延安市地下水动态监测站网工程建设技术探讨

杨慧（延安市地下水工作队　陕西　延安　716000）

延安市地下水动态监测站网工程建设技术探讨

杨慧
（延安市地下水工作队陕西延安716000）

地下水是水资源的重要组成部分，是延安市城乡人民生产生活用水的主要供水水源，是十分宝贵的不可再生资源，地下水监测站网建设是开展地下水监测工作的基础，延安市地下水监测主要靠人工测量，监测站网布局已不能适应当前水资源管理形势，在分析地下水监测工作现状的基础上，对监测站网布局、新设备、新技术提出新的设想，可供参考借鉴。

地下水监测；站网建设

地下水作为延安市区域范围内城乡人民生产生活用水的主要供水水源，是十分宝贵的不可再生资源。据统计2000年陕西省地下水的开采量几乎占到全省总供水量的44.9%。延安市地下水开采量占到全市总供水量的18.2%。如今延安经济取得飞速发展，能源化产业不断发展，难免造成地下水开采过量，水污染等事件，所有这些势必造成水环境的恶化。建立地下水监测系统，完善地下水监测站网基本设施及科学管理体系，建设一支高素质的现代化地下水监测队伍，引进、安装地下水监测仪器设备，采用处理工具进行信息传输，掌握准确、详实的地下水动态信息，及时进行系统数据分析，进行水情的预、警报，为合理开发地下水资源提供科学依据。

1　延安市地下水资源状况

延安市水资源总量为13.35亿m3（不包括境外客水），其中地下水资源量为4.244亿m3。全市总供水量约2.4亿m3，地下水供水量0.9 亿m3。地下水是存在于地表以下岩（土）层空隙、裂隙中的各种不同形式水的统称，地下水主要来源于大气降水和地表水的入渗补给。区域内地貌以黄土梁涧、黄土梁状丘陵沟谷、黄土宽梁残塬沟谷、河谷阶地为主，地下水按含水层岩性特征分为冲洪积层孔隙潜水、黄土层裂隙潜水、基岩孔隙裂隙潜水和基岩承压水。地下水深埋地表以下，有的以泉眼出露，形成河流，有的以潜流形式补给地表水。冲洪积层孔隙潜水，遍布全区河谷川道阶地，含水层厚度较小，一般出水量为20m3/d～300m3/d；黄土层孔隙水，以黄陵、富县、洛川县等南部塬区为典型代表，地下水埋深一般为60m～120m，含水层厚度 30m～75m，单井出水量一般为50m3/d～200m3/d；基岩孔隙裂隙潜水和基岩承压水以白于山区白垩系红砂岩地下水为代表，资源量为0.326亿m3～0.433亿m3，主要集中在以吴起、志丹、安塞等区域的深厚红砂岩层中，单井出水量为100m3/d～800m3/d，最大单井出水量达1500m3/d以上。黄河沿岸、洛河低石质山区地下水埋深在50m～150m以下，日平均出水量小于100m3/d。

2　地下水动态监测现状

延安市地下水监测工作开始于20世纪70年代，现有监测站40处，主要布设在南部塬区的富县、洛川、黄陵三县，至今监测站依然采用人工监测。由于运行多年，设备老化、城市规划建设占地等原因，许多站点无法正常运行。鉴于延安市地下水动态监测工作存在的许多问题：没有建立全市地下水监测网，监测点少，监测工作相对滞后，使不少建设单位在规划、设计和实施地下水开发过程中盲目性很大，存在无序开采，破坏了水资源可持续利用；延安市地下水监测工作基本没有财政投资，与同级地市的工作存在较大差距；监测手段落后，目前还是人工测绳丈量，手工计算，信息传送不及时，时效性差，没有自动监测仪器、数据处理设备，无法与省网连接，使动态监测、数据处理、信息传递难以达到要求。针对以上问题，通过建立地下水动态监测站网、地下水信息系统建设，进行数据分析整理对地下水情做出预报，达到指导区域地下水开发利用的作用。

延安市区、各县县城及工业水源地地区都没有监测井布设，如吴起、志丹及其区域内的采油作业区、白芋山区的安塞、子长，黄河沿岸等县，而这些地区恰恰是目前地下水开发利用出现问题最多且最为严重的地区。这些地区由于水资源供需矛盾的日益突出，地下水开发利用的深度及类型等有很大变化，深层承压水、基岩孔隙裂隙水等尚未进行全方位监测，监测井网的建设未能与这些变化同步进行，监测资料不能反映这些地区地下水资源动态变化。

3　监测站网布设的原则及标准

本次监测站网布设按延安市区域地质、地形地貌，因地制宜，并依据《规范》中“3.2站网规划原则”，计划在延安市境内共布设地下水监测站172处，分布在各乡镇驻地、油气开采密集区、注水井密集区、流域分界线、越流补给等区块。根据《地下水监测规范》（SL183-2005）基本类型区的划分，延安市可分为黄土丘陵区和黄土台塬区。监测井布设根据监测站分类及监测项目、控制区域、监测深度白芋山区按100m～300m；重点城市为60m～80m；中部县区为100m～250m；南部塬区为200m～250m；黄河沿岸80m～200m进行统一规划。

4　监测井施工技术

（1）松散层地层井孔开孔直径。地下水监测站井孔的开孔直径为：

其中：D1—井孔开孔直径，mm；

d—井壁管外径，mm；

b—滤料厚度，mm。

施工中采用同直径的井壁管，井孔终孔直径采用最大直径井壁管数据计算，螺旋焊接钢管Φ273×7mm规格。滤料厚度根据《机井技术规范》（SL256-2000）。经计算松散层终孔直径为346.1mm。可根据地层情况和水井钻机开孔要求，采用相应的开孔直径。

