地下水監(jiān)測站網(wǎng)優(yōu)化策略研究

馬宇

（榆林市水利工程質(zhì)量安全工作中心，陜西 榆林 719054）

自新中國成立以來，我國的人口數(shù)量迅速增大，導致我國的水資源分配無法同步發(fā)展，從而開始不合理地開采地下水以滿足國民的用水需求，最終造成地下水出現(xiàn)許多嚴重的問題，如水位下降、水質(zhì)污染等等[1-2]。基于此地下水監(jiān)測站網(wǎng)可緩解或解決這些現(xiàn)象，并分析地下水的水資源含量，據(jù)其制定合理的地下水開發(fā)和保護的措施，以便于緩解我國地下水問題[3]。

但就目前而言，我國的地下水監(jiān)測站網(wǎng)還處于發(fā)展階段，無法滿足我國社會發(fā)展執(zhí)行的水資源管理制度的需求[4]。基于此，本文為了加強地下水監(jiān)測效果，努力實現(xiàn)我國水生態(tài)文明建設，因此提出了相應的優(yōu)化策略，以改善地下水監(jiān)測站網(wǎng)的工作效率和質(zhì)量[5]。

1 地下水監(jiān)測現(xiàn)狀

1.1 淺層地下水資源現(xiàn)狀分析

張家口地處華北平原和黃土高原的交界處，由于地理位置和緯度位置導致該區(qū)域沒有河流和大量的雨水，因此只能開采地下水獲取水源。地下水資源可為區(qū)域人民提供充足的水資源，但其水資源的開采有一定的限制，必須采用科學合理的技術(shù)和開采規(guī)劃進行開采地下水，避免造成生態(tài)環(huán)境進一步變得惡劣，最終污染地下水，無法為區(qū)域人民提供干凈的水資源。因此必須根據(jù)水資源要求進行開采，通過分析計算出可開采的地下水水資源含量，避免過度開采。

1.2 地下水利用現(xiàn)狀

張家口的農(nóng)作物主要為小麥、棉花和玉米，因此農(nóng)作物的生長繁殖也需要大量的水資源。由于寧津縣的地表水較為匱乏，無法利用地表水滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水資源需求，因此在該地區(qū)的機井建設發(fā)展較為成熟，有大片的井灌區(qū)。在張家口地區(qū)內(nèi)總共有11440 眼機井，整個區(qū)域遍布機井，其地下水資源開采規(guī)模已達到14.47 萬m3/km2。

1.3 地下水水位動態(tài)監(jiān)測井的布井情況

為了了解地下水水位變化，研究人員在張家口的地下水區(qū)域設立28 眼水位監(jiān)測井，以實時掌握區(qū)域淺層地下水水位的動態(tài)變化情況。目前，每5 日監(jiān)測1 次地下水水位變化。

2 地下水監(jiān)測工作存在的問題

2.1 地下水監(jiān)測站網(wǎng)布局不完善，尚不能完全滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要

張家口地區(qū)的地下水監(jiān)測站網(wǎng)主要監(jiān)測農(nóng)村區(qū)域的地下水情況，但城市區(qū)域的淺層和深層的地下水監(jiān)測的設施和設備較少；同時，早期建設的地下水監(jiān)測網(wǎng)點和監(jiān)測設備以及無法得到全面的地下水信息，無法為社會的發(fā)展提供地下水的動態(tài)情況，最終制約著社會的發(fā)展。

除此之外，市區(qū)為人類的主要活動場所，由于城市生產(chǎn)和人民生活都依靠地下水，造成地下水出現(xiàn)的問題較為嚴峻。尤其我國國民逐漸往城市中遷入，造成城市的用水量逐漸增加，已經(jīng)出現(xiàn)過度開采地下水的現(xiàn)象，最終導致城市出現(xiàn)地面沉降或者地下水污染的問題，水源分布已經(jīng)無法滿足市民的需求；同時，市區(qū)的地下水監(jiān)測站點不足、設備較為落后，無法為城市提供全面且精確的地下水動態(tài)情況，最終使地下水問題日益嚴峻，影響國民的生活質(zhì)量。

2.2 地下水監(jiān)測專用井不足，監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量不高

張家口地區(qū)沒有建設地下水監(jiān)測專業(yè)井，其監(jiān)測工作主要為觀測生產(chǎn)進得到相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時不具備專業(yè)的供電設備和監(jiān)測工具，最終得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)準確性和質(zhì)量較低。此外，因季節(jié)變化造成地下水開采量也發(fā)生變化，造成監(jiān)測工作不具有規(guī)范性，無法為政府提供真實的地下水動態(tài)情況。地下水監(jiān)測的資金投入不足，缺乏設備維護的資金和購買新設備的資金。

