貴州省地下水監(jiān)測站網運行維護實踐探討

蔣鎮(zhèn)濤

(貴州省地質環(huán)境監(jiān)測院，貴州 貴陽 550081)

0 引言

與地表水相較，地下水受氣象因素的影像較小，且具備含水層分布范圍廣、供水保證程度高、水質優(yōu)良、不易受污染等特征，是最為理想的供水水源。隨著工農業(yè)的發(fā)展，供水問題日益突出，水資源的不合理開發(fā)及浪費成為了公眾關注的話題。地下水作為重要供水水源，地下水監(jiān)測管理工作越來越受到黨中央、國務院的重視。當前我國地下水監(jiān)測管理工作仍然處于探索和發(fā)展上升階段，雖然社會經濟快速發(fā)展，地下水的開采量得到了提高，但是地下水環(huán)境污染、地下水位下降等問題也日益凸顯，不利于我國水資源合理開發(fā)利用和社會的穩(wěn)定發(fā)展。我國的地下水建設監(jiān)測站網布設工作自21世紀初開始起步，不斷對地下水分布、動態(tài)進行實時監(jiān)測，充分利用新型技術和先進的設備儀器，確立網絡化、數(shù)據化的地下水管理工作體系，對監(jiān)測數(shù)據進行匯總分析，為地下水開采和管理決策提供參考。本文以貴州省地下水監(jiān)測站網運行維護為例，基于貴州省2019-2020年貴州省地下水監(jiān)測站網運行狀況基礎資料，對貴州省地下水站網運行管理、維護及數(shù)據收集情況進行研究，掌握分布及動態(tài)變化特征，為后續(xù)的保護等工作奠定基礎。

1 我國地下水監(jiān)測站網發(fā)展現(xiàn)狀

我國就地下水的使用及管理完善了相關的法律法規(guī)，明確了地下水監(jiān)測工作的主要目標，即地下水管理和保護工作的規(guī)范化。各級政府部分均按照各地的地下水使用情況核定禁用地下水的范圍，縮減地下水超采量。對此，全面布設地下水監(jiān)測站點，詳細記錄地下水動態(tài)數(shù)據，其中部分站點可為主站點提供數(shù)據支持和實驗性監(jiān)測。為確保監(jiān)測站網效用的充分發(fā)揮，我國基于現(xiàn)有站網進行優(yōu)化，集合區(qū)域內的自然條件和經濟發(fā)展水平，遵循經濟性和實用性原則，對站網的建設規(guī)模進行科學控制。在建設過程中需對設備進行更新改造，保證資料的延續(xù)性。同時，合理布設監(jiān)測站點，擴大監(jiān)測站點的控制范圍，提高站網密度和監(jiān)測精度，以形成完整的地下水監(jiān)測網絡。此外，地下水監(jiān)測工程網點多布設在市區(qū)人口密集和人類工程活動密切的區(qū)域。

2 貴州省地下水監(jiān)測站網運行維護工作

2019-2020年度貴州省國家級地下水監(jiān)測站點運行維護與水質樣品采集項目由貴州省地質環(huán)境監(jiān)測院承擔。為分析218個地下水監(jiān)測站點和地下水自動監(jiān)測儀的運行管理狀況，初步掌握全省地下水動態(tài)變化，綜合2019-2020年貴州省地下水水位、水質等地下水動態(tài)監(jiān)測數(shù)據，分析研究地下水超采、質量和污染狀況以及由此引起的環(huán)境地質問題，實現(xiàn)對貴州省主要平原盆地地下水動態(tài)評價。

