新疆地下水監測系統站網布設分析

藺悅霞

（新疆水利廳網絡信息中心，烏魯木齊 830000）

1 概況

新疆干旱少雨，又有大量的戈壁、沙漠和干旱荒山，使得水資源極為緊缺。據統計，全疆總年供水量588.07 億m3，其中地下水源供水110.39 億m3，約占全疆總供水量的19%。新疆地下水監測工作起始于20 世紀70 年代，起步較晚。受歷史原因和多種因素影響，一直存在地下水監測站網不健全、人員編制不到位、監測經費嚴重短缺等問題，至今沒有建立起較為完善的地下水監測站網。為了保護地下水資源，為新疆社會經濟可持續發展提供有力支撐，現就新疆地下水監測站網布設進行分析。

2 地下水監測現狀及存在的問題

（1）地下水監測機構不健全。新疆水文水資源局水文地質處負責全疆地下水監測工作，各地、市、縣的具體監測工作分散在水文、水管、水政、地礦、科研等部門，監測機構復雜，沒有固定工作人員。水文地質處無法具體安排、協調和指導各地工作，只能收集整理各地的監測資料。遇到不報、編造、缺報資料等情況，水文地質處無法處理，難以保證監測質量。

（2）沒有科學合理的地下水監測站網。新疆現有的監測井多是生產井、報廢井或者簡易民井，沒有專用監測井，符合《地下水監測站建設規范》（SL360-2006）要求的監測井很少。現有監測站網缺少統一規劃，監測范圍小，布局不合理，代表性較差。現有監測井基礎資料不全、質量不高，反映信息的完整性、準確性較差。地下水監測部門沒有監測井的產權，無法對監測井進行保護，監測井填埋、破壞現象嚴重，造成監測井不斷變更，監測資料不連續，系列性、可比性差，嚴重影響資料的使用價值。

（3）地下水監測經費嚴重缺乏。由于歷史原因，地下水監測經費不能納入部門預算，沒有固定經費來源和專項渠道。每一年，都是水利廳、新疆水文水資源局擠用其它專項經費，來維持地下水監測工作。而一年15 萬～30 萬的工作經費對于地下水監測工作來說只是杯水車薪，遠遠達不到開展正常監測工作的經費需求。

（4）地下水監測手段落后。目前沒有地下水自動監測系統，地下水還是人工監測，地下水監測設備就電線、萬用表、卷尺、記錄本，不僅耗費大量人力物力，監測質量也難以提高。

3 地下水監測系統站網設計

3.1 總體框架

結合國家地下水監測工程（水利部分）進行全疆站網布設，規劃新疆需建設省級地下水監測中心1個、地市級分中心11個、監測站430個。

（1）省級監測中心。省級監測中心承擔轄區內地市級分中心的管理、地下水信息的接收存儲、分析計算、匯編刊印，建立地下水資料數據庫和信息服務平臺，為地下水資源評價、論證、規劃、管理、保護和實施最嚴格的水資源管理制度考核提供可靠的技術支撐。

（2）地市級分中心。地市級分中心承擔轄區內地下水監測站的運行、維護和管理，水質站水樣的采集與分析，流量站的巡測，接收由省級監測中心分發本轄區的地下水信息，建立相應的數據庫，進行資料校核和整編，并將年度整編成果上交省級監測中心。

（3）地下水監測站。地下水監測站承擔水位、水溫、水質、流量等監測項目，并將采集的信息直接傳輸到省級監測中心。

3.2 通信規約

國家地下水監測工程（水利部分）監測站信息自動采集傳輸采用《水文監測數據通信規約》（SL651-2014）。不同信道傳輸波特率的選擇應滿足規約的相關規定。

3.3 信息流程

地下水監測站將水位、水溫、水質等自動監測信息通過GPRS/SMS 信道發送到省級監測中心，省級監測中心通過國家防汛抗旱指揮系統網絡將監測信息分別傳輸到國家地下水監測中心、流域監測中心、相應地市級分中心。新疆信息傳輸流程見圖1。

圖1 國家地下水監測工程（水利部分）新疆信息流程圖

該信息流程的監測信息由一個節點集中管理便于數據維護更新，能夠保證不同節點數據一致性；能夠節約相應的通信費用，節約運維成本；能夠更加明確責任主體，實現運行維護主要委托省管理模式。

4 站網布設方案

4.1 布設依據及原則

根據新疆水資源開發利用與管理、生態環境保護對地下水監測信息的需求，分為基本類型區（一般類型區）、特殊類型區（重點監測區）布設地下水監測站網。

新疆地下水站網布設以水文地質分區為基本單元，在繼承現有站網的基礎上，根據地下水開采強度和水資源狀況進行確定布設。對區內基本類型區中的平原區進行控制性布設，對特殊類型區中的城市建成區、超采區、重要水源地等進行重點布設。平原區以淺層地下水為主要監測目標含水層（組），地下水開發利用地區、超采區以主要開采層為監測目標含水層（組）。

4.2 站網組成及分布

新疆地下水監測工程建設地下水監測站430個，其中新建305 個（含坎兒井流量站5 個），改建125 個，監測數據全部實現自動采集與傳輸。國家地下水監測站網（水利部分）分布在除石河子市以外的14個地（州、市），各地（州、市）監測站情況見表1。

