關于山西省地下水超采區監測資料共享制度建設的思考

李小牛 楊士榮 李 勇

(1.山西省水利水電科學研究院，山西 太原 030002；2.太原市生態環境局古交分局，山西 太原 030200)

水是生命賴以生存的自然資源，更是經濟社會發展的戰略資源。山西省位于華北平原，春季干旱，夏季多雨，秋季干燥，冬季寒冷，屬于典型的大陸季風氣候。多年平均降水量為508.8mm，年均水資源總量123億m3，是全國最嚴重缺水省份之一。

由《山西省水資源公報》可知，2010年、2015年、2018年地下水供水量分別占山西省供水總量的52.72%、45.18%、40.42%。山西省部分地區地下水嚴重超采、區域地下水位下降、巖溶泉水流量銳減甚至斷流(蘭村泉 1986 年斷流、晉祠泉 1994 年斷流、古堆泉 1999 年斷流)，嚴重制約著生產生活的可持續發展。

地下水監測工程存在重復建設、地下水監測數據存在資源閑置問題，而實際工作中又存在跨部門的資料難以獲得的問題，解決這一矛盾的途徑之一是建立地下水監測資料共享機制，實現不同部門之間地下水監測資料的聯通共享。針對上述問題，本文選擇地下水超采區監測資料共享機制建設作為研究課題，以期通過政府部門聯動和制度保障等手段，建立地下水超采區監測系統共享平臺，使各管理單位可以實時查詢管理范圍內由不同監測單位收集到的地下水監測數據，為地下水資源的有效管理與超采區綜合治理提供便捷條件。

1 山西省地下水超采區現狀

1.1 超采區分布

山西省地下水超采區占全省總面積的6.79%，達10609km2，共有22個超采區，多年平均開采量為14.50億m3。其中嚴重超采區面積1848km2，主要集中在汾河中游區、汾河下游區、桑干河區、涑水河區及丹河區5個水資源相對緊缺地區。

按水文地質條件區分，地下水超采區分為孔隙及裂隙淺層地下水超采區、巖溶地下水超采區兩類，其中，孔隙及裂隙淺層地下水超采區占全省超采區面積的60.3%，達6396km2，主要集中在大同盆地、太原盆地、臨汾盆地以及涑水河盆地；巖溶地下水超采區占全省超采區面積的39.7%，面積為4213km2。

1.2 山西省地下水超采區治理取得的成績

近些年，山西省各級政府針對區域地下水資源特點，通過法律、行政、經濟、工程技術等措施，對地下水合理開發及超采治理模式進行了不斷摸索，取得了一定的經驗。其中，采用的工程措施主要包括地下水監測站網建設、水源置換與水井封填工程建設、泉域保護工程等；制度措施包括實行嚴格水資源管理制度、推進水權制度改革、水資源稅改政策等。從總體上來說，全省超采區面積呈現出逐步減少的發展趨勢，地下水位下降變緩，地面沉降得到有效控制。

a.實施地下水關井壓采，替代水源主要依靠大水網及縣域小水網工程及非常規水源利用工程的建設。2006年以來，通過實施興水戰略和大水網工程建設，地表水供水能力逐步提高，地下水開采量逐漸減少，為地下水關井壓采創造了良好條件。2018年山西省被列為地下水超采區綜合治理試點省份。截至2020年，全省累計實施水源替代工程29個，關閉水井1162眼，壓采地下水12427萬m3。

b.加大山西特色的重點巖溶泉域保護工作力度。山西省巖溶大泉承擔著山西省生活、工農業水源供給的任務，又是山西生態景觀的特色之一。近年來，各泉域內設置禁采區和水源保護區，利用已建工程進行水源置換。

c.地下水監測水平和覆蓋面逐漸提升。山西省數字水利中心根據《關于提前下達2018年第二批中央水利發展資金預算指標的通知》(晉財農〔2018〕14號)實施山西省地下水超采區綜合治理信息化的建設，內容包括建設超采區水量監測系統3907套，超采區水位、水質監測系統154套，非超采區水量監測系統780套，煤礦排水量監測系統50套。

