地下水环境监测井评估体系构建研究

刘景兰，葛菲媛，秦磊，黄欢

(1.天津市地质研究和海洋地质中心，天津 300170；2.中国地质环境监测院，北京 100081)

根据我国《地下水污染防治实施方案》(环土壤〔2019〕25号)要求，2025年年底前应构建全国地下水环境监测网，并按照国家和行业相关监测、评价技术规范，开展地下水环境监测。地下水环境监测井作为开展地下水环境监测工作的重要依托，其“健康状况”直接影响到监测结果的准确性。

自《环境影响评价技术导则 地下水环境》(HJ 610—2016)[1]实施以来，企业、工业园区及相关单位已建设了大量的地下水环境监测井，但由于缺乏专业知识，且管理部门尚未制定系统的监测井维护和管理办法，部分地下水环境监测井建成后存在维护管理工作不到位、亟待维修、监测功能丧失，甚至成为污染通道等问题。因此，现存的大量地下水环境监测井能否满足地下水环境监测工作的要求，如何保障监测井可以长期有效地完成地下水监测工作等一系列问题值得关注。解决该系列问题的关键基础保障是科学建立地下水环境监测井评估体系，对开展相应评估工作具有重要意义。

目前，《地下水环境状况调查评价工作指南》(环办土壤函〔2019〕770号)[2](以下简称《工作指南》)、《地下水环境监测技术规范》(HJ 164—2020)[3]、《地下水环境监测井建井技术指南(试行)》[4]《地下水监测井建设规范》(DZ/T 0270—2014)[5]、《水文水井地质钻探规程》(DZ/T 0148—2014)[6]、《区域地下水位监测网设计规范》(DZ/T 0271—2014)[7]、《区域地下水质监测网设计规范》(DZ/T 0308—2017)[8]、《地下水监测网运行维护规范》(DZ/T 0307—2017)[9]、《地下水监测站建设技术规范》(SL 360—2006)[10]、《地下水监测工程技术规范》(GB/T 51040—2014)[11]等对地下水环境监测井的建设、筛选、管理和维护做了不同程度的要求，但均未提出“监测井评估”的具体概念，亦无监测井评估工作的具体方法。以往实际监测井评估工作中，多为人为经验判断，存在评价指标不全、结果随机等问题，因此建立一套系统性的评价体系尤为重要。现参考上述规范，在已开展的大量监测井评估工作的基础上，对众多实际情况进行了归类分析，最终选择合适的评估指标，制定适用的评估方法，提供全面的评估结果，建立地下水环境监测井评估体系，为地下水环境监测井的评估工作提供参考。

1 评估指标

根据各指标对监测井监测功能的影响程度，选择评估指标具体包括井口保护装置、井管内径、上部井管保存状态、监测井是否串层、井结构保存状态、井的连通性6个评估指标。

井深是监测井重要的指标，其对监测功能的影响一方面取决于区域水文地质条件，即目标含水层岩性、厚度和地下水水位动态特征；另一方面取决于污染风险特性，即污染风险源是否涉及轻质非水相液体(LNAPL)或重质非水相液体(DNAPL)。可见井深具有明显的地域性和个体差异性，不适纳入普适性的评估体系，因此未将其纳入监测井评估指标。建议开展监测井评估工作时，根据工作需要综合考虑井深的合理性。

根据相关指南要求，规范的监测井应配套建设相应的辅助设施，例如：井口固定点标志、图形标、监测井铭牌、警示柱和井口标识等。但考虑到监测井建设、维护成本以及监测井的实用性，本次评估指标未考虑辅助设施。

1.1 井口保护装置

《工作指南》《HJ 164—2020》《地下水环境监测井建井技术指南(试行)》《DZ/T 0270—2014》和《SL 360—2006》均对井口保护装置的建设提出不同的要求。

地下水环境监测井的井管材质一般为聚氯乙烯(PVC)，容易受撞击等被损坏，安装井台和井口保护筒，可起到保护井管的作用，从而保护监测井。监测井的井盖和井帽(特别是井帽)是防止监测井受污染的关键设施，如无井盖且无井帽，则井管处于敞开状态，地表水、雨水或污染物等直接进入井管，存在地下水污染风险；如有井帽或井盖，且井盖由井口锁具封闭，一般情况可以起到保护地下水的作用，但如遇特大暴雨，井口保护装置被地表积水淹没等特殊情况，必须有井帽才能有效避免雨水污水倒灌。井口保护装置的状况分为完整完好、不完整、破损和无4种情况[12]。

1.2 井管内径

《HJ 164—2020》《DZ/T 0270—2014》和《GB/T 51040—2014》等根据各自工作需求对井管内径提出不同的要求。生态环境部相关规范要求井管内径不小于 50 mm，以能够满足洗井和取水要求的口径为准。综合实际工作经验，监测井径太小(<50 mm)，不便于开展洗井、取样工作，且容易因井损过大导致出水量太小[13-14]，无法采集新鲜地下水，因此将井管内径作为监测井评估的指标之一，分为井管内径<50 mm、内径≥ 50 mm 2种情况。

1.3 上部井管保存状况

井管分为井壁管、滤水管和沉淀管，《HJ 164—2020》《DZ/T 0270—2014》和《SL 360—2006》等对井管的建设提出不同的要求，且将井壁管/滤水管有严重断裂的判定为报废。大量调查工作中发现存在部分监测井只是地上以及地下浅表内的井管错位断裂，无需报废的情况。为节省资源和成本，方便后期开展监测井修复管理工作，将井管分为上部井管和下部井管。上部井管为地上及地下浅表内通过简单修复即可恢复井管完整性的井管，其余部分为下部井管。上部井管保存状况分为完好、轻微损坏、较严重损坏和严重损坏4种情况[12]。

