北京市地下水监测工作现状与展望

姜 媛

（北京市地质矿产勘查开发局，北京 100195）

北京市地下水监测工作现状与展望

姜 媛

（北京市地质矿产勘查开发局，北京 100195）

本文在回顾北京市地下水监测工作历史沿革的基础上，介绍了地下水位、水质监测工作现状。随着南水北调中线正式通水，我市用水结构正发生较大变化，城市发展和水情变化对北京市地下水监测工作提出了更高标准和要求。本文分析了北京市地下水监测工作存在的差距，提出了优化完善监测网络、提高监测信息集成共享水平、实现监测与监管的有效联动、不断推进京津冀地下水监测数据联网共享等主要任务，为下一步地下水监测工作的发展提供了参考方向。

地下水监测；历史；现状；发展方向

0 前言

地下水动态监测是指地下水的水位、水量、水质、水温等要素在自然因素和人为因素影响下随时间的变化规律，其目的是为了进一步查清水文地质条件，特别是地下水的补径排条件，掌握地下水动态规律，为地下水资源计算与管理及地质环境问题的研究和防治等提供科学依据。

1 地下水监测工作历史沿革

1.1 水位监测

地下水水位监测工作是地质工作中一项基础性的水文地质工作，它又是一项公益性的事业。多年来为城市的建设、工农业的发展提供了大量的信息，每年定时发布地下水情预报及简报，为政府决策部门提供了科学可靠的地下水情依据，并为市属有关单位提供了服务，为城市供水开源节流，地下水资源的研究，工程地质，环境地质提供了大量资料（吕晓俭等，2015）。

北京市水文地质工程地质大队，于1956年组建北京水文地质站，开始在城近郊区建立33个监测井，进行地下水位监测，到1959年，监测范围扩大到8个郊区县，监测井达到558个；1962—1966年，是地下水动态监测重要发展阶段，1962年，全市地下水动态监测点发展到727个；1967—1972年，由于文革的影响，监测孔逐年减少，远郊区县监测工作甚至中断。从1973年起，恢复远郊区的动态监测工作，1983年，全市监测孔数达752个，1984年到本世纪初期，监测工作都在正常进行中，但由于改革开放以后城乡建设的快速发展使部分观测孔遭到破坏。2005—2009年期间监测井数量维持在400～450眼。2009—2010年期间北京水文队开展了“北京平原区地下水环境监测与初步整治方案”项目，新建一批地下水专门监测井，开展地下水位和水质监测，因此2010—2015年期间，地下水位监测井基本维持在600眼左右（图1）。

1.2 水质监测

图1 2005-2015年地下水位监测井数量变化图Fig1.The number of groundwater monitoring wells between 2005 to 2015

地下水环境监测是一项长期的基础性、公益性技术工作，是认识和掌握地下水质量变化特征，科学评价地下水资源，减轻和防治地下水污染及其相关的生态环境等问题的重要基础，可以直接为水资源的管理和保护以及生态环境保护等提供科学支持和技术保障（北京市地质矿产勘查开发局等，2008）。

在20世纪60年代后期，陆续出现了地下水水质污染问题和事件，如首钢排污引起的北京西郊地区地下水酚、氢污染事件，严重威胁了第三、第四、第七水厂的供水安全，地下水水质的污染和恶化逐渐得到社会的重视。北京市水文地质工程地质大队（北京地质环境监测总站）在1973年建立了城近郊区地下水质监测网。随着城市的快速发展，地下水开采量逐年增加，地下水环境也随之发生变化，污染范围由城市中心区向外围扩展，为了适应这一变化，监测范围不断扩充，到1981年已初步构建了覆盖了全市平原区的北京市平原区地下水动态监测网，地下水质监测井数达300余眼，以“资源型”监测为主要目的，监测的层位主要为地下水生活开采层。按照全市平原区6528km2计算，监测点密度约为5眼/100km2。城近郊区是监测的重点，布设有监测点118眼，监测面积近1000 km2，监测点密度为11～12眼/100km2。监测频率为每年枯水期（6月）和丰水期（9月）各1次，监测指标仅包含常规无机指标20余项。从整个区域看来，基本能反映北京市平原区内几大河流流域内不同地貌单元内开采层的地下水水质状况（赵薇等，2012）。

