甘肃省地下水监测管理现状分析

李计生

(甘肃省水文水资源勘测局,甘肃 兰州 730000)

0 概况

地下水是水资源的重要组成部分,是支撑经济社会发展的基础性资源和战略性的经济资源的一部分,是生态和环境的控制性要素,是城乡生活和工农业生产用水十分重要的供水水源,也是维系生态系统良性循环的重要因素,对保障饮水安全、粮食安全和生态安全等具有十分重要的作用。其弥补了因地表水资源时空分布不均引起的区域供水不足,对北方资源性缺水和南方水质型缺水地区具有不可替代的作用。科学评估地下水及其开发利用现状,采取有效措施,合理开发利用和保护地下水资源,维持地下含水层的可持续平衡,对经济社会可持续发展和生态环境保护具有重要意义。

甘肃省地处我国内陆腹地的西北部,属干旱半干旱气候类型的代表性省份,位于黄土高原、蒙新高原与青藏高原的交汇地带。从大地形上看,省区主轴线刚好在青藏高原东北边缘弧形的外侧,形成两个明显的台阶,西部为高亢的青藏高原(祁连山地和甘南高原),东部及北部为蒙新高原、黄土高原及陇南山地。

自二十世纪七十年代以来,随着地表水水资源的不断减少、人口的增加、社会经济的快速发展,地下水逐年超采,地下水位呈快速下降势态。进而引发植被退化、土地沙化、土壤盐渍化、地下水水质恶化等地质环境问题,已严重影响到经济的可持续发展和人们的正常生活和生存。遵循水利部制定的《地下水超采区评价导则》,以地下水开采量超过可开采量,造成地下水位持续下降,以及由于开采地下水造成环境地质灾害或生态环境恶化为依据,对全省平原区地下水资源,按照划分出的不同水文地质单元进行了开发利用情况以及各项动态指标的评价分析,合理判别和确定了地下水超采区的范围、分类和分级。止 2005年,全省共划定地下水超采区 66处,其中:一般超采区 37处,总面积 1.2万 km2;地下水严重超采区 20个,面积 0.74万 km2;地下水禁止开采区 9处,面积 0.039 8万 km2。

1 地下水开发利用状况

甘肃省地下水开采含水层主要为浅层地下水。截止2005年,全省共建成各类机电水井 41 485眼,其中配套完善的有 37 104眼。机井主要分布在河西走廊、庆阳、定西、天水等地,其中河西走廊最多,约占全省总数的三分之二,集中分布于走廊中下游盆地,共 35 732眼,开采量 29.82亿 m3。石羊河流域机井分布最多,机电井数量为 18845眼,占内陆河流域总开采井数的 52.8%。

20世纪 70年代全省地下水年均开采量为 17.28亿 m3,80年代地下水年均开采量为 20.45亿 m3,90年代地下水年均开采量为 28.54亿 m3,2005年全省地下水开采量 37.16亿 m3,呈明显上升趋势。

2 地下水动态监测

2.1 目的与任务

地下水动态是地下水的水位、水量和水质随时间发生变化的过程,是地下水质和量的时空变化的外部表现。根据地下水资源现状,进行地下水动态监测的目的是:通过监测地下水动态进一步研究和查明地下水资源的变化规律以及发展势态,为合理而科学地利用地下水资源、优化和科学管理水资源提供依据;通过监测地下水动态,为遏制和治理生态环境、地质环境进一步恶化制定最佳方案;为社会经济—水资源—环境相互协调的可持续发展、为社会经济可持续发展、水利建设规划、政府决策提供依据。

2.2 地下水监测现状分析

甘肃的地下水动态监测工作可追溯到上世纪五十年代,大都是由于项目研究的需要设立,时设时停,或由于经费原因设立观测不久后压缩,至上世纪八十年代,为配合农业区划的需要,加之随着地下水的大量开采、超采,形成了多个地下水降落漏斗,逐步引起了政府的高度重视,开始由各县区水务局分别设立地下水监测井开展地下水动态监测工作,由省水文局进行业务统一管理,截至目前,全省水利部门共有地下水监测井 273眼 。但是,这些地下水监测井大多数利用当地的民用灌溉机井监测,受灌溉、机井报废更新、监测人员不固定等的影响,资料的连续性、代表性、准确性、时效性受到一定程度的影响。同时,各县区监测井的布设各自为政,都是根据各自需要布设,导致面上的分布也不十分合理。

近年来,随着缺水问题日趋严重,以及地下水超采引起的生态环境问题越来越突出,社会对水资源问题更加关注,各级政府对地下水管理问题也更加重视,各地相继出台了一些地下水管理法规与办法,地下水管理逐步走上了科学化轨道。地下水科学的管理需要以充足、及时可靠的信息,现有的地下水监测系统,存在监测站点数量严重不足,监测设施简陋、缺乏有效维护,监测手段落后、监测内容少、基础设施和模拟试验设备缺乏等问题,难以满足为各级政府提供决策支持、为社会发展提供信息需要,与经济社会发展的需求不相适应,主要表现在以下几个方面:

2.2.1 地下水监测站网布局不完善,不能完全满足区域经济社会发展的需要

根据《地下水监测规范》规定,地下水监测站要合理布设,做到平面上点、线、面结合,垂向上层次分明;要优先选用符合监测条件的已有井孔;兼顾与水文监测站的统一规划与配套;尽可能避免部门间重复布设;生产井不宜作为地下水监测井;要兼顾当前和长远,在科学论证的基础上确定。