1.4 监测井是否串层

《HJ 164—2020》等明确规定监测井筛管不得越层，监测井不得穿透目标含水层下的隔水层的底板。《废弃井封井回填技术指南(试行)》指出，若井管开筛位置不佳造成层间连通，将加大地下水污染风险。综上，将监测井分为监测井串层和未串层2种情况。监测井滤水管穿透2个及以上含水层即为串层，否则为未串层。

1.5 井结构状况

井结构状况是下部井管保存状况和井内状况的综合状况。《HJ 164—2020》等指出由于井的结构性变化，造成监测功能丧失的监测井应当报废。

井下电视可有效探查监测井结构状况[15]，结合实际工作经验，将井结构保存状况归纳为5种情况：(1)监测井结构完好，井管无损坏，具有滤水管；(2)监测井结构完好的同时，井下有异物或井水浑浊或井管有污垢等情况；(3)下部井管严重断裂或变形；(4)井中污垢/泥沙淤积，导致井内外水力连通中断；(5)无滤水管。

1.6 井的连通性

《HJ 164—2020》指出井的出水量宜> 0.3 L/s；同时指出每2年对监测井进行1次透水灵敏度试验，目的是保证井的连通性良好，确保在地下水样品采集时可以采集到新鲜的足够量地下水，保证样品结果具有代表性。井的连通性分为连通性良好、连通性一般和连通中断3种情况[12]。

2 评估方法

本次建立的评估内容包括监测井维护评估和监测井功能评估2个方面。评估采用单指标评估和综合评估方法。

监测井维护评估，是从保障监测井的长期监测功能而建立。最终评估结果为无需修复、修复和报废。用于指导监测井的管理者如何去维护监测井，使之可以长期有效地满足地下水监测工作要求。

监测井功能评估，是从能否满足当前或短期监测工作要求而建立。例如，某井口保护装置的井筒发生破损，从长期来看，需要进行监测井维护，但目前井口保护筒的破损不会影响监测功能。此外在一些场地调查、地下水修复等项目中会建设一些临时监测井，只服务于一段时期的工作，对于该类监测井也只需要对其目前的监测功能进行评估即可。监测井功能评估的最终评估结果为监测功能良好、监测功能一般和不具有监测功能。

2.1 监测井维护评估

2.1.1 单指标评估

对每一评估指标均进行单独评估，具体评估规则见表1。

表1 监测井维护评估单指标评估规则

2.1.2 综合评估

综合评估是综合单指标评估结果，本着“从劣”原则，按最差的单指标评估结果确定。具体评估规则见表2。

表2 监测井维护评估综合评估规则

2.2 监测井功能评估

监测井功能评估亦采用单指标评估和综合评估。需要说明的是，井口保护装置的建设是为保护监测井及井内的监测仪器等不受人为损坏，防止地表水及污染物质进入监测井内。一些简易井通常不建设完整的井口保护装置，只有井帽，也能防止地表水及污染物质进入监测井内，不影响监测井的监测功能。因此在监测井功能评估中，井口保护装置不纳入评估指标，用“井口状况”来替代井口保护装置。

井口状况根据能否保护监测井内地下水不受污染分为具有保护功能和不具有保护功能2种情况。具有保护功能：有井帽或井盖，能防止地表水、雨水或污染物等进入监测井内；不具有保护功能：无井帽且无井盖，不能防止地表水、雨水或污染物等进入监测井内。

2.2.1 单指标评估

对每一评估指标均进行单独评估，具体评估规则见表3。

表3 监测井功能评估单指标评估规则

2.2.2 综合评估

综合评估亦是综合考虑各单指标后给出的评估结果，本着“从劣”原则，按最差的单指标评估结果确定。具体评估规则见表4。

表4 监测井功能评估综合评估规则

2.3 措施建议

建议企业和管理部门高度关注地下水环境监测井的功能状况，对评估结果为报废和不具有监测功能的监测井，按照《废弃井封井回填技术指南(试行)》进行报废封井；对评估结果为修复的监测井，开展针对性的维护，例如洗井、井口保护装置维修、井管修复、井管清洗和异物打捞等；对评估结果为无需修复的监测井，定期开展相关维护和检查，保障其监测功能稳定有效。

3 监测井评估实例

选取天津市某工厂环评井1#为例(图1)。潜水含水层底板埋深10 m，井深9.42 m，水位埋深1.62 m；滤水管位置为地表下5.80 ～9.42 m，监测层位为潜水；井台规格为正方形，边长50 cm；井台高度15 cm；地上保护筒高度为55 cm；有井盖；有井口锁具；无井帽。根据井下电视探查结果，上部井管0.8 m处有轻微裂痕，井结构保存状况良好，通过微水试验，判定井的连通性良好。实例评估情况见表5，综合评估结果为良好。

图1 天津市某工厂环评井现状

4 结语

选择井口保护装置/井口状况、井管内径、上部井管保存状态、监测井是否串层、井结构保存状态、井的连通性6个指标，从监测井维护评估和功能评估2个方面建立地下水环境监测井评估体系。该体系的构建为充分利用现有监测井，避免监测井重复建设，节约监测井建设及维护成本，推进地下水环境监测网建设提供技术支撑。