随着监测工作的长期开展以及近年来专项调查成果显示，地下水污染呈现出 “由城市到农村”、“由点到面”、“由浅到深”、“由无机到有机” 的发展趋势。面对污染范围扩大、污染深度增加、污染物种类增多、污染程度加剧的形势，北京市地勘局于2007年立项开展了“北京平原区地下水环境监测与初步整治方案”项目，对已有监测网进行整合、补充和优化，至2009年底，建成了包括区域地下水环境监测和重点污染源专项监测在内，共1182眼监测井的北京市平原区地下水环境监测网，实现了由原来传统的以“资源型”为主的“平面监测”转变为“资源与环境并重型”的“立体分层”监测。北京市平原区地下水环境监测网于2010年12月试运行，2011年起正式运行，至今已运行6年，每年获取地下水环境数据超过20万个，是目前北京市平原区较全面的监测体系。其成果定期为政府部门提供地下水环境的基础信息，并应用于国家和北京市相关部门，为我市地下水资源环境的科学管理提供了有力的技术支撑。

2地下水监测工作现状

2.1 水位监测

（1）监测井运行概况

截至到2015年12月，北京地下水位监测井数量为628眼（表1）。其中608眼为平原区长期地下水监测井，另外20眼为北京市岩溶水资源勘查评价项目建立的专门监测井。根据监测方式划分，其中243眼监测井为自动监测，监测频率为1天/次，其它为人工监测，监测频率为5天/次。根据含水层性质划分，第四系孔隙地下水监测井586眼，基岩地下水监测井42眼。

（2）监测数据获取

人工监测井385眼，主要是各区县的民用机井及部分专门监测井，委托井所在地群众进行监测。每5天监测1次，每月5日、10日、15日、20日、25日、30日进行观测记录，填写记录表，在月底将水位记录表通过邮寄的方式发送到水文队，由各区县的负责人员进行原始资料编录后录入到水位监测报表。人工监测井每月监测6次，每年监测72次。

自动监测井243眼，全部为专门监测井，每眼专门监测井中安装了自动监测设备，监测频率为1天1次。目前由于自动发射装置存在问题，自动监测数据主要是到现场采集数据，其中分析地下水位月变化的监测井每个月均有工作人员到现场采集数据以及现场人工监测。所有的专门监测井采取一个季度一次的采集频率。将自动监测的数据进行采集校正后录入地下水位报表中。

表1 2015年监测井统计表Tab.1 Statistics of groundwater monitoring wells

针对人工监测井每年5月和10月进行现场检查和监测，平时发现水位异常，及时跟监测人员进行联系，核实监测数据的准确性，了解水位异常的原因。自动监测井的数据为每月现场抽查采集，并现场进行人工监测，若二者水位差超过了误差范围，检查仪器，及时更换监测设备或者校正监测仪器。待所有监测井数据采集，检查和整理后将其录入地下水位动态监测数据库中。

2.2 水质监测

（1）区域监测网

区域监测网由822眼监测井组成，主要监控四个含水层组。

第一含水层组：主要为潜水及埋深小于50m的浅层或具有微承压性质的含水层组，监测井控制面积约6528km2，监测井井数为375眼。

第二含水层组：分布于北京市平原承压水区，含水层组底界深度100m，局部地区以基岩作为底界，面积约4770km2，监测井井数为218眼。

第三含水层组：分布于冲洪积扇中下部地区，含水层组底板埋深150～180m，局部地区以基岩作为底界，面积约3995km2，监测井井数为149眼。

第四含水层组：底界埋深300m，局部地区为第四系基底，面积约3068km2。监测井井数为80眼。

（2）污染源专项监控网

重点污染源专项监控网由360眼地下水监测井组成。监控对象包括工业开发区和农业再生水灌区类面状污染源、重要工业企业和垃圾填埋场等点状污染源以及河流类线状污染源。地下水监控层位为第一层含水层组。

3 工作需求与差距

3.1 工作需求

随着南水北调中线正式通水，我市用水结构正发生较大变化，有序压采和调蓄涵养的水资源管理举措将逐步改善地下水超采的现状，城市发展和水情变化对北京市地下水监测工作提出了更高标准和要求。此外，在开展生态文明建设和京津冀协同发展的大背景下，地下水监测工作所面临的形势和任务也更加艰巨，从中央到北京市政府都对地下水监测工作做了明确的指示和要求。