2.1 工作方法

監(jiān)測站點運行維護主要包括監(jiān)測站點輔助設施巡查和監(jiān)測站點輔助設施養(yǎng)護維修及監(jiān)測設施重建等工作(圖1)。監(jiān)測站點輔助設施巡查主要通過人工巡檢的方式來查看監(jiān)測站點的看護和養(yǎng)護工作開展情況，同時監(jiān)測人員每季度第一周與看護人電話聯(lián)系，詢問監(jiān)測井及設施是否有人為破壞現(xiàn)象及其它對監(jiān)測井不利情況，有問題及時上報處理。監(jiān)測站點輔助設施養(yǎng)護維修主要是對監(jiān)測站點進行維修保養(yǎng)，判斷監(jiān)測站點設施的使用情況。

2.2 運行維護措施

2.2.1 監(jiān)測站點看護與巡查

1)設施看護

2020年度運行維護時對218監(jiān)測站點確定看護人并簽訂看護協(xié)議，負責監(jiān)測井與輔助設施看護工作。看護方式由各分院監(jiān)測人員每月第一周與看護人電話聯(lián)系，詢問監(jiān)測井及附屬設施是否有人為破壞現(xiàn)象及其它對監(jiān)測井不利情況。與此同時，看護人在巡查時如遇到設備問題將及時反饋給分院監(jiān)測人員，由分院上報省總站進行后續(xù)處理。

2)站點巡查

218個監(jiān)測站點運行維護時均按要求進行操作，對巡查時發(fā)現(xiàn)問題的監(jiān)測站點進行及時處理和上報，并對所有監(jiān)測站點周邊環(huán)境的改變，建設及用地性質改變等情況及時上報，便于總站提前準備，保障貴州省國家級監(jiān)測站點的正常運行，監(jiān)測站點運行維護流程見圖1。

圖1 監(jiān)測站點運行維護流程圖

2.2.2 輔助設施維護與維修

1)輔助設施維護維修

監(jiān)測輔助設施包括監(jiān)測井保護設施、水準點、標識牌等。對井筒、井臺進行清潔整理，重新刷漆；對井蓋內部進行防水處理，涂抹防水膠；對監(jiān)測井外部進行標志牌清理，對松動或生銹的螺絲進行緊固或除銹處理以及更換，確保站點內部監(jiān)測設備的安全性。本年度監(jiān)測站點輔助設施維護時，發(fā)現(xiàn)5個監(jiān)測站點輔助設施有破損現(xiàn)象。計劃在2021年2月完成監(jiān)測站點的輔助設施重建，三月完成其它輔助設施破損的維修工作。

2)輔助設施重建

對4個監(jiān)測點輔助設施進行了重建工作，見表1。

表1 監(jiān)測井重建情況統(tǒng)計表

2.2.3 監(jiān)測井維護維修與重建

1)井深測量

2020年度監(jiān)測站點運行維護與水質樣品采集時分別對監(jiān)測站點的井深進行測量，共計測量井深218次。

2)洗井清淤

通過對218個監(jiān)測站點進行井深測量工作，根據井深測量結果監(jiān)測井在2020年度出現(xiàn)淤堵井33口。根據水文地質單元劃分，其中烏江流域區(qū)淤堵情況較為嚴重，淤堵占比10.09%。

貴州省地質環(huán)境以碳酸鹽巖為主，屬典型的巖溶山區(qū)，含水段較深，較容易積砂。故在新建監(jiān)測井設計中采用了三段設計：固井段(阻隔地表水,一般為0～10 m)、成井段(出水段,一般為10～50 m)、沉砂段(沉淀積砂，一般為>50 m段)。

在新建監(jiān)測井中預留沉砂段，底部沉砂淤積對監(jiān)測井水量水位影響較小，不影響監(jiān)測，只要出水段沒被淤積。改建井由于大部分時間久遠，成井時主要為勘查井，因而井內只有井口管，未安裝成井管(濾水管)，無法對成井段進行有效保護，在抽水洗井或周邊工程建設工況下可發(fā)生井內小坍塌，9個嚴重淤堵的監(jiān)測井中，有8個是改建井，只有1個是新建井，都未影響成井段正常監(jiān)測工作，因此可暫不用進行通孔洗井工作。但相對于2019年淤積有惡化趨勢的監(jiān)測井，要注重監(jiān)測井孔深監(jiān)測，淤積一達到成井段就要安排通孔洗井，保障監(jiān)測工程正常運行。

