新疆奎屯河流域地下水監測網的優化建設

程曉黎

（塔城地區地質環境監測站，新疆烏蘇833000）

新疆奎屯河流域地下水監測網的優化建設

程曉黎*

（塔城地區地質環境監測站，新疆烏蘇833000）

地下水監測網是地質環境監測工作的重要組成部分，也是水文地質工作中的一項基本建設，它的建設目的是為了提取地下水在含水介質系統中的有效信息，用于分析地下水的運動特征和規律，為地下水的合理開發利用和科學管理提供準確依據。在對奎屯—烏蘇監測區地下水系統分析的基礎上，對監測網進行了優化建設。

地下水監測網；優化；建設

1　概述

奎屯河位于中國西北部新疆維吾爾自治區境內，是北疆地區的第八大河流，亦是監測區的主要河流，發源于天山北麓伊連哈比爾尕山高山區，河流全長273km，河床寬500～700m，坡降為13‰，一般流速5m/s，最大流速 7.5m/s，最小流速 2.5m/s，流域面積1564km2，主要以冰雪消融水為補給來源。是一個典型的內陸河流域，經過山前沖洪積平原，最終流入博爾塔拉蒙古自治州境內的艾比湖。流域地處歐亞大陸腹地，氣候干旱，平原地區干旱少雨，蒸發強烈，生態環境十分脆弱；南部山區降水較多，年降水量可達500mm以上，是奎屯河流域水資源形成區及河流的發源地。

近50年來，由于對水資源的不合理開發和缺乏統一管理，忽視上、中、下游水資的合理布局和生態保護用水，河流出山口后被層層攔截，以人工渠系代替天然河道，以人工水庫代替天然湖泊及地下含水層，不斷擴大灌溉綠洲，長期以來重視農業用水，而忽視林業灌溉用水和荒漠生態保護，灌溉方式落后（大水漫灌），忽視節水工程，使沙漠與灌溉綠洲之間的過渡帶得不到水源，結果引發了地下水水位下降、水質惡化、湖面萎縮、天然環境被破壞、地下水溢出泉群干涸、下游土壤次生直漬化、沙漠化加重等諸多水環境問題。

建立和運行一個優化的地下水監測網是直接獲取地下水信息、為政府合理規劃開發水資源提供可靠數據的最有效手段。目前流域內地下水監測工作存在許多問題：如經費嚴重不足、監測井布設不合理、在水資源開發引起環境問題的地方缺少控制性監測點、監測內容單一、監測孔質量下降、監測手段嚴重落后等。

2　奎屯河流域地下水水位變化趨勢

2.1地下水水位空間變化趨勢

流域南部山前地下水水位低，北部地下水水位高，奎屯河流域地下水總體上從南向北徑流。受人工開采等因素影響，地下水水位由山前的慢速下降轉為北部細土平原區的中速下降。

2.2地下水水位時間變化趨勢

2.2.1獨山子水源地

大部分地區屬滲入—開采型，局部為滲入—徑流型。2001年獨山子第三水源地投產后，水源地范圍內地下水水位出現明顯下降趨勢。至2009年，獨山子第三水源地地下水水位累積下降約9.74m（圖1）。

圖1　HG2監測井水位動態變化曲線

2.2.2奎屯市及山前傾斜平原

該區是農墾區，機井星羅棋布，地下水水位呈補給開采動態。灌溉期水位下降，停灌溉期地下水補給使水位上升，年變幅最高可達到6m左右。該區域地下水位也呈持續下降趨勢（圖2）。

圖2　213監測井水位動態變化曲線

2.2.3細土平原區

細土平原為農灌區，開采的主要含水層為第二至第五層承壓水。水位也呈持續下降趨勢（圖3）。

圖3　JD10監測井水位動態變化曲

3　奎屯河流域地下水水位監測網優化

現狀監測網基本情況：本監測區主要任務是對天山北麓經濟帶——奎屯市、烏蘇市、獨山子區的地下水動態實施監測。構成地下水動態監測網線6條，其中順地下水流向4條，垂直地下水流向2條。

地下水動態監測項目：水位、水質、水溫和地下水開采量調查。

1993～1998年地下水水位監測頻率，國家級監測點為6次/月，省級監測點為3次/月。按照調整后的地下水水位監測頻率，國家級監測點為3次/月，省級監測點為1次/月，地區級監測點2次/年。

