湖南省地下水监测站网分析

李 庆，徐大富，李洪涛，冯 琪，王 丹

(1.成都理工大学，四川 成都 610059；2.湖南省自然资源事务中心，湖南 长沙 410004 )

1 湖南省地下水监测历史

湖南省地下水监测工作最早开始于20世纪70年代的韶山市，从第一个地下水监测站点建立，至今已有50年历史[1]。1984年湖南省成立省地质环境监测总站，先后在长沙、湘潭和岳阳等6个城市开展了地下水水位、水温、气温、水量、水质等常规项目的动态监测工作。2012年在益阳市建立省内第一个地下水在线监测平台，用于水位、水温自动化监测。2013年将省二〇三发射台的机井作为省内地下水水质在线监测的首个试点，开启湖南水质在线监测的新篇章。截至2013年底，全省陆续建设了地下水水位、泉流量以及地下水水质动态监测井共107个，主要集中在长沙、湘潭、邵阳、岳阳、益阳和郴州6个城市。2015年6月，国家地下水监测工程正式启动，同年7月，湖南省正式开展国家级地下水监测站点布设工作[1-2]。随着国家地下水监测工作顺利实施，省级地下水监测中心和信息节点在长沙市省地质环境监测总站布设成功，14个市(州)的地市节点也陆续布设完成。2017年，益阳市在城区建设省内首个矿泉水资源在线监测示范工程。自此，湖南省地下水监测工作步入了特殊地下水自动化监测研究领域。截至2018年，国家地下水监测工作顺利完成并投入运行使用，至此湖南省地下水监测站点已达306个，基本覆盖全省14个市(州)[3-4]。

图1 湖南省水文地质单元区划图

2 水文地质单元划分

水文地质单元指具有同一的地层演化史、构造演化史和水化学演化史的区域。同一水文地质单元内的地层沉积在时间和空间上是连续的，具有统一的补给、径流、排泄条件，具有统一的渗流场和化学场。本次水文地质单元划分以地层展布为基本骨架，以深大断裂(带)为重要分界线。在满足同一水文地质单元基本处于同一构造单元内，同时具有同一的构造演化史和相对独立、完整的地下水循环演化体系的条件下，以慈利-保靖、溆浦-靖州、公田-灰汤-新宁、连云山-衡阳-零陵、茶陵-郴州、桂东-汝城6条深大断裂作为单元边界，将湖南省划分为8个一级水文地质单元，以Ⅰ～Ⅷ序号表示[5]。其中洞庭湖盆地为第四系松散岩类孔隙含水层系统，具有独立的水动力场和水化学场，为一个单独的水文地质单元。水文地质单元划分见图1、表1。

表1 湖南省水文地质单元

在划分出独立完整的水文地质单元的基础上，对湖南省现有地下水监测站网布设的合理性进行分析，诊断现存的监测体系是否能完整反映湖南省水文地质单元的地下水动态规律。

3 地下水监测现状

湖南省目前已建成地下水监测站点306个，其中国家级监测站点226个，省级监测井66个，地区级监测井14个，覆盖全省14个市(州)、7大水文地质单元。各市(州)及各水文地质单元监测站统计情况见表2和表3。

表2 各市(州)地下水监测站点分布情况

表3 各水文地质单元地下水监测站点分布情况

3.1 洞庭湖水文地质单元(Ⅰ)

洞庭湖水文地质单元内的洞庭湖为全国第二大淡水湖，湖南最大的湿地，也是最大的生态环境保护区，地下水资源丰富，主要含水层为第四系松散堆积物孔隙含水层，分布广、埋藏浅、厚度大，开发利用程度高。单元内布设地下水监测井54个(包含水质监测站点3个)，主要分布在岳阳市、常德市、益阳市。按监测地层分，有新生代地层监测点53个，元古代地层监测点1个。单元内地下水长期监测点密度达0.26个/100km2，空间分布较均匀。

3.2 龙山-桑植-石门水文地质单元(Ⅱ)

龙山-桑植-石门水文地质单元主要含水层为碳酸盐岩岩溶含水层。单元内布设地下水监测井22个(包含水质监测站点4个)，主要分布在张家界市、常德市、湘西自治州。按监测地层分，有中生代地层监测站点2个，晚古生代地层监测站点3个，早古生代地层监测站点17个。单元内地下水长期监测点密度达0.12个/100km2。

3.3 凤凰-沅陵-桃源水文地质单元(Ⅲ)

