保定市地下水监测现状与思考

张 林

(河北省保定水文水资源勘测局，河北保定 071000)

1 概述

保定市是河北省缺水型中等城市之一，由于持续、大量的开采地下水，已经引发了一系列生态环境问题，如地面沉降、泉水干涸等。虽然保定市近年来为缓解地下水的持续下降，开始引用西大洋水库的水，但地质环境的恶化无法改变。为了我市经济社会可持续发展，迫切需要实施最严格的水资源管理制度，控制用水总量，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。

2 地下水特征

在地质构造上，保定市位于中朝准地台上的山西中台隆、燕山沉降带和华北凹陷三个二级构造单元的结合部。燕山沉降带主要为震旦纪及其以后的沉积地层分布区，构造形态以断裂为主，褶皱次之。山西中台隆则大部分为震旦纪变质岩系所占据，褶皱发育，断裂次之。沿阜平～白涧复背斜轴部有燕山期火成岩侵入体分布;华北凹陷则为巨厚的松散沉积物分布区。

山区地下水运动的总趋势是由西北向东南方向流动。但由于阜平～白涧复背斜轴部分布有变质岩和火成岩，成为区域隔水层，构成了区域地表水及地下水的分水岭，使两翼地下水的运动方向有所不同。西北侧向涞源盆地等汇集，通过拒马河转向东南方向径流排泄于平原，东南翼则直接向东部平原排泄。

3 存在问题与需求分析

3.1 地下水开发利用现状与存在主要问题

保定市属资源性缺水地区。近年来随着工、农业生产和发展，用水量逐年增加，远超出了区域水资源承载能力，缺水程度日益加剧。为确保区域经济发展，在地表水资源紧缺情况下，靠大量、大范围超采地下水，挤占农业用水发展工业，造成保定市平原区大部分地区第Ⅰ含水岩组第一、二含水层疏干，局部地区造成地面沉降。

3.2 需求分析

鉴于目前地下水开发利用现状和生态环境保护方面存在的一些问题，在社会可持续发展和保护生态环境的大趋势下，急需建设完善的地下水监测系统，提升流域内地下水资源监测能力;以对流域内水土流失、地下水污染、地下水降落漏斗、地面沉降、南水北调工程建设带来地下水环境新变化方面进行研究;为水资源调查评价、水资源科学配置、合理开发、加强水资源的管理和地下水生态环境保护提供科学依据;为促进人水和谐、实现水资源可持续利用、确保社会经济高速发展、更好地造福人民作出贡献。

4 站网布设原则

对人口密集区、生态建设与环境保护区、重大工程区、地下水水源地、超采区、漏斗区等进行重点监测，基本满足保定市国民经济和社会发展规划、重大战略决策、水资源统一调配、区域地下水资源管理、开发与保护、地质灾害防治等的政府职能部门需求。

4.1 满足需求的原则

布设监测站点应能满足建设规模与社会经济发展水平相协调、经济可行的基本要求，应统筹考虑水资源功能区和水资源开发利用的需求，能满足保定水资源管理和保护的基本要求，应能满足水利部门掌握超采区、地面沉降区、水源地、重点城市以及南水北调等调水工程输水干线附近重点区域、调水受水区地下水动态控制和掌握演变规律的基本要求，应能满足区域地下水资源和地质灾害分析以及预测预报的基本要求。

4.2 充分利用已有资源的原则

应充分继承、利用、改造已有站点及以往成果资料的基础上布设监测站点。应能最大限度利用水利部门的现有站点和监测资料，尽可能利用水利部门开展的“关井压采”工作中关闭的生产井改造为监测站点，优先选取原有的符合要求的监测站点。

4.3 适当加密的原则

在地下水超采区、城市、水源地等典型地区以及地质环境问题突出地区加密布设。在因过量开采地下水而形成地下水位下降漏斗并导致地面沉降的区域内，应穿过漏斗中心按“十”字形加密布设监测站点;在已发生岩溶塌陷或可能发生塌陷的地区，应设置岩溶水监测站点及其上覆松散岩层孔隙水监测站点，并加密监测。

4.4 科学布设的原则

监测站点布设应在监测类型区划分、复杂程度分区和开采程度分区的基础上，以水文地质单元为统一布设的依据;监测站点应做到平面上点、线、面结合，垂向上层次分明，深浅结合;监测站点应以顺沿地下水流向为主与垂直地下水流向为辅相结合布设。