2 山西省地下水監測體系現狀調查

地下水監測資料是了解地下水變化、合理開發水資源、防治水源污染、地面沉降及治理其他問題的主要依據。山西省開展地下水監測工作的部門有水利、自然資源和生態環境，由于其監測目的各不相同，所采用的監測手段、監測內容和監測管理方式也各有不同。

2.1 山西省水利部門地下水監測系統現狀

水利部門依據《地下水監測規范》布設地下水監測點，監測資料主要用于水資源開發利用與保護、水資源評價和水資源管理考核等。監測網布設目的：?掌握地下水環境的資源量，實現合理開發利用；?了解地下水動態特征，實現監測資料信息化與系統化管理。地下水監測內容主要包括地下水開采量、地下水位、泉流量、地下水溫等，可以為全面保護并合理開發利用地下水資源、治沙治堿、抗旱除澇、水利規劃建設等提供依據。水利部門地下水監測系統情況見表1。

表1 山西省水利部門地下水監測系統情況

2.2 山西省自然資源部門地下水監測現狀

自然資源部門主要監測地下水水文動態變化特征，監測資料主要用于防治地下水污染造成的水環境破壞和過量開采地下水導致的地面沉降等地質問題。地下水監測點主要布設在具有供水能力的區域、可能或已經產生地面沉陷造成地質環境問題的區域。截至目前，在國土部門主導下，三級區域性(中央、省、市)地下水動態監測網絡已基本形成。地下水監測情況見表2。

表2 山西省自然資源部門地下水監測情況

2.3 山西省生態環境部門地下水監測現狀

生態環境部門主要監測地下水和水源地的水質動態變化情況。根據國務院2018機構改革“三定”方案關于地下水方面的規定，生態環境部門負責地下水環境監測工作，承擔監督防止地下水污染職責，協調其他地下水監測相關部門優化地下水監測點布設，構建地下水環境質量監測網。此外，生態環境部門還需依據地下水監測技術標準進行水質監測，并發布監測信息，為地下水污染防治工作提供可靠支撐。地下水監測情況見表3。

表3 山西省生態環境部門地下水監測情況

3 山西省地下水超采區監測資料共享存在的問題

近年來，由于政府重視、機制和制度不斷完善、管理手段不斷加強、科技創新成果轉化等，地下水超采區監測系統在資料共享方面取得了一些進步，但仍存在以下問題。

3.1 資料共享責任主體缺失，分工不明確

目前，山西省對地下水進行監測的仍為水利、自然資源、生態環境3個部門，水利部門側重于地下水資源量(水位)的監測，自然資源部門側重于區域大范圍的地下水水位和水質的監測，而生態環境部門側重于地下水水質監測，目前地下水監測信息方面尚無聯動機制，在多部門多級別間進行數據互聯、共享方面缺乏完善的水資源數據共享的政策樞架，導致信息難以共享。

3.2 監測技術規范不統一，監測項目交叉重復

嚴格執行監測技術規范是準確獲取地下水數據的重要依據，也是數據共享的前提。監測技術規范標準化包括監測內容標準化、數據收集標準化、數據表示標準化、信息發布標準化等。目前各部門監測技術規范不統一，監測項目存在交叉重復的現象，亟須實現監測技術統一化、科學化、標準化、工程化，才能使地下水監測資料共享從頂層設計到低層執行有序進行，減少監測項目交叉重復，節約成本，提高工作效率。

3.3 共享系統兼容性差，共享程度不高

實現不同部門間地下水監測資料共亨，需要相關統計數據軟件兼容。因為不同部門地下水監測應用目的各不相同，所以監測內容有所偏重，數據處理各不相同，導致應用的相關軟件也各不相同，不同部門間共享系統兼容性差，共享程度不高。要實現數據共享，需對各部門應用軟件集成，保證不同部門間數據相互兼容。

4 地下水超采區監測系統的資料共享對策研究

地下水監測是一項基礎性工作，也是一項長期性的公益事業，準確了解和掌握地下水變化規律，對地下水開發與保護、防治地下水水源污染、避免地質災害具有重要意義。水利部門、自然資源部門、生態環境部門各自開展地下水監測工作，各部門的監測內容、頻次、重點區域和監測用途等各有側重。通過各部門協同合作，互為補充，完成資源整合及信息共享，共同建設一個完整統一的地下水監測網，實現《水文條例》提出的國家對水文站網建設的統一規劃和對地下水的有效控制，滿足不同部門對地下水監測資料的需求。

