福州市新增国家地下水监测站点实施探析

2020-08-12陈秀清

福建建筑 2020年7期

陈秀清

(福建省水文地质工程地质勘察研究院福建漳州 363000)

0 引言

“国家地下水监测”工程，属于中央预算内投资安排的中央直属国家基本建设项目，由自然资源部和水利部共同承担。国家级地下水监测网，旨在建设一个比较完整的集地下水信息采集、传输、处理、分析和信息服务为一体的国家级地下水监测网络体系，实现区域地下水开采总量控制、有效防治跨省(区、市)地质灾害、提高全国地下水资源评价程度等方面作用[1]。

基于此，本文以福州市国家地下水监测站点实施为例，探析国家地下水监测站点实施现状，并针对存在的现实问题提出改革建议。

1 福州市原有地下水监测现状分析

福州市原有地下水监测站网共设有监测点46处(含国家级监测点10处)，监测点主要分布于福州市所辖的鼓楼区、晋安区、仓山区、台江区4区,分布面积755.70km2，建设于1987年～2000年期间。其中：

①井点类型：专用井27处，机、民井16处(占34.78%)，泉眼3处；

②监测地下水类型：孔隙水20处，裂隙水22处，孔隙水及裂隙水4处；

③监测层位：潜水8处，承压水32处，多层监测3处；

④监测项目：水位水质共用1处，单测水位26处，单测水质19处；

⑤监测方法：自动监测1处(位于晋安区新店镇浮村铁路段停车场内)，人工监测45处；

⑥监测频率：长测点①27处，统测点②19处；

⑦监测井管破损程度：严重8处，轻微14处，完好24处。

根据上述统计数据并进行实地调查可知，福州市原有地下水监测站点网存在以下若干问题：

①机、民井占比较多，机、民井未设井口保护装置，监测数据易受人类活动影响，不能真实反映地下水的实际情况；

②机、民井监测站点大多委托附近农民维护，监测能力和监测数据质量难以达到监测规范要求，且缺乏与生态环境有关的监测内容，如水质监测；

③监测基础设施薄弱，数据传输方式原始，时效性差；

④原有站点中绝大部分采用人工监测，监测及传输手段落后，与信息化社会建设要求不相适应；

⑤部分测井淤堵严重，造成监测数据数量和质量不断降低，而轻微淤堵也将一定程度影响监测水位的实际情况；

⑥对已有的监测数据未能系统分析、综合利用，造成一定的监测资源浪费。

本次新增国家地下水监测站点，采用先进的信息采集监测设备和技术传输，实现数据采集、传输、存储的自动化；实现专用机井化并进行孔口保护装置，大大减少了人类活动对监测数据的影响，有效提高了监测能力和监测数据质量。

2 福州市新增国家地下水监测站点实施目标与范围

2.1 实施目标

国家地下水监测工程，是服务国家战略决策，服务水资源调查评价，服务地质环境保护的基础性、公益性工程，是践行国家生态文明建设的重要举措。结合福州市原有的地下水监测站点，本次监测站点实施，旨在建立比较完整的国家级地下水监测站网，以有效提高地下水监测自动化和信息化水平，为社会提供及时、准确和全面的地下水动态信息；旨在利用云平台和大数据技术，实现对全国地下水动态分析、水质水量的有效监测，为我国地下水保护、国土空间规划和水资源管理提供优质服务，为地下水资源与环境科学研究提供数据基础和国家重大战略决策提供基础支撑，实现经济社会的可持续发展[2]。

2.2 实施范围

福州市国家地下水监测站点布设设计方案，以水文地质单元为基础，立足经济社会发展、人民生活、工农业发展和生态环境保护的需要，遵循全面布设的原则，实现福州市各(区)县均有监测站点布设[3]，特别是对重要供水水源地区域布点监测。项目建设涉及福州6区6县，分布面积约11 968.00km2。

3 新增站点设计布设情况

按照“设计先行、统一部署、逐步实施、分级管理”的原则，新增站点设计在福州全市6区6县增设27个国家地下水监测井。设计监测点所属的区域水文地质单元为一级东南沿海流域，闽江下游丘陵、平原区——福州平原地区。设计方案中27个监测站点，总体上布设在经济发达地区及地下水开发利用程度较高地区[3]。

4 监测站点实施工作流程

国家地下水监测站点(福州部分)实施过程严格按设计方案开展，具体工作流程如下[4]：

①水文地质调查：开展各井点1∶10 000水文地质调查工作，并进行具体孔位落地协调工作；

②小口径钻探：地质鉴别孔钻探，采用口径为Φ130mm的小口径开孔，穿过地表覆盖层后，换口径Φ110mm钻进至设计深度；

③大口径钻探：小口径取芯完成后，按成井方案扩孔。开孔口径不小于400mm，终孔口径不小于110mm，钻进过程同时进行简易水文地质观测；

④物探测井：孔内采用JBS-1B型综合数字测井仪进行自然电位、视电阻率、自然伽马、井斜等物探测井；

⑤成井：成井时技术人员均到现场进行指导，监理人员旁站监督，并全程进行影像记录，管材均采用经检测合格的200mmPVC-U管，管材壁厚9.6mm；过滤器采用PVC-U管割缝，外包40-60目不锈钢网；