2015年4月国务院颁布的《水污染防治行动计划》对水污染防治提出总体要求，以及不同时间节点的工作目标和主要指标。其中对于地下水监测也提出了明确的防治行动计划。为了深入贯彻落实《水污染防治行动计划》，北京市政府于2015年12月正式发布《北京市水污染防治工作方案》作为响应。其中对地下水监测提出的相关要求包括：①提高市、区两级水环境监测能力，增加仪器设备，建设水质自动监测站，完善手工监测与自动监测相结合的监测体系。建立用于监控污染源变化、实施区域考核和水环境补偿的跨界断面，以及反映省界断面水质变化的省界出（入）境断面等监测网络系统。建立市、区、乡镇三级集中式饮用水水源地水质监测、红线管控区例行遥感监测以及地面生态环境监测与评价体系。优化地下水环境监测网络，加强山区和深层地下水监测网络建设，并建立深层地下水监测及管理制度。2017年底前，配合建成统一的京津冀水环境监测网。②完善法规标准，研究制定环境质量目标管理、饮用水水源保护、水功能区监督管理、地下水管理、环境监测等方面的管理制度。

2013年9月，北京市政府为进一步加强本市地下水污染防治工作，确保首都供水安全，发布《北京市地下水保护和污染防控行动方案》，要求整合优化地下水监测网络。具体任务包括：整合优化水务、地勘、环保等部门地下水监测网络，强化监测水源地及其补给区地下水，形成覆盖全市的浅层、深层和基岩水的立体化监测体系。做好地下水水质超标地区饮用水水质监测工作，在重点污染源布设专项监测井，加强监测重金属和有机污染物等指标。加大监测网络建设和运行维护保障力度，逐步形成水务部门牵头、分工负责、财政支持、数据共享的监测工作格局。

2012年2月，《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》健全水资源监控体系。抓紧制定水资源监测、用水计量与统计等管理办法，健全相关技术标准体系。加强省界等重要控制断面、水功能区和地下水的水质水量监测能力建设。流域管理机构对省界水量的监测核定数据作为考核有关省、自治区、直辖市用水总量的依据之一，对省界水质的监测核定数据作为考核有关省、自治区、直辖市重点流域水污染防治专项规划实施情况的依据之一加快建设国家水资源管理系统，逐步建立中央、流域和地方水资源监控管理平台，加快应急机动监测能力建设，全面提高监控、预警和管理能力。及时发布水资源公报等信息。

目前，京津冀协同发展对水利工作提出了新要求。水利部于2016年5月最新颁布的《京津冀协同发展水利专项规划》指出，要坚持创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针，以水资源水环境承载力为刚性约束，以水资源高效循环利用为前提，以水资源保护和水生态修复为重点，以全面提高水安全保障能力为目标，以流域区域水管理体制机制改革为抓手，科学确定了未来一段时间内京津冀地区水利建设的控制性指标。

3.2 存在差距

长期开展的地下水监测工作，获取了大量基础资料，为地下水资源评价、城市供水以及城市建设做出了巨大贡献。但面对当前生态文明建设和京津冀协同发展的新形势、水资源管理工作的新要求等，仍存在许多不足之处（叶超等，2016），主要表现在以下几个方面：

（1）山区地下水监测基本空白

北京地区现有地下水监测网主要集中在平原区，在山区特别是山区的部分地段布设有零星监测井，目前水务部门山区监测井只有22眼，地勘部门也只有16眼，没有监控整个山区且没有形成统一的监测网络，山区地下水环境质量状况还不清楚。

（2）平原区隐伏岩溶地下水尚未系统监测

平原区监测网只针对第四系四个含水层组进行监测，对平原区隐伏的基岩水没有进行监测，目前大兴区和通州区隐伏基岩水已经成为该地区的主要供水水源，其地下水质的好坏直接影响到当地供水安全。