本文借鑒其他監測資料共享成功的案例，對完善山西省地下水監測資料共享機制建設，從法規制度、硬件共享平臺建設等方面提出對策。

4.1 成熟經驗和基礎條件

a.由水利部和自然資源部共同建設的國家地下水監測工程建成投入運行后，水位水溫自動監測數據到報率保持在95%以上，每年產生8900余萬條水位水溫數據，水質測試指標從35項擴展到97項，工程總體運行平穩。目前所獲兩次全國水質監測數據已應用于我國地下水保護、國土空間規劃和水資源管理等方面，為地下水資源與環境科學研究提供數據基礎。工程建設完成國家信息中心與省級節點及數據災備節點之間的專線網絡，實現國家級和省、市等多級地下水監測網的聯動管理和數據信息共享服務；建設完成地下水水質測試與質量控制實驗室，可分析無機、有機化學指標100余項，滿足國家地下水監測網水質測試和質量控制需求。國家地下水監測工程建設竣工使我國地下水監測事業產生了質的飛躍，是我國地下水領域具有里程碑意義的標志性成果，標志著我國地下水監測工作邁入國際領先行列。

b. 2018年12月18日，國家地下水監測工程項目協調領導小組第五次會議在水利部召開，會議審議并原則通過了《國家地下水監測工程水利部與自然資源部信息共享管理辦法》，為全國各省、市、縣地下水監測信息共享制度制定提供了依據。

c.山西省積極推進信息資源整合共享，2019年9月出臺了《山西省政務信息化項目建設應用管理辦法》，建立了“整體推進、重點突出、管運分離、機制創新”的政務信息化管理體系，促進了政務信息系統快速迭代開發和集約發展，實現了由分散建設向共建共享模式的轉變。

d.地下水監測信息共享不僅在硬件工程方面有了先例，而且在軟件制度方面也在逐步跟進，不僅在國家層面給予政策指導，更在省級層面有了具體實施指導辦法。地下水監測信息共享可以有效推動山西省形成綠色生產生活方式。

4.2 機制體制建設

隨著地下水保護工作的開展，各部門紛紛謀劃和啟動地下水監測信息共享機制建設工作。為進一步推進和規范地下水監測信息共享機制的建設，加強互聯互通，充分發揮共享機制應用實效，水利、自然資源、生態環境等部門應強化頂層設計，利用現有資源，明確部門分工，建設各有側重、部門聯通系統，加強整合共享，實現應用協同。同時堅持以下幾個原則：

a.需求導向，功能實用。以全面推行地下水監測信息共享機制各項任務落實為目標，以不同部門地下水管理單位實際工作管理需求為導向，以信息報送、信息展示發布、事件處理、督導檢查、考核評估等為應用，建設有效的地下水監測信息共享機制。

b.統分結合，各有側重。以各部門現有地下水監測信息為基礎，開展系統基礎數據建設。

c.資源整合，數據共享。充分利用現有網絡、存儲、數據庫等信息化資源，構建各部門相關地下水監測業務應用系統的數據共享平臺。平臺應滿足信息數據整合、共享、開放等管理功能，各類地下水信息應當依托共享平臺進行數據治理。

d.標準先行，保障安全。制定地下水監測信息共享相關管理辦法與技術規范，保障各部門信息共享系統貫通、系統與其他業務系統應用協同。

e.保證質量，強化監測。地下水監測信息遵循“誰采集、誰負責” “誰校核、誰負責”的原則，由各部門承擔質量責任。制定完善信息平臺及地下水信息資源內部管理制度，建立信息資源的日常監測機制。

4.3 法規制度

4.3.1 完善法規政策，構建信息共享保障機制

依據地下水超采資料共享發展需要，加強政策法規和管理規范建設，進一步豐富和完善山西省地下水資源的相關法律法規，為地下水資源管理與超采區綜合治理提供有力的法律支持。從政府層面加強地下水超采資料信息的總體規劃和組織管理，加強部門聯動，完善資料共享基礎保障措施，包括人員、經費、數據資源整合和共享機制，建立資料交匯聯動機制。