4.5 便于管理的原则

地下水监测站宜建在交通条件便利的地方，依托水文系统已建成的水文水资源勘测队伍以及交通工具等方面的优势，各水文勘测队在其管理范围内，对地下水监测站进行管理，有利于问题的及时发现和解决以及对设备、设施能及时进行检测与维护。

5 监测井及自动监测平台建设概况

5.1 现有地下水监测站概况

保定市全年地下水观测井138眼，其中五日浅井55眼，五日深井62眼，逐日浅井8眼，开采井13眼，分布于整个保定地区。这些地下水监测点主要是为地下水过量开采监测、监督和地质环境保护，为地下水的合理开发利用、防止地质灾害、保护地质环境等决策提供科学依据。

5.2 建设特点

保定水资源监控能力建设地下水监测工程共计建设135个地下水监测站点，遍布整个保定地区，具有以下特点:

5.2.1 点多面广，相对分散

此次建设的地下水监测站点总数多，且分布广泛，整个保定地区均有布设，各地区由于地形、气温和日照时间等环境条件的不同，会对工程建设产生不同程度影响。所有地下水监测站点都位于平原区，一年中多数时间气温日照等条件适宜，便于工程实施。

5.2.2 单站点建设差异显著，有难有易

地下水监测站点由于监测地点不同、监测目的不同，其建设过程中的难易程度和工程量存在明显差异。具体说来，监测站点所在地层的岩性和监测井的深度对工程建设影响很大，如在松散岩层建设浅层水监测站点，工程建设一般较为简单，工期较短，有的只需几天即可完成建设;当监测站点所在地层为岩石层或钻探进尺较深时，由于凿井难度的增加，对成井工艺的要求显著提高，特别是在岩溶地区，由于岩溶地层发育的不规律性，地下水监测站点建设地点的选取应极为慎重;另外，随着监测井深度的增加，钻探困难程度和工程量也将大幅增加，深井的建设工期可长达数月，对工程建设的技术要求和费用也相应提高。

5.3 建设内容与规模

本次建设任务，新建地下水观测井82眼，改建地下水观测井53眼，分布于整个保定地区。新建监测站点中，建设监测站点站房共计125间，建筑面积1 125m2，建设监测站点保护设施10个，建设水准点135处，标识牌135个，高程及坐标测量135个点，土样采集分析82个，水质样品分析135个。

系统建设内容包括信息采集设备及监测站点至河北省地下水信息接收平台。监测站点的设备主要包括:传感器及数据存储设备、数传仪(RTU)、电源、数据通信传输设备等。

监测站点采集按自动采集、自动传输方式，通过自动监测记录自动传输，仪器长期自动工作，定时自动监测、记录数据，并按要求定时或实时将测得数据自动传输到河北省地下水信息接收平台。其信息流程如图1所示。

图1 地下水自动监测自动传输站点监测数据传输方案设计示意图

6 结语

(1)水资源监控能力建设地下水监测工程由两部共同合作建设，统一了规划、整合了资源、避免了重复、节约了投资，既是一个切实可行的方案，也是一个新生事物，两部的合作模式，是一项开拓性的工作，需要上级部门的精心指导和大力支持。

(2)为保证本工程及时发挥作用，满足河北省在水资源管理、地质环境保护等方面对地下水信息的迫切需求，建议尽快批复本可研报告以便尽快开展初步设计、组织实施。

(3)为避免出现以往很多工程重建设轻管理的问题，建议工程建成后的运行管理费纳入相应的财政预算，使工程的效益得到充分发挥。

(4)本工程建成后，能基本掌握保定市平原区地下水动态规律，能基本达到地下水监测区域控制的目的，能基本满足现阶段一定时期内社会发展对地下水监测的需求。但随着保定市经济的快速发展，对地下水资源管理及地质环境保护需求也会不断提升，还需进一步完善站网、提高监测和信息服务能力，以满足经济社会不断发展的要求。

［1］河北省保定水文水资源勘测局.河北省保定市水资源监控能力建设地下水监测工程项目实施方案.2013.

［2］王爱平，杨建青，等.我国地下水监测现状分析与展望［J］.水文.2010(6):53－56.

［3］兰建梅，梅金华，潘卓，等.益阳市区地下水自动监测井网部署及建设概况［J］.国土资源导刊.2013(7):100－102.

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［5］保定水文水资源勘测局.水资源综合评价.2006.