此監(jiān)測井由于長期不清理，出現(xiàn)自然淤泥堵塞，同時還存在人為損壞，造成能夠正常監(jiān)測的監(jiān)測井數(shù)量不斷減少，地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)無法全面展現(xiàn)城區(qū)的地下水狀況，還存在采用其他開采井作為監(jiān)測井，顯著降低了監(jiān)測數(shù)據(jù)的資料。張家口地區(qū)的地下水監(jiān)測站點主要分布于農(nóng)村，其監(jiān)測工作的人員主要為農(nóng)民或者村干部，并無專業(yè)的監(jiān)測水平和豐富的監(jiān)測知識，因此無法針對性地采用監(jiān)測技術(shù)進行監(jiān)測，得到真實的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.3 監(jiān)測及傳輸手段落后，與信息化社會建設的要求不相適應

張家口地區(qū)采取的監(jiān)測方式仍然為人工監(jiān)測，監(jiān)測人員利用皮尺、測繩、測鐘等傳統(tǒng)的工具進行監(jiān)測，其監(jiān)測時間較長，目前的地下水監(jiān)測頻率為次日和五日。因此，采用傳統(tǒng)人工監(jiān)測無法進行次日監(jiān)測，同時監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度低，且效率低下，測量的信息也不夠全面，無法滿足目前的信息化社會建設需求。另外，并沒有設置緊急監(jiān)測方法和技術(shù)。

現(xiàn)階段張家口存在的問題主要為監(jiān)測方式不足，無法為現(xiàn)代化社會發(fā)展提供全面的地下水動態(tài)發(fā)展數(shù)據(jù)。由于地下水監(jiān)測站點的資金較少，且工作人員缺乏積極性和責任心，時常發(fā)生缺測、漏測的現(xiàn)象，每次監(jiān)測工作基本不規(guī)范，難以保障地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。地下水監(jiān)測的數(shù)據(jù)需要進行傳播，人工監(jiān)測方式獲得的數(shù)據(jù)信息主要通過信件和電話的方式進行傳輸，其傳輸效率較低，需要十天以上傳播數(shù)據(jù)的時間，嚴重影響數(shù)據(jù)的傳播效率。此外，電話、信件等信息傳輸方式還存在失誤和信息丟失的現(xiàn)象，造成上級工作人員無法及時了解農(nóng)村的地下水變化情況，造成地下水污染范圍進一步擴大。

2.4 信息管理服務能力薄弱

在早期地下水監(jiān)測過程中，監(jiān)測工作、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存等工作都由人工完成。自計算機逐漸普及后，在該領域計算機逐漸取代人工，利用計算機即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)保存以及數(shù)據(jù)管理等。但在該領域計算機的功能較為單一，造成其信息管理服務能力弱。在信息管理方面，并沒有數(shù)據(jù)能支撐分析統(tǒng)計、建立模型，無法為政府、社會提供多種地下水信息，使其快速掌握地下水的發(fā)展變化。

2.5 自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護費用無保障

現(xiàn)階段采用了地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要一定的運行經(jīng)費和維護經(jīng)費，但沒有固定的經(jīng)費來源，因此限制了地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)日常工作，造成監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，嚴重影響地下水監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展。

2.6 省級監(jiān)測系統(tǒng)與國家監(jiān)測系統(tǒng)不兼容

部分省創(chuàng)建的地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)和國家監(jiān)測系統(tǒng)獨立運行，并不兼容，因此在日常運行過程中獲得的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)要進行格式轉(zhuǎn)換，使地下水監(jiān)測工作更加復雜。

3 優(yōu)化策略

為了全面掌握地下水的變化情況，并避免過度開采地下水、地下水污染，制定科學合理的優(yōu)化策略，實現(xiàn)高效管理地下水。為構(gòu)建完善的現(xiàn)代化地下水監(jiān)測管理運行系統(tǒng)，需完成下述策略，為政府部門和社會提供全面且精確的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息透明。

3.1 擴展優(yōu)化監(jiān)測站網(wǎng)

根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定條款，以及張家口的地下水分布情況和開采情況，擴展并優(yōu)化監(jiān)測網(wǎng)。由于該地區(qū)的地下水集中分布，因此需加大監(jiān)測網(wǎng)點的密度，制定規(guī)范的地下水監(jiān)測資料整合體系；并進一步改造使用正常的監(jiān)測井，致力打造覆蓋面積廣泛、監(jiān)測能力強的地下水監(jiān)測站網(wǎng)。由于張家口市為兩個平原和一個高原的交界處，該區(qū)域需根據(jù)干旱區(qū)域、井灌區(qū)域等合理設置監(jiān)測井，使監(jiān)測站網(wǎng)能監(jiān)測全市的地下水狀況，形成覆蓋廣泛、功能全面的監(jiān)測網(wǎng)絡體系。

3.2 建設監(jiān)測信息傳輸系統(tǒng)

將傳統(tǒng)人工監(jiān)測和自動監(jiān)測融合成為新的監(jiān)測系統(tǒng)，彌補兩種監(jiān)測方式的缺點，提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在張家口市，因建設國家級重點監(jiān)測井，不斷更新自動監(jiān)測設備，并且老舊的監(jiān)測設備和工具，提升監(jiān)測的自動化水平，實現(xiàn)高度智能化。同時利用計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建監(jiān)測信息傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)高效率的信息傳輸，并具有信息共享的功能。