（3）平原区地下水环境监测网有待完善和补充

在区域监测网中虽然实现了在平面上、垂向上进行了监控，初步掌握了全市平原区第四系地下水环境质量的空间分布特征，但对于重要的地下水水源地、已查明的污染区以及如城市中心区、近郊区，监测精度对环境的管理需求还略有不足；同时，在污染源专项监测网中，因资金等原因监测网未涵盖全市市级的工业园区，如房山工业园、平谷马坊工业园、延庆经济技术开发区等尚未进行监控，另外仅对具有代表性的工业点源等进行了示范性监控，未能覆盖全市的重要污染源，还不能满足北京地下水污染防控、环境管理的要求。

（4）预警能力不足

未形成相对完善、准确度较高的预警方法和体系，使监测成果难以成为政府决策依据。对于地下水水量和水质，监测部门除负责评价外，还应进行预警，地方政府负责管控，政府通过购买服务的方式，引入专业咨询机构作为第三方监督，尽快形成监测—预警—管控—监督体系。

（5）监测与管控脱节，未能形成有机整体

目前存在主要问题，一是监测数据多，公布数据少，不利于社会监督；二是在现行体制机制下，监测评价反映出的地下水水质水量问题，一般为减少社会负面影响，多处于保密状态，使监测成果难以发挥应有的作用，使主管部门缺乏追究问题的主动性，导致问题越积越多。

（6）农业地下水开采量监控能力急需提高

监控农业地下水开采量是我市地下水管理的重点，也是难点。目前，农业机井虽然都安装了计量设施，但由于冻胀、人为损坏、泥沙冲击等原因，计量设施完好率很低，农业开采地下水尚未实现精细化管理。

（7）信息化水平和共享程度不高

积累的大量地下水监测第一手数据利用程度不高，难以真正实现数据共享、统一发布及综合查询等，在一定程度上限制了数据的进一步分析和利用。

4 地下水监测工作发展方向

目前，北京市地下水监测工作还存在着监测网络范围覆盖不全、标准规范不统一、信息化水平和共享程度不高、监测与管控脱节、预警能力不足等突出问题，制约了地下水监测的权威性和公信力。因此，必须紧紧围绕这些突出问题，优化完善监测网络，提高监测信息集成共享水平，实现监测与监管的有效联动，不断推进京津冀地下水监测数据联网共享。主要任务包括：

（1）全面设点，完善地下水动态监测网络

在全面优化整合现有地下水监测网络的基础上，全面实现从平原到山区，从浅层到深层，从水量到水位水质的全方位立体监控。具体工作任务如下：对南水北调进京后地下水规划压采区、回灌区以及市级地下水源地和地下水质超标区，加密布控监测点，提高监测精度，完善平原区区域监测网络；将基岩水纳入监测网系统，建立山区地下水监测网；将全部市级工业园区及重点污染源等纳入监控范围。并以此为基础，逐步推进京津冀地区地下水动态监测系统全面建设，为建立京津冀水资源统一调配管理平台和提高水资源精细化管理水平提供基础支撑。

（2）全面联网，实现地下水动态监测信息集成共享

加快推进大数据建设和应用，建立京津冀地区地下水监测信息采集、传输、管理、分析和共享一体化工作平台和及监测数据集成共享机制；依法建立统一的地下水动态监测信息发布机制，全面提升地下水环境监测、污染源监控、信息公开水平。提高政府环境信息发布的权威性和公信力，保障公众知情权，为科学决策、监管执法、便民服务奠定基础。

（3）自动预警，科学引导地下水管理与风险防范

综合考虑地质因素、地下水化学因素、地下水动态因素和特征污染物因素，建立适宜的地下水污染预警方法、模型和体系，全面提高地下水污染预警水平；强化污染源追踪与解析，加强重要水源地、水源涵养区、重点污染源等水质监测与预报预警；开展有机污染物、激素和抗生素等新型特征污染物等地下水环境健康危害因素监测，提高地下水环境风险防控和突发事件应急监测能力。

（4）建立地下水动态监测与监管联动机制

加大地下水监测信息对社会公开程度，使全社会充分利用地下水监测和预警信息参与地下水污染防治工作，对环境监管部门和政府实施有效的监督问责；强化水资源对经济社会发展的保障和约束，加大对私采、乱采、超采等违法违规行为的处罚力度；要充分利用地下水环境监测结果考核问责国家《水污染防治行动计划》及《北京市水污染防治工作方案》的责任落实情况，实现监测与监管有效联动。