4.3.2 堅持地下水監測的統一管理，整合標準規范

堅持問題導向，不同部門地下水監測相同環節都有不同的技術規范，這就容易導致技術規范的混亂錯用，所以應明確相同技術環節的技術標準規范。針對標準規范混亂分散等問題，水利部門作為地下水監管的主要部門，要加強協調，統一不同部門規范。此外，根據地下水統一管理的基本要求，水利、自然資源、生態環境等部門要聯合啟動地下水監測工程監測網絡的規劃及建設，優化監測網的布局。

4.3.3 統一數據口徑，借助云平臺實現數據聚合

完善不同部門監測口徑標準，包括監測頻次及時間、監測指標、監測站點數量及位置、監測目的等。理順各部門地下水監測數據與共享云平臺數據間的關系，借助云平臺技術，通過邏輯集中方式讓數據從邏輯上實現數據聚合，形成不同部門地下水監測數據集合，建立地下水監測數據管理目錄體系。

4.4 地下水監測信息系統平臺技術的創新建設

推進山西省的地下水監測網絡體系建設，構建地下水信息從采集、傳輸、管理、分析到共享的工作平臺，形成“點面結合”的立體監測網絡，并全面推行監測井終身管理制度，轉變地下水監測井多頭管理的現象，實現對地下水監測井數據聯機查詢與網絡化管理。

為保障數據資源有效共享，不重復浪費，地下水監測數據服務系統的建設模式采用分部門統一標準、統一設計、分級建設的基本模式。對主要軟件和硬件統一開發購置。

各級節點根據當地的水文地質條件、地下水開發利用狀況和特點開發相應的應用服務分析軟件。為充分利用與共享其他數據資源，地下水共享信息系統建設方案，盡量在體系結構、數據組織、服務方式、運行環境、安全體系和工程實施等各個具體環節與已建設的水利信息化項目技術要求相符合，通過統一的門戶網站，向不同專業領域提供數據與信息的共享服務。

4.4.1 系統總體框架

山西省地下水監測信息共享系統由省、地市、縣3級監測體系構成。共享系統由地下水監測工作子系統和工具系統構成，主要功能包括數據采集、傳輸、分析及發布等。系統各級子系統均采用統一規劃的工作平臺系統，子系統之間通過網絡系統進行連接和協同工作，按照3級體系的職能定位和功能不同進行裁減和部署。信息共享系統框架見圖1。

圖1 信息共享系統框架

4.4.2 信息網絡建設

地下水監測信息交換網絡是通過構造運行于不同地域層次的數據交換網絡，實現數據入庫前的分類綜合、格式轉換等，并構造支持數據分布與傳輸的管理系統，保障系統信息分散冗余存儲規則的實現及數據的一致性。完成地下水信息在地市級節點、省級節點、流域節點和中央節點之間的交換，實現數據共享。

4.4.3 數據庫系統建設

數據庫建設應依據統一規劃、統一標準、統一設計、數據共享的原則，對各類地下水信息制定統一的數據庫表結構和標識符，統一購置硬件設備和數據庫軟件，開展有關數據庫建設。

省級地下水監測中心的數據庫建設，應與水利、自然資源和生態環境部門已有的水資源和抗旱、地質環境監測分析等系統兼容，在滿足水資源管理及抗旱、地質災害防治等工作需求的前提下，建設統一的數據庫，制定統一標準，數據為水資源系統、地質環境系統共享。

5 結 語

地下水超采區資料共享機制的建立，近期可以促進各部門之間地下水監測數據的聯通共享，使得監測數據得到全面充分利用，避免重復建設監測站點造成的資源浪費；遠期可以全面掌握超采區治理進展，控制地下水超采區綜合治理工程質量和地下水治理效果，保證工程的順利實施，對地下水超采區綜合治理實施方案的落實和完成情況進行績效評估和監督檢查，推進水資源稅改革工作，為促進地下水資源節約與合理開發利用，實現水生態有效保護提供技術支撐。此外，共享平臺結合5G技術可以使不同管理單位快捷、實時地獲取相關資料，為地下水資源的管理和超采區綜合治理提供便捷條件，促進經濟可持續發展，對實施最嚴格水資源管理制度、推進節水型社會建設提供強力的支撐。