3.3 購置基礎監(jiān)測設備

由于張家口地區(qū)的基礎監(jiān)測設備不全且設備較為落后，為滿足工作和發(fā)展需求，需配備完善的基礎監(jiān)測設備，有效提升監(jiān)測效率。

3.4 落實監(jiān)測經(jīng)費

地下水的監(jiān)測站網(wǎng)所需的經(jīng)費主要分為日常監(jiān)測費用和水質(zhì)監(jiān)測費用，由于經(jīng)費來源不穩(wěn)定導致地下水監(jiān)測工作無法按時開展。因此，必須保障監(jiān)測費用充足，該部門需多與政府的財政部門溝通，以便獲取充足的經(jīng)費。此外，需按時頒發(fā)工作人員的報酬和獎金，以保證員工的工作熱情。

3.5 進一步提高認識和管理水平

地下水監(jiān)測工作的效率主要受到監(jiān)測設備和工作人員的限制，為了提升監(jiān)測工作的質(zhì)量和效率，必須加強工作人員對地下水監(jiān)測工作的認識，了解到監(jiān)測的重要性。此外員工的管理水平影響到監(jiān)測工作能否順利開展，需提升工作人員的管理水平，明確自身的義務和責任，可要求檢測人員進行培訓，提升其工作的規(guī)范性，并增強管理能力，保障監(jiān)測工作有序開展。

3.6 統(tǒng)籌部署、統(tǒng)一標準

統(tǒng)籌部署和統(tǒng)一標準原則，有利于張家口地區(qū)規(guī)范地下水監(jiān)測工作。結(jié)合區(qū)域地下水的分布情況，制定合理的統(tǒng)一標準，以便于水資源管理和監(jiān)測站管理及監(jiān)測，從而構(gòu)建科學合理的地下水監(jiān)測站網(wǎng)體系，為地下水監(jiān)測站的發(fā)展奠定堅實的基礎。

3.7 因地制宜、經(jīng)濟合理、節(jié)能環(huán)保

根據(jù)張家口區(qū)域現(xiàn)有的監(jiān)測站網(wǎng)作為發(fā)展基礎，根據(jù)張家口市的環(huán)境情況和社會發(fā)展情況，因地制宜、科學合理地規(guī)劃監(jiān)測網(wǎng)絡，不斷地完善監(jiān)測站網(wǎng)。此外，充分利用現(xiàn)階段的高科技技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)），創(chuàng)建新的傳輸設備與現(xiàn)有地下水監(jiān)測站網(wǎng)配合進行監(jiān)測工作，經(jīng)濟實用。為得到全面且精確度高的監(jiān)測數(shù)據(jù)，需根據(jù)社會發(fā)展情況以及生態(tài)保護要求合理布設地下水監(jiān)測站點，在保護環(huán)境和促進經(jīng)濟發(fā)展的前提下不斷擴大地下水監(jiān)測網(wǎng)絡，以全面覆蓋整個市，實時掌握全市的地下水動態(tài)變化。此外采用節(jié)能環(huán)保的監(jiān)測設備，確保走可持續(xù)發(fā)展道路，使地下水監(jiān)測領域能長遠發(fā)展。

3.8 技術(shù)先進、實用可靠

根據(jù)張家口市的經(jīng)濟發(fā)展情況和設備發(fā)展水平，依據(jù)自身的經(jīng)濟狀況引進相應的地下水監(jiān)測設備和監(jiān)測技術(shù)，并充分掌握國內(nèi)外先進的地下水測量經(jīng)驗，以便豐富自身的監(jiān)測經(jīng)驗。利用先進的技術(shù)和設備提高地下水監(jiān)測的能力，為政府和社會提供高質(zhì)量的地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.9 分別實施、信息共享

地下水自動監(jiān)測系統(tǒng)為地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)提供傳輸儲存、處理的平臺，實現(xiàn)高效處理信息，可及時更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，為全民提供優(yōu)質(zhì)的動態(tài)信息服務。

4 結(jié)論

綜上所述，通過論述張家口市的監(jiān)測站網(wǎng)的現(xiàn)狀和存在的問題，提出了針對性的優(yōu)化策略，以便增強地下水監(jiān)測能力。首先根據(jù)地區(qū)的環(huán)境和社會情況，因地制宜地設置地下水發(fā)展規(guī)劃；其次，構(gòu)建高自動化的監(jiān)測系統(tǒng)，減少人工成本，并具有高效監(jiān)測的功能，實現(xiàn)高效傳輸信息，及時更新地下水信息，為人民提供優(yōu)質(zhì)的信息服務；此外，還需完善監(jiān)測基礎設備，更換老、舊監(jiān)測設備，提升監(jiān)測的效率，以保障監(jiān)測信息的質(zhì)量。