山西省地下水现状及发展探讨

牛国菲

（山西省水文水资源勘测总站，山西太原030001）

地下水是水资源的重要组成部分，是人们赖以生存的重要水源。地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系，在保障人民生活、社会经济发展、生态保护等方面都有着至关重要的作用。随着我国经济的飞速发展，水资源与经济之间的矛盾日渐突出，因此，适应新时代、新使命、新思想、新方略，补齐地下水监测短板、强化地下水资源支撑保障，显得尤为重要。

1 地下水监测现状

1.1 地下水监测站网布设情况

山西省地下水监测站网分为基本监测站网和统测站网。2018年全省共有基本监测站点1 289 处，其中，国家工程井504 处，基本监测站网为常规监测，主要以借用当地生产井为主，专用井436 处，比例仅占33.8%。地下水位监测站网重点控制了地下水开发利用程度较高的七大盆地，以及部分水源地和超采区等特殊类型区。山西省有11 个全国重要饮用水地下水水源地，其中，7 个水源地布设地下水监测站15 处，其余4 个水源地内无监测站。

1.2 存在主要问题

（1）现有测站代表性差。山西省基本监测站网中66%监测井为借用当地生产井，受开采抽水影响，动静水位差较大，且难以反映天然状态下地下水随时间在空间上的真实变化过程。同时存在监测站成井质量不高、水井结构不清、地层资料不全等情况。

（2）地下水重点区域和分层观测有待完善。近年来随着第一产业、第二产业的飞速发展，地下水开采量大幅度增加，造成了地下水动态的复杂性，多年的实践表明现有监测站在水平和垂直方向上进行区域性宏观控制，特殊地貌单元及城市、工矿水源地、盆地入口、出口以及与降水入渗、河川径流相配套等方面有一定的欠缺。

（3）现有信息采集及传输方式落后，不满足现代化需求。山西省地下水监测站建设分为两个阶段，2015年以前，多数地下水监测采用传统且效率低的人工方式，采用皮尺、测绳、测钟或音响器等传统监测设备，所测得的数据人为误差大、测量精度低。监测信息的传输方式一般是人工采用普通信件、电话报送到各地市，地市再报送至省级，经过技术员人工整理后逐级上报，信息传输速度十分缓慢，时效性差。

2016年随着国家地下水监测工程实施，地下水监测自动化程度逐年提高，到目前，山西省已建成地下水监测自动站721 处，自动化率仅达到50%，为推动地下水高效、及时、准确监测，满足水文现代化要求，建议尽快实现地下水监测全面自动化。

2 地下水现代化建设规划

地下水现代化是水文现代化的重要组成部分。山西省地下水现代化建设目标为：在5～10 a 的时间内，依靠思维创新、体制机制创新和科技创新，用现代思想观念调整管理思路，用现代科学技术手段建设新型地下水监测和管理模式。用现代化科学文化知识武装地下水队伍专业素质，从传统向高科技、现代化、可持续发展转变，更好地为水文强监管和经济社会发展服务提供支撑。

2.1 地下水现代化分阶段目标

全省地下水基本监测站，到2025年地下水现代化建设取得突破性发展，主要体现在以下四个方面：

（1）地下水监测站网经过优化既有监测站网和新增监测站网的方式，提高站网密度，使布局更加全面、科学。按照统筹兼顾、突出重点的原则，充实优化地下水站网，并对特殊类型区中的水源地、超采区、岩溶地区等进行重点加密布设。与现状相比，全省地下水监测自动化站点个数大幅度增加，自动化率由50%提高至100%，全面实现自动化采集及传输。孔隙地下水超采区自动监测井密度增加，自动监测控制率达到100%；同时，增设一定量的浅层地下水专用监测站，开展各含水层间水位关系、水力联系的合理性分析。