現有地下水動態監測井41個，其中國家級井4個（潛水3個，承壓水1個；專門井4個；水質4個；水溫3個；嚴重淤堵1個；輕微淤堵1個）；省級井28個（潛水28個；專門井12個，機民井16個；水質12個；水溫1個；嚴重淤堵1個）；地區級井9個（潛水9個；專門井2個，機民井7個）。

綜上所述，水位監測井36個（專門監測井18個，機民井兼監測井18個）。

4　存在的問題

4.1現狀和問題

（1）監測點分布不盡合理。專門監測井主要分布在集中供水水源地；機民井兼監測井分布也不均勻；烏伊公路以南地區和東北部的相對重要的水文地質單元，無地下水動態監測井控制。

（2）地下水埋深大于100m的專門監測井，未安裝自動監測儀器。

（3）監測手段落后。水位、水溫監測還是延用測繩、電表、普通水溫計人工觀測的方法，觀測的數據不可避免地帶有一定的人為誤差。

4.2監測網的維護

奎屯河流域地下水監測網運行近17年，部分監測井淤積嚴重，監測數據失真。為滿足項目及安裝自記儀的需要，對監測區2009年準備安裝自記儀的24口淤積、破壞的監測孔進行了洗井維修，使監測孔恢復正常運行。對維修后的井孔進行保護，具體措施是對這24個監測井采用110mm的鋼管焊制了統一規格的孔口保護裝置，外邊用混凝土砌筑，刷防腐紅漆，并在保護裝置上用漢、維兩種文字噴繪警示標志、用語，以提高社會公眾保護地下水監測設施的意識（見圖4）。

圖4　安裝保護裝置后的監測井

4.3地下水水位自動監測

流域面積大，距離遠，冬季寒冷漫長，加之測繩操作不便，野外人工手測地下水位十分艱苦；地下水水位自記監測儀同時能夠監測特殊因素影響下局部地下水水位的變化，如水源地周圍和灌區的地下水位影響等。故發展自動監測刻不容緩，實現流域區域性地下水動態監測自動化。

4.4地下水動態監測井（點）網優化原則

（1）在沒有監測點分布的相對重要的水文地質單元，新增監測井。

（2）保留集中供水水源地現有專門監測井，安裝地下水水位、水溫自動監測儀器。

（3）監測區北部地下水集中開采區，地下水位空間變化很大，設計布設地下水動態監測點相對密度高；南部含水層厚度大，地下水開采少或無地下水開采的地區，設計布設地下水動態監測點相對密度低。

（4）機民井兼監測井，手工監測頻率為1次/月；專門監測井監測頻率可以由地下水自動監測儀實現。

（5）因本次地下水動態監測井（點）網優化，未考慮采用定量方法為依據評價，故地下水動態監測井（點）網優化精度偏低。

5　結論

奎屯河流域地處干旱內陸盆地，山區降水產流貯存在山前傾斜平原礫質含水層和北部平原含水層中，地下水是城市供水、工業供水和農業灌溉的重要水源。建立流域地下水監測網是實現流域水資源可持續開發與綜合管理的基礎。本文運用地下水動態類型編圖法進行了奎屯河流域地下水水位監測網的優化設計。中荷項目首期在奎屯—烏蘇監測區確定并施工了10眼監測孔，在未來幾年內需要逐步實施20個新的自動監測孔。地下水位的監測應從手工監測向自動監測發展。手工監測頻率1次/月即能監測地下水位的趨勢下降和周期性變化，局部地區地下水水位高頻率的變化可由自動監測儀監測。

奎屯河流域具有典型的內陸河流域特征，因而水位監測網的優化與實施，不僅提高了流域內監測質量及監測水平，同時為西北干旱地區地下水水位監測提供了范例。

［1］肖令才.新疆奎屯—烏蘇地區地下水動態監測報告［R］.2006.

［2］程曉黎.新疆奎屯—烏蘇地區地下水動態監測報告［R］.2010.

P641.74

A

1004-5716（2016）02-0149-03

2015-01-20

2015-01-21

程曉黎（1977-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，工程師，現從事水文地質、工程地質、環境地質工作。