3)維修與重建

貴陽市三橋糧油停車場由于建筑施工導致井內垮塌，孔深由原來的107 m變成6.7 m，為保障后期監(jiān)測工作正常進行，馬上組織轉機到工地現(xiàn)場進行了通孔洗井工作，一直通孔至97 m結束。

2.2.4 監(jiān)測設備維護與維修

1)水位校測

2020年共完成了對218個監(jiān)測站點進行了靜水位測量和監(jiān)測站點水位校正工作，校正方法為現(xiàn)場水位測量和現(xiàn)場設備數(shù)據值對比校正。

校正結果問題較多，主要是由于主板故障無法導出數(shù)據。在校正期間還存在一定的人工誤差和系統(tǒng)誤差，這類誤差不可避免只能做到按標準規(guī)程進行操作使誤差最小。在本年度校正數(shù)據中存在誤差為0.01～0.2 m之間的數(shù)據，視為監(jiān)測數(shù)據準確；但也存在大部分數(shù)據誤差值在1～10 m的較大誤差,產生原因主要是監(jiān)測設備異常，出現(xiàn)階段性數(shù)據誤差(突升突降)。出現(xiàn)較大誤差的已通知設備商對自動監(jiān)測設備進行校準，并更換監(jiān)測設備水壓探頭，確保監(jiān)測數(shù)據準確，對導出誤差較大的數(shù)據進行校正處理，完成數(shù)據校正工作。

2)設備正常維護

2020年度對貴州省監(jiān)測站點設備進行了運行維護，整體運行較為正常，監(jiān)測設備運行維護時對監(jiān)測設備外觀進行檢查，設備外部進行擦拭，并對監(jiān)測設備工作狀態(tài)進行檢查，包括檢查通訊鏈路、剩余電量等，同時根據查看實時數(shù)據檢查設備工作狀態(tài)等。一期設備在維護時全部更換電池確保監(jiān)測設備正常運行。由于井內濕度較大，且部分監(jiān)測點在豐水期會出現(xiàn)孔內溢水情況，對監(jiān)測設備帶來了較大考驗。在維護時發(fā)現(xiàn)密封圈脫落破損、監(jiān)測設備桶內進水及設備連接處腐蝕等現(xiàn)象，直接導致監(jiān)測主板損壞。本年度對監(jiān)測設備電池、密封圈進行更換，確保監(jiān)測設備的正常運行。

3)設備維修與更換

對部分數(shù)據傳輸異常的6個監(jiān)測點進行了維護維修。本年度前期由于疫情未能及時到貴州對有問題設備進行維修及更換，后期由于監(jiān)測設備保修到期，且未維修續(xù)期，因而全年都未進行設備維修與更換工作，但上級部門中國地質環(huán)境監(jiān)測院針對設備采用逐步更換的方針，對有問題設備進行只換不修的方式，對監(jiān)測數(shù)據異常及不穩(wěn)定的64個監(jiān)測點進行了設備更換。

3 結語

綜合貴州省地下水監(jiān)測站點運行維護

狀況來看，監(jiān)測站網基本看護反饋及時，巡查效果較好，但是仍然存在個別問題，針對貴州省地下水位淺，水位波動較大，部分監(jiān)測井豐季時期水位標高會超過孔口標高，導致監(jiān)測設備浸泡等實際問題，后期需持續(xù)進行井臺加高、增加泄水孔工作；針對國家級監(jiān)測站點監(jiān)測面積和密度較低，監(jiān)測數(shù)據量無法滿足區(qū)域性綜合分析，建議增加監(jiān)測站點密度，為國土空間規(guī)劃、水資源開發(fā)與保護提供技術支撐。