凤凰-沅陵-桃源水文地质单元主要含水层为碎屑裂隙孔隙含水层和变质岩裂隙含水层。单元内布设地下水监测井13个(包含水质监测站点2个)，主要分布在怀化市、湘西自治州、常德市。按监测地层分，有中生代地层监测站点3个，晚古生代地层监测站点3个，早古生代地层监测站点6个，元古代地层监测站点1个。地下水长期监测点密度达0.04个/100km2。

3.4 通道-新化-桃江水文地质单元(Ⅳ)

通道-新化-桃江水文地质主要含水层为碳酸盐岩岩溶含水层、岩浆岩裂隙含水层、变质岩裂隙含水层。单元内布设地下水监测井12个(包含水质监测站点3个)，主要分布在益阳市、邵阳市、娄底市及长沙市。按监测地层分，有新生代地层监测站点1个，晚古生代地层监测站点5个，元古代地层监测站点6个。地下水长期监测点密度达0.03个/100km2。

3.5 东安-湘乡-平江水文地质单元(Ⅴ)

东安-湘乡-平江水文地质主要含水层为碳酸盐岩岩溶含水层、岩浆岩裂隙含水层、变质岩裂隙含水层、红层碎屑岩类裂隙孔隙含水层。单元内布设地下水监测井89个(包含水质监测站点6个)，主要分布在长沙市、湘潭市、邵阳市及娄底市。按监测地层分，有新生代地层监测站点42个，有中生代地层监测站点17个，晚古生代地层监测站点26个，元古代地层监测站点4个。地下水长期监测点密度达0.26个/100km2。

3.6 江永-衡南-浏阳水文地质单元(Ⅵ)

江永-衡南-浏阳水文地质主要含水层为碳酸盐岩岩溶含水层、红层碎屑岩类裂隙孔隙含水层、岩浆岩裂隙含水层、变质岩裂隙含水层。单元内布设地下水监测井104个(包含水质监测站点3个)，主要分布在株洲市、郴州市、衡阳市、长沙市、永州市及湘潭市。按监测地层分，有中生代地层监测站点44个，晚古生代地层监测站点47个，元古代地层监测站点11个，岩浆岩监测站点2个。地下水长期监测点密度达0.22个/100km2。

3.7 宜章-资兴-炎陵水文地质单元(Ⅶ)

宜章-资兴-炎陵水文地质主要含水层为碳酸盐岩岩溶含水层、岩浆岩裂隙含水层、变质岩裂隙含水层。单元内布设地下水监测井12个(包含水质监测站点2个，泉流量站点1个)，主要分布在郴州市。按监测地层分，晚古生代地层监测站点12个。地下水长期监测点密度达0.09个/100km2。

3.8 汝城-桂东水文地质单元(Ⅷ)

汝城-桂东水文地质单元主要含水层为岩浆岩裂隙含水层、变质岩裂隙含水层。单元内未布设地下水监测井。

4 存在问题

(1)监测站点覆盖不足。现有地下水监测站网虽然实现了14市(州)的全覆盖，但未实现8个水文地质单元主要含水层的全覆盖，大部分水文地质单元的监测密度不能很好地满足区域控制要求。且监测站点主要布设在城区，监测资料无法完整准确地反映整个水文地质单元地下水动态变化规律的问题。

(2)监测信息时效性差。全省地下水监测具体工作由湖南省地质环境监测总站与14市(州)地质环境监测站共同承担，但仅设有总站一个数据信息节点，无法及时把数据传输至14个市州地环站，市(州)站无法及时接收监测信息，实时掌控地下水动态并做出相应预测预警。

(3)监测井保护压力大。大部分地下水监测井分布在城区，易受城市建设威胁。2018年郴州市区

一九八医院监测井因城市建设报废，株洲市区3个监测井和湘潭市区1个监测井因城市建设而受到破坏，城市监测井保护压力大。此外，由于自动化监测设备故障频率高，监测井缺乏后期维护而导致井孔淤堵严重，致使监测数据出现缺失、不连续的情况，数据数量和质量大幅降低。

5 建议

(1)增设地下水监测站点。以本文划分的8个水文地质单元为基础，基于全面布设、突出重点的布设原则，针对单元内未布设监测站点的主要含水层建立新的监测井孔，以便收集单元内相关含水层完整、长期、连续的动态监测资料，从而更精确地掌控单元内整个地下水系统的动态变化规律。

(2)完善地下水监测信息管理系统。在各市州增设多个信息节点，以保证地下水监测数据采集、处理、运输、存储、共享一体化，确保湖南省地下水监测网络信息传输管理协同高效运行。

(3)加强地下水监测井保护力度。城市建设应尽量避开地下水监测井的布设位置，或加大监测井范围内的保护力度，定期维护和清理各监测井，保障现有监测数据的准确度。