（5）健全地下水动态监测制度与保障体系

立法保护地下水监测设施和设备。应尽快启动地下水监测设施和设备保护的立法程序，依法对毁坏、偷盗地下水监测设施和设备等行为予以惩处，确保各监测点数据及时准确获取，保障地下水监测网正常运行。

健全地下水监测法律法规及标准规范体系。研究制定地下水监测、评价技术标准规范、监测信息发布管理规定等法规、规章，并根据工作需要及时修订完善。

强化监测科技创新能力。推进地下水监测相关技术与方法的开发，支持和鼓励在地下水监测中尝试高科技产品及技术方法。积极推广国际合作，借鉴监测科技先进经验。

（6）加快实施农业取水计量，全面征收农业灌溉用水水资源费

目前北京市农业地下水灌溉不收取水资源费，灌溉用水定额偏高、农民节水灌溉成效不高，这与北京市水资源紧缺的状况极不相称。应学习甘肃张掖的节水经验，在实现对农业采取地下水资源的精确计量的基础上，征收农业灌溉用水水资源费，调动农民节水积极性；通过对用水户的水权分配，提高水资源的使用效率。

（7）健全京津冀地下水监测协同发展机制

积极落实京津冀协同发展要求，推动建立统一的京津冀地下水监测网络。在京津冀地区推进区域联防联控，实行统一规划、联动应急、信息共享；推进监测信息共享，建立三省市信息共享平台；完善应急联动机制，推动建立京津冀地区统一的信息发布标准；健全流域水环境监测与评价、水污染事故应急联动机制。推进京津冀地区地下水环境监测科技协同创新，共享监测科技创新成果。

5 结论

地下水监测是一项公益性、基础性工作。目前，北京市已经实现了对地下水量和水质的立体分层监测，每年定时发布地下水情预报及简报，为政府决策部门提供了科学可靠的地下水情依据。但是，在当前开展生态文明建设和京津冀协同发展的大背景下，地下水监测工作所面临的形势和任务也更加艰巨。目前，北京市地下水监测工作还存在着监测网络范围覆盖不全、标准规范不统一、信息化水平和共享程度不高、监测与管控脱节、预警能力不足等突出问题，制约了地下水监测的权威性和公信力。未来，必须紧紧围绕这些突出问题，优化完善监测网络，提高监测信息集成共享水平，实现监测与监管的有效联动，不断推进京津冀地下水监测数据联网共享。

致谢：感谢北京市水文地质工程地质大队在提供地下水监测相关资料上的大力支持。

北京市地质矿产勘查开发局，北京市水文地质工程地质大队，2008. 北京地下水[M]. 北京：中国大地出版社.

吕晓俭，李宇，李志萍，2015. 北京地下水资源与城市协调发展的思考[J]. 城市地质，10(S1)：8-12.

叶超，郭高轩，2016. 区域地下水环境监测与未来发展的思考[J]. 城市地质，11(1)：4-9

赵微，林健，郭高轩，等，2012. 北京市地下水环境分层监测和专项监控网的建立[J]. 南水北调与水利科技，10(2)：83-87.

Present Situation and Prospect of Groundwater Monitoring in Beijing

JIANG Yuan

(Beijing Geology Prospecting & Developing Bureau, Beijing 100195)

Based on the review of the groundwater monitoring history in Beijing, this paper introduced the present situation of groundwater monitoring. The water consumption structure is changing greatly as the Southto-North Water Diversion Project completed, which proposes higher standards and requirements to groundwater monitoring. The situation and tasks will be more severe under the background of Beijing-Tianjin-Hebei integration and ecological civilization construction. This paper analyzes the disparity of groundwater monitoring in Beijing and puts forward to optimize the monitoring network, improve the level of integration of monitoring information, achieve effective linkage of monitoring and supervision and promote groundwater monitoring data sharing network in Beijing-Tianjin-Hebei. The development direction and main task of groundwater monitoring in the future is carried out in the end.

Groundwater monitoring; History; Present situation; Development direction

P641.7

A

1007-1903（2017）01-0086-07

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.01.015

姜媛（1984- ），女，硕士，工程师，主要从事水文地质工作。E-mail：yuan.12.3@163.com