濟寧市地下水監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化探討

李振，陳國浩，牛淼，尹樹霞

（山東省濟寧市水文中心，山東 濟寧 272000）

濟寧市地下水監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)于20 世紀70 年代初至80 年代，為省級監(jiān)測站點，監(jiān)測內(nèi)容有水位、水溫、水量、水質(zhì)等多個要素的監(jiān)測。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，地下水監(jiān)測工作服務(wù)的范圍也逐漸擴大，其重要性也越來越明顯，尤其在合理開發(fā)利用和保護地下水資源方面，起到重要作用，濟寧市水利局為加強水資源管理，建設(shè)了市級地下水監(jiān)測站點。隨著我國地下水水位持續(xù)下降等生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題越來越嚴重，對地下水資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護帶來了一系列嚴峻挑戰(zhàn)，2011 年國家地下水監(jiān)測工程啟動，濟寧市國家地下水監(jiān)測工程于2017 年建設(shè)。為了現(xiàn)有濟寧市地下水監(jiān)測站網(wǎng)能更好地服務(wù)于水資源管理，對現(xiàn)在運行站網(wǎng)的代表性、合理性以及站網(wǎng)密度進行了統(tǒng)計分析，并提出優(yōu)化方案。

1 站網(wǎng)現(xiàn)狀

濟寧市地下水監(jiān)測站網(wǎng)目前有省級、市級和國家級站網(wǎng)。

省級監(jiān)測站網(wǎng)為20 世紀70 年代建設(shè)，地下水動態(tài)觀測井232 眼，其中基本井186 眼，重點井46眼，監(jiān)測第四系孔隙含水層水位，從1971 年至今有五十多年長系列資料；該井網(wǎng)因最初服務(wù)于農(nóng)田水利，故絕大部分測井以淺井為主，井深數(shù)十米左右，為人工觀測。市級監(jiān)測站網(wǎng)為自動化地下水位觀測井，濟寧市水利局建設(shè)水資源自動化監(jiān)測管理系統(tǒng)工程共62 眼，52 眼為觀測第四系孔隙地下水監(jiān)測井，巖溶水井有10 眼。國家地下水監(jiān)測工程自2011 年啟動以來，由國土資源部和水利部分別完成。工程建成后，可擴大國家地下水監(jiān)測站點的控制范圍和站網(wǎng)密度，進一步提高地下水監(jiān)測的自動化、信息化水平，基本滿足當前水資源管理和地質(zhì)環(huán)境保護的需要。國家地下水監(jiān)測工程濟寧市共建設(shè)60 處，58 處地下水監(jiān)測站點，2 處泉流量監(jiān)測站點（泗水泉林）；其中58 處地下水監(jiān)測站點，有3 處為深層巖溶水站點（兗州、曲阜和嘉祥各一處），55 處為第四系孔隙水監(jiān)測站點，為2016 年建設(shè)。

2 優(yōu)化方案

以具有長系列資料的232 眼人工觀測井為依據(jù)，采用了地理信息系統(tǒng)mapinfo 軟件實現(xiàn)地下水井位置定位、距離測量和面積分析等，對已經(jīng)建設(shè)的水資辦站網(wǎng)和即將建設(shè)的國家地下水站網(wǎng)在mapinfo 地理信息系統(tǒng)中顯示，對相鄰和相近的自動化監(jiān)測站點替換人工站點，實現(xiàn)站點的自動化監(jiān)測，并提出優(yōu)化方案。替換原則以水文地質(zhì)單元與區(qū)域相結(jié)合，行政區(qū)域服從水文地質(zhì)，布局科學、經(jīng)濟合理、防止重復、適度超前的原則，優(yōu)先進行國家級站點替換，其次是水資辦站點，替換時先考慮在同一水文地質(zhì)單元，再考慮同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)實現(xiàn)替換，其次采用距離最短替換，控制在2～5km 內(nèi)，對大于5km，加標注，控制在10km 以內(nèi)。

3 優(yōu)化結(jié)果

3.1 國家地下水站網(wǎng)替換結(jié)果

58處國家地下水站網(wǎng)全部實現(xiàn)了基本站網(wǎng)替換，距離基本控制在5km 以內(nèi)，只有一處為梁山縣馬營鎮(zhèn)政府院內(nèi)為6km，能滿足替換原則。

3.2 市級監(jiān)測站網(wǎng)替換結(jié)果

對62 處市級井網(wǎng)進行篩選，其中10 處巖溶水站點，經(jīng)分析后，對52 處第四系孔隙水站進行替換；可實現(xiàn)46 處站點替換，其中6 處站點與國家站點重復。替換井部分在5km 范圍內(nèi)，有6 站超過5km，控制在10km 內(nèi)。

4 成果分析

經(jīng)過分析，232 處基本站網(wǎng)完成了104 處替換，還有128 處無站點替換，其中任城區(qū)、兗州區(qū)和曲阜市替換數(shù)量較多，分別達到了68%到58%，微山和鄒城替換比例最小，為22%和27%；全市替換比例為45%，接近一半數(shù)量；根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》地下水位基本監(jiān)測站布設(shè)密度，沖洪積扇平原區(qū)超采區(qū)8～14眼/103km2標準，基本符合監(jiān)測密度要求（水位基本監(jiān)測站布設(shè)密度見表1，優(yōu)化站點成果分析見表2）。對不滿足替換數(shù)量和密度要求的縣市區(qū)增加自動化井的建設(shè)，逐步實現(xiàn)地下水位的自動化監(jiān)測；同時對已經(jīng)建設(shè)的自動化監(jiān)測井做好維護工作，確保設(shè)備正常和資料的精度。

表1 水位基本監(jiān)測站布設(shè)密度表（單位：眼/103km2）

表2 優(yōu)化站點成果分析表

5 小結(jié)

通過對濟寧市地下水監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化的探討，對現(xiàn)在運行站網(wǎng)的代表性、合理性以及站網(wǎng)密度進行的統(tǒng)計分析，逐步實現(xiàn)了地下水監(jiān)測站網(wǎng)布局的科學、經(jīng)濟合理，且避免了站網(wǎng)布置重復。由人工轉(zhuǎn)向自動化監(jiān)測的優(yōu)化方案，基本滿足了濟寧市地下水資源開發(fā)利用、水資優(yōu)化配置、水環(huán)境和生態(tài)保護提供的信息需要，滿足經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展對地下水監(jiān)測站網(wǎng)的要求■