（2）基岩层地层井孔开孔直径。地下水监测站井孔的开孔直径为220mm。

（3）井深、过滤器长度、滤料、沉淀管长度。地下水监测站井孔深度、过滤器长度、滤料、沉淀管长度均根据监测站所处地质类型区的水位埋深、含水层厚度、地层情况及监测层位而定，但必须满足《机井技术规范》（SL256-2000）对过滤器长度、滤料、沉淀管长度的要求。

（4）井壁管。监测井井壁管选用Φ273×7mm的螺旋焊接钢管，管件之间通过焊接连接。

（5）滤水管。选用填砾缠丝过滤器，穿孔管径为Φ273×7mm的螺旋焊接钢管，穿孔率分别为30%，穿孔外垫筋为Φ6mm的纵向金属杆条17根，缠丝为Φ2.8mm的镀锌铁丝，并沿纵向锡焊6道～8道，缠丝最大间距小于5mm。

（6）沉淀管。采用Φ273×7mm的螺旋焊接钢管，管底焊接封死。

（7）滤料。根据地下水监测站所处位置和含水层情况选用不同粒径和级配磨圆度较好的硅质砂、砾石为主的滤料进行填充。

（8）填砾厚度。满足规范要求，填砾厚度不小于75mm、150mm。

（9）管外封闭。滤料顶部至井口段采用粘土球或粘土块封闭3m～20m，上部剩余部分可用粘土填实。

（10）监测站设置井口固定点标志，并测量井口固定点高程。校核水准点和基本监测站固定点高程，从不低于国家三等水准点或基本水准点按四等水准测量标准监测。

5　地下水自动测报系统及信息系统建设

（1）地下水自动测报系统

地下水自动监测测报系统是一个应用于地下水监测领域的大型系统，它通过地下水自动监测仪（简称监测仪）实时采集地下水的水位和水温数据，利用GSM无线通信方式将数据传送至监测主站（简称主站），主站通过对数据的汇集、加工和整理生成各种监测数据列表、报表和曲线图等。地下水自动监测测报系统由监测主站和若干套地下水自动监测仪组成。监测仪完成数据的采集，主站完成数据的处理，主站和监测仪通过数据通讯设备完成数据交换。监测仪按设定的时间间隔或主站的命令将采集的数据通过数据通讯设备发送到主站，由主站完成数据的处理。

（2）地下水监测信息中心

地下水监测信息中心主要负责自动监测站和普通监测站的信息的汇总、分析、入库、发布等工作，普通监测站监测数据由各市（区）通过网络许可密码登陆方式，入库上报监测数据，中心可定时接收和随时索要各分站或数据采集终端数据，进行实时显示和信息处理。建立地下水数据库，实施地下水监测资料的图、文、信息及其它有关资料的管理；实现所有数据的转存，恢复、检索、修改、编辑及维护等功能；对地下水动态变化进行监视、分析并以图或表形式显示；通过通报、简报、公报、网络等各种方式进行发布。

6　站网工程实施保障措施

（1）建立稳定可靠的投入机制

地下水监测工作属社会公益事业，落实监测经费是工作运行、发展的前提和保证。陕西省地下水监测管理工作实行条块结合，以块为主的管理机制，各级业务管理部门所需经费，按照隶属关系由同级财政安排解决。

（2）加强地下水监测建设管理

实行坚强有力的领导是搞好地下水监测建设管理工作的决定性因素。地下水监测工作是延安市经济和社会发展不可缺少的组成部分，是水利部门负担的一项重要的基本工作。各级水利部门对这项工作只能加强，不能削弱。要从资源水利的高度，充分认识地下水监测建设管理的重要意义，加强对这项工作的领导，要落实专门机构和人员从事监测工作，保持机构、人员相对稳定，理顺业务管理关系。延安市水资源贫乏且时空分布不均，决定了延安市水资源供需矛盾是尖锐的、长期的。要缓解延安市水资源不足对经济、社会发展的制约影响，地下水资源的充分开发和永续利用，监测工作有着极其重要的作用。地下水监测工作作为地下水资源开发利用、管理保护的前期基础。其必须性和重要性是不容置疑的。为了使这项工作长期健康发展，必须采取有力措施予以保证。

（3）加强地下水监测测报设施设备的运行管理

保持地下水监测设施设备正常运行，是搞好地下水监测工作的基础。地下水监测点多面广，设施设备的运行管理工作是地下水监测工作的一个重要环节。各级监测业务管理部门要强化行业管理，切实履行好自己的职责，搞好设施设备的运行管理工作。要完善规章制度，加强监测运行维护和检测检查，依法保护监测设施，加强业务培训和检测研究，不断提高业务水平和服务质量。要注意研究解决工作中出现的新问题，促进地下水监测事业健康发展。

7　结语

地下水动态监测网站建设是通过建设专用的监测井，安装监测设备，在一定的监测周期内，利用专业仪器对区域深层承压水、基岩孔隙裂隙水进行监测，收集监测地下水水位、水质、水温等水文监测参数，对参数信息进行综合分析研究，掌握地下水动态变化，进行地下水的水情预测、预报。通过地下水动态监测，严密监视地下水情的变化，提供准确水情信息，通过预测、评估可调剂的地下水量，削减抗旱需水“峰荷”，缓解旱情，更好地为农业生产和国民经济建设服务。陕西水利

（责任编辑：畅妮）

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