水文勘測(cè)研究中心，河北 石家莊 050051；2.日照水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，山東 日照 276800）

0 引言

日照市位于魯東南黃海之濱、魯東丘陵區(qū)，背山面海，地勢(shì)中間高、兩邊低，略向東南傾斜。日照市的地下水監(jiān)測(cè)工作始于20 世紀(jì)80 年代，主要工作內(nèi)容為地下水變化監(jiān)測(cè)、區(qū)域供水勘察、水資源評(píng)價(jià)等。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，日照市地下水開(kāi)采量在一段時(shí)間內(nèi)呈跳躍式增長(zhǎng)，由局部超采引發(fā)的地下水水位下降、沿海地區(qū)海水入侵、水質(zhì)變差等問(wèn)題，引起社會(huì)強(qiáng)烈關(guān)注，因此，做好地下水各項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作十分重要。地下水監(jiān)測(cè)站具有規(guī)模小、點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)。只有科學(xué)、合理設(shè)置監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，采集的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息才具備良好的代表性。

1 日照市地下水資源現(xiàn)狀及利用情況

1.1 日照市地下水資源現(xiàn)狀

日照市地下水資源量4.92 億m，人均地下水資源占有量166.2 m，地下水資源模數(shù)9.2 萬(wàn)m/km，多年平均可開(kāi)采資源量3.33 億m（占地下水資源量的67.7%）。降水入滲是日照市地下水資源的主要補(bǔ)給源。結(jié)合區(qū)域地下水形成、賦存條件，日照市地下水資源可分為第四系松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和基巖裂隙水4 種。

第四系松散巖類孔隙水供水能力最強(qiáng)，最大單井涌水量1 000 ～3 000 m/d，主要分布于付疃河、繡針河流域中下游地區(qū)。碎屑巖類孔隙裂隙水最大單井涌水量100 ～1 000 m/d，分布于莒縣東部、五蓮縣西部及北部地區(qū)。碳酸鹽巖類裂隙巖溶水分布于莒縣北部地區(qū)，單井涌水量＜500 m/d。受地質(zhì)構(gòu)造因素影響，基巖裂隙水分布范圍最廣但水量小，供水能力不足，單井涌水量＜100 m/d，主要分布于東港區(qū)南部、莒縣東部、五蓮縣東部及南部。

1.2 日照市地下水資源利用情況

根據(jù)日照市水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)，2016—2020 年全市地下水年均供水量為15 097 萬(wàn)m，占供水總量的26.5%。在當(dāng)今嚴(yán)格控制地下水開(kāi)采的形勢(shì)下，日照市地下水供水比例呈逐年下降趨勢(shì)。在2016—2020年日照市地下水用水比例中，占比最大的是農(nóng)田灌溉用水，達(dá)到了60.3%；其次為居民生活用水，比例為19.7%；剩余用水項(xiàng)中，林牧漁畜用水占9.1%，城鎮(zhèn)公共用水占6.7%，工業(yè)用水占3.6%，生態(tài)環(huán)境用水占比最小（為0.5%），具體見(jiàn)表1。

表1 日照市2016—2020 年地下水供水量表 萬(wàn)m3

由表2 可知，在2016—2020 年區(qū)域用地下水量中，莒縣用水量最大，占日照市用水量的54.3%，主要用水項(xiàng)是農(nóng)業(yè)用水；嵐山區(qū)用水量最少，占日照市用水量的8.0%，主要用水項(xiàng)為居民生活用水。

表2 日照市2016—2020 年地下水分區(qū)域開(kāi)采量表 萬(wàn)m3

2 日照市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 站網(wǎng)現(xiàn)狀及管理體制

2.1.1 現(xiàn)有站點(diǎn)類型及分布。日照市現(xiàn)有各類地下水監(jiān)測(cè)站166 處。將其按行政區(qū)劃劃分，東港區(qū)最多，共110 處；五蓮縣最少，共3 處；嵐山區(qū)31 處；莒縣22 處。按設(shè)站目的、監(jiān)測(cè)方式、管理部門(mén)等劃分，沿海監(jiān)測(cè)站67 處，國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)站30 處，歸口水利局監(jiān)測(cè)站38 處、應(yīng)急管理局監(jiān)測(cè)站9 處、自然資源部地下水監(jiān)測(cè)站14 處，有人工觀測(cè)站8 處（見(jiàn)表3）。