与上述规定比较,我省目前已布设的监测井,基本达不到规范要求,主要原因是由于建网初期受开采范围、开采条件的限制,对一些较为关键的地形、地貌特征没有很好的反映,井网密度及分布不尽合理,监测项目也不尽全面,存在一些监测空白区。兰州、天水、平凉等市及其供水水源地,石羊河、黑河、疏勒河流域一些盆地灌区及董志塬灌区等一些地下水主要开采区或典型代表区,没有地下水监测井。为适应流域经济社会的可持续发展和地下水开发利用程度普遍加大的情势,需要在以上地区新增布设地下水监测井,优化布设调整,准确而全面地反映流域地下水动态变化规律,系统分析地下水情。

2.2.2 专用监测井严重缺乏,监测设备陈旧,监测手段落后

现有的专用地下水监测井少,建有专用监测井房的不到5%,且井房十分简陋,缺乏专门供电设施。全省只有为数不多的专用监测井,其余均是农业灌溉抽水井,观测水位受季节性开采及开采量影响,观测资料可靠性差,达不到监测规范技术要求,不能完全反映真实的地下水资源状况,造成监测数据代表性差。特别是多年来经费投入不足,无力维护和修缮,监测井自然淤堵严重,人为损坏、压占现象经常发生,致使能够维持正常运行的监测点数量不断减少,导致地下水监测井更换较频繁,不得不在周围地区选择其他开采井(或封停的开采井)替代,监测资料不连续,降低了数据质量,有的井淤积严重,观测资料无法使用。监测方式除有几眼专用井采用自记水位计监测外,其余均委托当地农民采用测绳进行人工观测,人工报送资料。监测和信息传输手段落后,时效性差。

在监测内容方面,主要是水位、水质等常规项目,部分监测点进行了地下水污染监测,但监测指标很少。缺乏专门针对与地下水有关的生态环境问题和地质灾害的地下水监测。

2.2.3 地下水监测工作经费不足,没有稳定正常的经费来源

地下水监测工作经费不足,没有稳定正常的经费来源。井网建设费和运行费不足,造成监测设施破旧,监测手段和设备落后,无法进行正常维护,影响监测质量。另外,地下水监测工作大多委托距监测站点较近的农民,个别由附近水利和水文站职工、乡镇、村干部和民办教师兼任,都没有专门进行地下水监测技能集中培训,缺乏基本监测技术,监测精度得不到保证。委托监测费偏低,监测队伍不稳定。

2.2.4 监测及传输手段落后,与信息化社会建设的要求不相适应

目前,地下水监测工作仍采用传统的人工监测方式,用测绳、皮尺、或测钟等传统监测手段,中英合作水资源需求援助管理项目的实施,在石羊河流域安装了 35套地下水自动监测设备,实现了无人值守、自动、遥测、无线传输、集中接收、显示和控制的地下水位监测站网系统,该系统采集频次高,数据准确可靠,传输及时,填补了石羊河流域多年来地下水自动监测的空白。

地下水位监测频次按规范规定有逐日、五日、十日、十五日监测。目前,逐日监测站基本没有。监测精度无法控制,监测效率较低,监测数据无法满足科研和生产实际应用的需要。另外,缺少应对紧急情况的应急监测方法和手段。

目前采取的委托监测方式已不能满足现代化管理的要求。由于委托监测费太低,委托人员积极性不高,造成缺测、漏测、野外记录不规范等现象时有发生,资料质量难以保证。对于埋深较大的监测井,人工监测的难度大,监测资料的准确性难以保证。从监测信息的传输方式看,人工监测数据上报一般是采用普通信函、电报、电话报送到地市,地市再通过信函、电话、传真、网络报送至省级,经过监测员人工整理和逐级上报,月报动态信息传输周期至少十天以上,信息传输速度十分缓慢。从时效性看,目前的传输方式与现在的信息化管理要求尚存在一定差距。在监测信息的管理服务方面,数据库和信息系统的开发、模型预测与分析研究能力和决策支持能力等还处在较低水平,与发达国家有较大差距。

2.2.5 地下水管理体制不顺

地下水监测现状存在水利行业和地质行业双头管理的局面,水利行业又存在水文部门和地方水务部门多重管理的形式,由于资料收集整理工作各具体监测单位配合不力,加之省水文局缺乏法律和政策方面的约束力,因此各行业、各单位缺乏横向交流,资料不能共享,各单位收集的资料自成体系,不能完全代表全省地下水变化的真实情况,根据各单位所掌握的有限的资料计算的水资源数量差异较大。

3 结语

(1)地下水在保障人民生活、促进经济社会发展,改善生态环境等方面发挥了重要作用。地下水监测信息对于工业生产、农田灌溉、城市供水及生态环境保护等都具有重要作用。地下水信息是进行地下水开发利用规划,实现地表水和地下水联合调度,科学管理水资源的重要依据,直接关系到人民生活、工农业生产的布局,关系到国民经济的建设与发展。

(2)对地下水资源实施有效管理,须以充分、可靠、及时的地下水补给、开采、存储等动态信息为前提。建立完善的地下水监测网络,及时掌握地下水动态变化,是优化调整地下水开采布局和开采层位的基本依据

(3)加强地下水监测,提高监测现代化水平,实行统一归口管理,实现资料社会共享,服务经济社会,势在必行。