地市級行政區烏魯木齊市克拉瑪依市吐魯番地區哈密地區昌吉州博州巴州阿克蘇地區克州喀什地區和田地區伊犁州塔城地區阿勒泰地區石河子市總計合計 3建設類型監測層位潛水混合水改建監測水質站點4 7 3 8 9 4 1 9 5 1 0 31 89 13 42 31 8 52 13 13 52新建25 2 28 21 54 11 32 22 8 35 10 11 39 10 35 2 10 5 3 8 7 2 4 5 1 0 6 2 9 0 1 7 3 2 1 3 6 1 1 0 0 5 1承壓水20 0 20 18 36 6 21 16 7 29 10 6 28 9 2 8 9 0 1 3 3 2 1 7 0 7 0 3 0 0 3 6 0 1 0 1 0 0 430 305 125 106 218 106 7 2 4 3 7 2 6 4 1 7 4 3 4 0 0 5 4

按全國11大水文地質單元統計，準格爾布設監測站220 個，占51.16%；塔里木布設210 個，占48.84%。按監測含水層空隙類型統計，全部為孔隙水；按監測層位統計，潛水106個，承壓水218個，混合水106個。

在430 個監測站中選取54 個開展常規水質監測，兩年覆蓋監測1 次。并從中選擇3 個有代表性的站進行水質自動監測（一般監測站2個，以電極法五參數為主；重點監測站1 個，以電極法五參數和UV探頭為主）。

按照區域控制和重點布設相結合的原則，新疆加密布設監測站的重點區域主要為地下水水源地和地下水超采區。在地下水超采區布設站點244個，水源地區域內布設站點32個，見表2。

超采區水源地監測井數量/水源地合計年開采量/萬m3 9100 6500 480 4060 7630 238.5 9332 8800 450 5614 2250 4841 5163地市級行政區 水源地數量/個超采區數量/個烏魯木齊市克拉瑪依市吐魯番地區哈密地區昌吉州博州巴州阿克蘇地區克州喀什地區和田地區伊犁州塔城地區阿勒泰地區石河子市合計眼 84014 3204204 3 2 84261監測井數量/眼31超采區面積/km2 2460 115819476 7 2 37 22 85 6 16 4084 2469 16 852 1404 2369 3 44 1033 11 989 64 458.5 244 1 21312 13 11 5 384 43 044

4.3 站網合理性分析

從布站密度的角度出發，分別對基本類型區（一般類型區）和特殊類型區（重點監測區）站網布設合理性進行分析。

4.3.1 基本類型區

新疆地下水監測站全部布設在平原區，平原區監測站布設密度約為0.8站/1000 km2。地下水資源開發利用強度高的布設密度大（見表3）。

地（州、市）名稱烏魯木齊市克拉瑪依市吐魯番地區哈密地區昌吉州博州巴州阿克蘇地區克州全國水資源綜合規劃平原區面積/（km2）4052 7845 20 559 58 504 28 679 11 523 138 396 52 539 5452水利部站點數/個34 7 38 31 89 13 42 31 8水利部布站密度/（個/1000 km2）8.4 0.9 1.8 0.5 3.1 1.1 0.3 0.6 1.5

喀什地區和田地區伊犁州塔城地區阿勒泰地區石河子市合計42 358 65 615 13 087 29 304 35 097 389 513 400 52 13 13 52 70 430 1.2 0.2 1.0 1.8 0.2 0.0 0.8

4.3.2 特殊類型區

以監控地下水開發利用程度較高或因地下水開采引發突出問題的地區，主要包括超采區、重要水源地等。超采區布站密度5.6 站/1000 km2，遠高于平原區監測站布設密度。新疆沒有全國重要地下水飲用水水源地，本次在新疆主要水源地布置了32個監測站。

4.4 省級監測中心

依托新疆現有國家防汛抗旱指揮系統的生產業務用房、通訊網絡和管理人員建設省級監測中心，補充配置硬件設備5 臺（套），系統軟件購置6套，配備全國統一開發業務軟件8套，地下水業務軟件本地化定制1 項，信息源建設1 項。新疆水文水資源局根據轄區內地下水和水資源管理特點，對地下水資源業務應用軟件進行定制模塊開發。

4.5 地市級分中心

國家地下水監測工程（水利部分）新疆共建設烏魯木齊等、昌吉、吐魯番、哈密、博爾塔拉、塔城、伊犁、巴音郭楞、阿克蘇、喀什、和田等11 個地市級分中心，以新疆各地市水文部門現有的設施為依托。各配置信息服務系統硬件設備1 臺（套），購置系統軟件系統2 套，配備全國統一開發業務軟件4套，配備水位水溫校準、數據移動傳輸、洗井、水質等巡測維護設備15臺（套），地下水專業取樣瓶50個。

5 結語

由于歷史原因，新疆至今沒有建立起較為完善的地下水監測站網。文章通過分析討論，提出在現有地下水監測井基礎上，依托國家防汛抗旱指揮計算機網絡系統，通過國家級地下水監測站、地市級分中心以及省級監測中心的建設，構建新疆較為完善的地下水監測網絡。項目建設范圍為除石河子市行政區以外的14 個地、州、市（不含兵團，兵團系統單獨建設）的平原區，以水文地質單元為基礎，考慮經濟社會發展、人民生活和生態環境保護的需要，在地下水超采區、降落漏斗區、供水水源地、水資源保護區、生態脆弱區等適當加密布設地下水監測站網。通過本項目建設形成布局較為科學合理的國家地下水監測站網，控制面積達10萬km2，為優化配置、科學管理地下水資源，實現最嚴格的水資源管理制度，保護生態環境提供優質服務。