表3 日照市現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站概況 處

2.1.2 管理體制。山東省水利廳水資源管理處負(fù)責(zé)全省地下水管理工作，山東省水文中心負(fù)責(zé)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)、資料收集、分析處理及整編刊印等工作。日照市地下水站網(wǎng)的建設(shè)與管理由日照市水利局相關(guān)業(yè)務(wù)科室負(fù)責(zé)，監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)、運(yùn)行維護(hù)管理業(yè)務(wù)由日照市水文中心相關(guān)業(yè)務(wù)科室負(fù)責(zé)，資料整編后上報(bào)山東省水文中心。

2.2 存在問(wèn)題

在站點(diǎn)分布上，日照市地下水監(jiān)測(cè)站主要分布在沿海地區(qū)，內(nèi)陸地區(qū)地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)比較稀疏，不能滿足揭示全市水文水循環(huán)規(guī)律、支撐地下水環(huán)境保護(hù)的需要。在分布密度上，五蓮縣設(shè)站密度最低，僅設(shè)置3 眼監(jiān)測(cè)井，尚不滿足水位監(jiān)測(cè)站0.004 眼/km的要求（按照中等開(kāi)采區(qū)要求）。在監(jiān)測(cè)層位上，現(xiàn)有站點(diǎn)監(jiān)測(cè)層位均為潛水且多為松散巖類孔隙水，未涉及承壓水。在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上，現(xiàn)有水位監(jiān)測(cè)站點(diǎn)166 處、水溫監(jiān)測(cè)站點(diǎn)13 處，尚未開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)。在測(cè)站的分類和性質(zhì)上，約1/3 為借用井，該部分監(jiān)測(cè)井容易受人為因素影響，時(shí)效性差，在一定程度上反映不了區(qū)域地下水概況。

3 日照市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)、布設(shè)原則及內(nèi)容

3.1 建設(shè)目標(biāo)

相關(guān)部門(mén)需按照揭示水文水循環(huán)規(guī)律、輔助地下水資源管理、支撐地下水環(huán)境保護(hù)等目的，結(jié)合現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)，充分利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施，建設(shè)一個(gè)集地下水動(dòng)態(tài)信息采集傳輸、分析處理及地下水信息服務(wù)于一體的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，依靠科學(xué)的分析方法，優(yōu)化站網(wǎng)布局，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)日照市地下水動(dòng)態(tài)的有效監(jiān)測(cè)，以及對(duì)供水水源地、重點(diǎn)地區(qū)地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支撐。

3.2 布設(shè)原則

日照市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布設(shè)原則主要有以下4個(gè)。一是明確定位、合理布局。以揭示水文水循環(huán)規(guī)律、輔助地下水資源管理、支撐地下水環(huán)境保護(hù)為目的，按照地下水測(cè)站的功能定位，科學(xué)評(píng)價(jià)、合理布局。二是統(tǒng)籌兼顧、突出重點(diǎn)。依據(jù)《地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)規(guī)程》（DZ/T 0133—1994）、《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 183—2005）等規(guī)范規(guī)程，充分考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各項(xiàng)涉水事務(wù)新需求，以水位監(jiān)測(cè)為重點(diǎn)，兼顧水溫、水質(zhì)等監(jiān)測(cè)要素，統(tǒng)籌規(guī)劃地下水站網(wǎng)布設(shè)。三是因地制宜、適度補(bǔ)充。充分利用相關(guān)部門(mén)可共享的站點(diǎn)資源，在整合現(xiàn)有測(cè)站資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行適度補(bǔ)充。四是技術(shù)引領(lǐng)、行業(yè)發(fā)展。規(guī)劃新建測(cè)站要堅(jiān)持以自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主，充分利用現(xiàn)代科技提高自動(dòng)化水平。

3.3 建設(shè)內(nèi)容

日照市地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容主要有以下4個(gè)。一是新建地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)35 處，其中莒縣15 處，五蓮縣 6 處，東港區(qū) 10 處，嵐山區(qū) 4 處。這35 處地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)層位為潛水，井深30 m，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為水位、水溫及水質(zhì)。二是對(duì)67 處沿海地下水井進(jìn)行改建，包括38 處沿海地下水井洗井和更換設(shè)備，29處沿海地下水井重新選址建設(shè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為水位及水質(zhì)，水溫監(jiān)測(cè)站自水質(zhì)基本站中選取，布設(shè)密度控制在同一區(qū)域水位基本監(jiān)測(cè)站的30%。三是提高監(jiān)測(cè)自動(dòng)化水平。各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)配置自動(dòng)采集設(shè)備，技術(shù)管理單位配置數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、抽水洗井等巡測(cè)維護(hù)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)維護(hù)。四是構(gòu)建市級(jí)分中心。以目前的物力、人力資源為依托，通過(guò)信息接收處理端的軟件開(kāi)發(fā)及硬件建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)校核、轉(zhuǎn)發(fā)與交換，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，與省級(jí)監(jiān)測(cè)中心平臺(tái)對(duì)接。