⑥填砾、止水：成井后及时进行换浆、填砾或止水；

⑦洗井：采用空压机、活塞洗井、抽水洗井等方法进行联合洗井，洗井工作一般采用2种以上方法，洗至水清后进行抽水前稳定水位观测；

⑧抽水试验：采用单井稳定流抽水试验方法，抽水设备主要为深井潜水泵，一般进行3次降深；

⑨水样采集、分析：抽水结束前取水质全分析样一组，抽水前后均进行沉渣测量；

⑩辅助设施建设：钻孔施工及各项试验、测试符合设计要求后进行井口保护装置、标识牌及水准点设置，如图1所示；

实施站点钻孔结构成果如图2典型站点地质剖面及钻孔结构图所示。

5 工作成果

5.1 完成实物工作量

监测站点实际施工过程中，因部分监测点选址落地困难等原因，在4区6县落地施工监测井23处，具体实施站点位置如图3所示。

图2 典型站点地质剖面及钻孔结构图

注：①站点350104210525(监测第四系孔隙承压水)和350104210525(监测基岩裂隙水)均位于仓山区金山公园内，2个站点距离2m，在图中显示重叠；②因落地原因，站点350103210531由台江区闽江公园移位到仓山区福建省国土资源厅档案馆，但是站点编号未变。图3 福州市新增国家地下水监测站点实施分布图

钻探总进尺1512.51m，物探测井1512.51m，1∶10 000水文地质调查91.3km2，洗井台班127台班，抽水试验172台班，水样采集分析23组，孔口保护装置23套，标志牌23个，引测高程、坐标测量和水准点建设23处。设计方案施工站点实际施工情况，如表1所示。

表1 新增监测站点设计方案与实际实施情况一览表

5.2 目标监测含水层

本次地下水监测类型为第四系孔隙潜水3处，第四系孔隙承压水4处，基岩裂隙承压水16处，如表1所示。

5.3 水质分析

本次地下水监测站点水质分析结果，按《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行水质评价，其中：1组指标类别为Ⅲ类、质量级别为良好；5组指标类别为IV类、质量级别为较差；17组指标类别为V类、质量级别为较差～极差。地下水主要为铁锰超标，其次为氨氮超标，再次为PH值、F、化学氮超标。

6 新增监测站点实施存在问题

监测站点选址，主要考虑监测井施工通道及水电、监测井后期保护及监测长期稳定运行等因素，设计方案一般结合水文地质条件选择在公用土地，但土地属于各公有单位实际管理。

本次监测站点施工虽有地方国土部门的全力配合，但监测站点落地协调难度依旧很大。落地协调困难大，严重影响了施工进度，增加了施工成本，严重浪费了大量的人力财力物力。具体表现如下：

(1)本次拟增设27个监测点，但鼓楼区和台江区的4处站点因未能协调成功，监测站点最终未能进行施工，造成这两个区(占地面积43.71km2)本次国家监测站点施工空白。

(2)福州市有11个站点(占所有站点的47.83%)，经过多次反复选址协调，最终落地。

(3)落地协调困难大，造成部分站点不能按设计方案的最佳水文地质条件进行施工。福州市有2处监测站点(协调后最终才成的施工点，但非设计方案监测点)钻进深度虽已远远超过设计方案，但未能达到目标含水层，无水、少水。无水和少水的站点未能满足国家地下水监测要求，最终重新选址，重新协调落地，重新施工。

7 相关建议

地下水监测工作是一项长期的基础性、公益性事业，为方便监测站点的管理、保证监测站点能长期有效地发挥作用，建议由省政府和市政府联合牵头协调解决监测站点落地难的问题，以保证监测站点施工能落实在目标含水层及减少不必要的人力财力物力浪费。根据福州市国家地下水监测站点的实施情况，建议从站点地域分布上完善鼓楼区和台江区国家地下水监测站点的分布，以填补这两个区国家地下水监测站点的空白。

针对原有福州市地下水监测及传输手段落后、数据传输时效性差、监测能力和监测数据质量低的情况，建议从监测方式上，将原有站网由人工监测改善为自动监测方式，以更好地掌握地下水数据；从站点井口保护上，建议完善原有站点的井口保护装置，以减少人为因素对监测井的干扰；从原有旧站点的修复上，建议对可修复的站点进行必要的修复，以减少淤堵对监测数据的影响，提高监测数据的质量。