松嫩平原(吉林)地下水动态监测现状浅析
2012-03-30都基众郭晓东张文强
田 辉,都基众,郭晓东,张文强
(1.沈阳地质矿产研究所,辽宁 沈阳 110034;2吉林省地质环境监测总站,吉林 长春 130036)
松嫩平原(吉林)地下水动态监测现状浅析
田 辉1,都基众1,郭晓东1,张文强2
(1.沈阳地质矿产研究所,辽宁 沈阳 110034;2吉林省地质环境监测总站,吉林 长春 130036)
在论述松嫩平原(吉林)地下水动态监测的现状的基础上,总结地下水监测中存在的问题。根据地下水监测工作存在的问题,提出动态监测应科学规划、分层监测、引进新设备和加强监测信息系统建设的建议。
松嫩平原;地下水;动态监测
松嫩平原(吉林)位于吉林省中西部,南以松辽分水岭与辽河平原相隔,西以大兴安岭东缘交界,北与黑龙江隔松花江干流、嫩江相望,东以长白山—大黑山丘陵为界。行政区隶属于长春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所辖的农安县、九台市、德惠市、榆树市、宁江区、扶余市、乾安县、长岭县、前郭县,洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县、大安市、公主岭市及舒兰市部分[1]。地理坐标东径:121°20'56″~127°09'00″,北纬:43°33'55″~ 46°28'48″。工作区幅员面积 64 400 km2。
1 地下水监测的目的和任务
松嫩平原地下水的形成、赋存与分布,主要受自然地理条件与地质结构的控制。松嫩平原是在松辽中新生界断陷盆地基础上发育形成的盆地形平原。多层叠置松散岩和碎屑岩石地层结构,形成了多层叠置的地下水盆地。东部高平原、中部低平原、西部山前倾斜平原和河谷平原,由于地貌、地质结构等控水因素的不同,其地下水的赋存条件与分布规律存在着明显的差异。
开展地下水动态监测的目的是分析研究状态和开采状态下地下水动态变化规律和变化趋势,并据此控制、调节和合理利用有限的地下水资源,为工农业生产和改善人民生活条件服务。其基本任务是通过长期的动态监测来研究地下水变化规律、地下水量问题、地下水运动趋势,研究如何合理开发利用地下水、进行地下水预测预报,为各级政府提供经济建设的决策依据。
2 地下水监测情况
20世纪70年代末,松嫩平原的地下水动态监测工作陆续开展。最初地下水环境监测网点是利用国家地质项目所施工钻孔和部分利用地方机民井形成的,网点布设主要针对松嫩平原区域地下水水位、水质和城市集中开采区地下水下降漏斗以及水质污染等问题。至80年代末,基本上查清了不同地貌单元地下水水位、水质的动态变化规律及影响动态变化的因素,为该区地下水资源计算及国民经济建设提供了依据。
“九五”期间扩大了监测区范围,形成了基本覆盖松嫩平原全区的监测网络,监测面积64 400 km2,观测层位包括前第四系碎屑岩类裂隙孔隙承压水、第四系松散岩类砂砾石孔隙承压水、第四系松散岩类砂砾石孔隙潜水、第四系松散岩类粘性土孔隙潜水等多个层位。
经过多年的监测,积累了长时间序列的地下水动态监测资料,对于多年来取得的地下水动态监测数据,已建立了地下水水位、水质动态监测数据库。基本上查清了不同地貌单元地下水水位、水质的动态变化规律及影响动态变化的因素,为保护和改善地下水环境提供了科学依据。
2009年长观点总数为127个,其中国家级监测点83个,省级及地区级监测点44个。近年来,由于国家经济体制的转型,监测经费投入严重不足,松嫩平原部分地区监测工作已经中断,影响了监测数据的连续性。截止2007年,长观点总数减少20个,为107个,其中国家级监测点70个,省级及地区级监测点37个。
通过开展松嫩平原地下水动态调查项目,2008年和2009年分别增加地下水长期监测点25个和30。期间原长观点和新增监测点合计又报废6个。因此,现有各类地下水动态监测点共166个,其中国家级监测点131个,省级及地区级监测点 35个,平均监测点密度由 2008年的 2.5个/1 000 km2,增加至2.5个/1 000 km2。国家级监测点同时监测水位和水质,监测频率为水位每5天1次,水质为每年1次。省级监测点只观测水位,监测频率为每10天1次。地下水动态监测项目为地下水水位、水质、水温。
3 存在的问题
松嫩平原在区域水文地质普查、区域地下水资源评价、水源地勘查评价以及水文地质科学研究等方面已经做了大量工作,基本满足了经济社会发展对地下水工作的需求,但随着社会经济的发展和科学技术的进步,以及新技术、新方法、新理论的出现,特别是科学发展观的提出,对地下水可持续利用提出了新的要求。近年来的松嫩平原地下水相关工作存在着一些问题,成为提升区域水文地质研究程度的障碍,主要有以下几个方面。
(1)随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,与地下水有关的环境地质问题也越来越突出,急需开展对地下水动态适时预测预报,评价地下水发展态势,以便及早提出应对旱灾、洪灾、污染等灾害性事件的地下水应急预案,避免出现灾难性后果,实现地下水的合理开发、优化调度与科学保护。
(2)地下水动态监测网络没有达到《地下水动态监测规程》DZ/T0133—1994关于地下水水位动态监测网点布设密度要求和中国地质调查局发《地下水动态评价技术要求》中的相关规定,而且以往的许多民用监测井结构不清,所测地下水位不能正确反映区域地下水的动态情况。
(3)监测方法和手段落后。区域上绝大部分监测点仍为委托农民监测,由于农民对监测工作认识不清,加上忙于个人家的事情,造成监测数据不连续,同时监测精度不够准确。另外传统的电表、测钟和测绳等测量工具,受东北气候影响,冬季测线打弯,监测精度得不到保证,所取得的监测资料不能够详细和准确描述松嫩平原地下水的动态特征,无法满足地下水资源有效保护和可持续利用以及国民经济建设需要的基础数据。