規(guī)劃建設(shè)后，結(jié)合現(xiàn)有地下水監(jiān)測(cè)站，日照市水位、水溫、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站密度分別為0.044、0.013、0.019 眼/km，各項(xiàng)目監(jiān)測(cè)密度大大增加。各監(jiān)測(cè)站采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，全面提高了水位監(jiān)測(cè)和信息傳輸?shù)淖詣?dòng)化水平。規(guī)劃后日照市地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布情況見(jiàn)表4。

表4 規(guī)劃建設(shè)后地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn) 處

結(jié)合日照市地下水分布類型，對(duì)監(jiān)測(cè)站布設(shè)情況進(jìn)行分析，規(guī)劃后與現(xiàn)有站點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表5。由表5 可知，第四系松散巖類孔隙水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)最多，規(guī)劃前后占比分別為63.9%、59.4%；其次為基巖裂隙水監(jiān)測(cè)站，占比分別為31.3%、33.9%；碎屑巖類孔隙裂隙水監(jiān)測(cè)站分別占比4.8%、6.7%，碳酸鹽巖類裂隙巖溶水區(qū)域未設(shè)置監(jiān)測(cè)站。

表5 規(guī)劃前后監(jiān)測(cè)井情況對(duì)比表 處

4 日照市地下水監(jiān)測(cè)規(guī)劃站網(wǎng)分析

根據(jù)以上分析結(jié)果，建議相關(guān)管理部門(mén)在站點(diǎn)分布、監(jiān)測(cè)層位、監(jiān)測(cè)管理和中心建設(shè)方面進(jìn)一步調(diào)整和完善。在站點(diǎn)分布上，規(guī)劃建設(shè)后，日照市地下水監(jiān)測(cè)站密度大大增加，但仍存在局部分布過(guò)密、局部地區(qū)未布設(shè)站點(diǎn)問(wèn)題。例如，僅濤雒鎮(zhèn)川子村設(shè)置3 眼、西灶子村設(shè)置2 眼監(jiān)測(cè)項(xiàng)目相同的沿海監(jiān)測(cè)井，建議此類地區(qū)根據(jù)地下水資源類型、監(jiān)測(cè)層位、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等進(jìn)行優(yōu)化整合，提高站網(wǎng)等公共資源利用水平。另外，在東港區(qū)西湖鎮(zhèn)、后村鎮(zhèn)、何山鎮(zhèn)，嵐山區(qū)中樓鎮(zhèn)、黃墩鎮(zhèn)、高興鎮(zhèn)，五蓮縣于里鎮(zhèn)、石場(chǎng)鄉(xiāng)、街頭鎮(zhèn)、戶部鄉(xiāng)，莒縣桑園鎮(zhèn)、安莊鎮(zhèn)西北部，適當(dāng)布設(shè)監(jiān)測(cè)站，并在碳酸鹽巖類裂隙巖溶水區(qū)設(shè)置監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)變化。在監(jiān)測(cè)層位上，規(guī)劃建設(shè)后監(jiān)測(cè)含水層仍以潛水層為主，未對(duì)承壓含水層各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，建議結(jié)合地下水資源分布，增加承壓水監(jiān)測(cè)井，特別是供水水源地區(qū)域。在監(jiān)測(cè)管理上，規(guī)劃建設(shè)后，在監(jiān)測(cè)站采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)方式，提高監(jiān)測(cè)精度和頻率的同時(shí)，需完善運(yùn)行、維護(hù)方案，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。市級(jí)分中心建設(shè)后，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，建立市級(jí)地下水信息發(fā)布機(jī)制。

5 結(jié)語(yǔ)

日照市地下水監(jiān)測(cè)規(guī)劃實(shí)施后，提高了對(duì)地下水動(dòng)態(tài)信息采集傳輸、分析處理的時(shí)效性，基本形成了現(xiàn)代化的地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。日照市地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的完善和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)的建立，有助于相關(guān)部門(mén)及時(shí)了解和掌握區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)變化，為區(qū)域土壤鹽漬化、地面沉降、地下水水質(zhì)惡化、海水入侵等控制研究提供基礎(chǔ)資料，為當(dāng)?shù)厮Y源優(yōu)化配置、城市發(fā)展規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供技術(shù)支撐，為日照市經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展增添新的助力。