（2）全省地下水自动监测专用井比例大幅增加，便于地下水位的准确监测，为地下水时空变化规律的合理性分析提供数据支撑。

（3）全省地下水自动化监测站网全覆盖，全面提升我省地下水自动化监测能力的高效性、及时性、准确性，基本满足地下水现代化建设要求。

（4）建设山西省地下水监测中心，各地市建设相应的分中心，基本实现地下水各水文地质要素可视化和智能服务化，便于专业人员对监测井的日常管理和维护。

到2035年，全省基本实现地下水监测现代化建设。在2025年的基础上，地下水站网布局不断充实、优化，形成现代化的地下水监测系统。

2.2 地下水监测中心能力提升

2.2.1 省级地下水监测中心建立

对已有业务用房进行升级改造，配备服务器、工作站、专用显示屏、专用档案柜等网络及办公设备，配备数据库软件、地理信息系统、网络安全防护软件、专业统计分析软件、地下水数值模拟软件等专业软件，开发地下水信息共享服务系统、地下水信息展示系统、地下水信息发布预警系统、地下水信息发布移动客户端等业务系统，提高地下水监测综合服务能力。

拓展省级监测中心的业务范围。对已有地下水资料开展各项分析工作，对监测数据进行深加工，提供地下水月报等服务产品，发挥出水文尖兵的作用。

加强市级地下水监测中心能力建设，结合地下水业务需求，在各市建立地下水监测分中心。购置业务用房，对已有业务用房进行改造，配备服务器、工作站、专用显示屏等网络设备，购置系统及网络软件，开发满足本市业务需求的地下水业务系统，配备RTK、便携式井深仪、悬垂式水位计、水温计、贝勒管、发电机、水泵、移动工作站、巡测车等先进的巡测设备。加强监测中心工作人员的知识业务培训，增强能力素质，结合自动化设备的更新，在“人”和“物”两方面双管齐下，达到提升监测中心综合服务能力的目的。

2.2.2 地下水信息共享服务平台建设

（1）建立统一地下水信息共享服务系统。整合国家地下水监测站、省级监测站、规划建设站和其他部门等地下水数据资源及分析成果，建设共享系统。

（2）开发地下水信息查询移动客户端软件，为省级监测中心和分中心业务人员提供地下水信息查询服务。主要功能包括基本信息查询、站点查找、工况信息报警、地下水监测管理相关通知公告等信息查询，实现手机蓝牙唤醒并进行实时数据读取功能、站点定位导航功能，以方便业务人员对监测井进行日常检查和维护。

（3）在地下水监测站保护装置上喷涂二维码，社会公众通过互联网，使用移动客户端软件或微信公众号扫码获取监测站基本信息，查询工程名称、地下水位信息、监测目的和意义、联系方式等信息，满足社会公众对地下水信息的需要。

2.2.3 地下水现代化业务体系建设

（1）开发地下水业务分析处理系统，基于地下水动态监测数据，自动生成专题图。例如地下水水位埋深、地下水水位标高、年末差、流向等，同时可以进行人工修正。各专题图可进行大比例缩放，如要查看县市建城区内等值线，放大比例尺时，等值线自动加密等。建立降水量、开采量、地下水位等关系模型，利用数学统计模型、BP 神经网络模型进行分析，对地下水位变幅进行预测。

（2）在省地下水监测中心和各分中心部署地下水信息展示系统。通过大屏幕，利用地理信息系统可查看地下水监测站分布情况，可定位并查找监测井的基本信息和动态监测信息，对地下水位等值线图等分析成果进行展示。及时向上级部门和相关单位提供准确的地下水监测数据、地下水月报、地下水位预警信息，向公众发布地下水相关政策、新闻、科普知识及地下水分析成果。

（3）利用专业数值模拟软件，在三维环境中进行地下水模拟，利用专业统计分析软件，对地下水数据进行深度分析处理，对地下水位等信息进行预测分析。各市地下水监测分中心根据本市业务需要，定制开发地下水业务软件。

3 结语

随着社会经济的高速发展，地下水水位监测需要以现代化理念为引领，补齐监测短板，强化科技支撑，广泛应用自动化、信息化和智能化等现代技术，推动建立和完善与时代发展同步的现代化地下水监测体系和管理体系，为水利强监管和经济社会发展提供更全、更快、更准的地下水监测信息和内容丰富的服务产品。