(4)监测结果不能满足政府对地下水科学管理的需求,缺少水量监测和水质预警。由于以往的监测结果仅限于水位及水质的监测,水质点过少,不能反映整个松嫩平原的地下水质状况。同时也缺少水资源量的动态评价结果及长期的监测机制,对于政府行使地下水管理职能起不到技术支撑的作用。
4 地下水监测建议
4.1 动态监测要科学规划、合理布局
要对现有地下水监测网络进行调整和优化,整合各个部门的监测网络,合理确定地下水水质的监测层位,突出“立体监测”,提高自动化监测水平;在区域监测的基础上,在重点地区或重点地段(水源地地区、地下水调蓄区、地下水污染区等)增加监测密度和增加监测内容,针对大型工矿企业、生活垃圾填埋场等重点污染源和加油站等潜在污染源进行监测,从而健全和完善松嫩平原地下水环境监测网及评价、预测以及信息发布体系,形成统一全面的地下水环境质量监测体系,适时掌握地下水水位动态、水质状况,为防止地下水污染、控制地下水降落漏斗的形成提供依据。
4.2 根据各地开采情况,分层监测
随着地下水开采目的层向深层水的发展,浅层水的开采得到缓解。据2004—2009年地下水动态监测资料显示,近五年间,松嫩平原第四系孔隙潜水水位上升面积已超过下降面积,上升面积为 33 046.71 km2,占全区面积的 51.31% ,下降面积为31 353.29 km2占全区面积的48.69%。受降水量少和蒸发强烈等少气候因素影响,第四系孔隙潜水下降区大部分分布在中部低平原[2]。
第四系孔隙承压水作为主要开采目的层,绝大部分地下水位呈下降趋势[3]。近五年间,地下水位下降区范围为29 218.94 km2,占第四系承压水分布范围的 93.22%。受广大农村成井技术和开采目的层不明确的影响,部分第四系孔隙承压水水质也有变坏的趋势。
第三系裂隙孔隙承压水,作为中部低平原第四系孔隙承压水的补充水源和防氟改水的唯一开采层位[4],地下水位大部分亦呈下降趋势,地下水位下降面积为26 489.14 km2,占第三系地下水分布范围的80.55%。
4.3 采用先进仪器设备,进行地下水动态监测
来自荷兰的Diver地下水自动记录仪,是世界上体积最小但功能最先进的地下水动态自动监测仪器,为监测任务提供一套完美的解决方案。通过一条钢线缆悬挂在监测井里,可以定期读取数据,或者安装 GPRS在线监测系统[5],以便在室内进行数据的动态实时监测。仪器自动测量地下水的温度和水位,并保存在其内存中,内存可以记录保存2×24 000个数据,这意味着你每10分钟测量一次,内存可以记录长达6个月时间的数据。目前松嫩平原(吉林)投入26个Diver地下水自动记录仪,实时监测地下水水位、水温。前期运行良好。
4.4 加强地下水监测信息系统建设
积极适应信息社会对地下水监测工作的要求,加大地下水监测信息系统建设力度,开发引进新技术、新设备,逐步改变目前人工监测、监测数据不准、资料报送不及时等问题,实现向自动监测的转变,达到实时监测[6]。
[1]赵海卿.松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价[R].沈阳地质调查中心.2007.
[2]田辉.松嫩平原地下水动态影响因素初探.地下水,2011:61-62.
[3]张剑锋.松嫩平原地下水资源现状及其对策.黑龙江水利科技,1994.
[4]邸志强.东北地区水资源现状及可持续利用对策.地质与资源.2004:112-115.
[5]姚永熙.地下水监测方法和仪器概述.水利水文自动化.2010.
[6]张瑞萍.陕西省地下水监测站网建设浅析.地下水,2011:65-66.
Simple Analysis on groundwater Dynamic Monitoring Status of Songnen Plain(Jilin)
TIAN Hui,DU Ji- zhong,GUO Xiao - dong,ZHANG Wen - qiang
(1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,Liaoning province,shenyang;2.Geological and environment monitoring station of Jilin Province,Jilin province,changchun)
The article is based on the present situation about groundwater dynamic monitoring in the Songnen Plain of China(Jilin),summarizes the problems existed in the monitoring of groundwater. According to the groundwater monitoring work existence question,proposed the dynamic monitoring should be scientific planning,hierarchical monitoring,the introduction of new equipment and strengthen the monitoring information system construction.
Songnen Plain;groundwater and dynamic monitoring
P641.74
A
1004-1184(2012)01-0070-02
2011-05-30
国土资源大调查项目“松嫩平原地下水动态调查评价”(编号:1212010813093).
田辉(1984—),男,陕西眉县人,助理工程师,主要从事区域水文地质、环境地质调查研究工作。