甘肅省地下水監測管理現狀分析

李計生

(甘肅省水文水資源勘測局,甘肅 蘭州 730000)

0 概況

地下水是水資源的重要組成部分,是支撐經濟社會發展的基礎性資源和戰略性的經濟資源的一部分,是生態和環境的控制性要素,是城鄉生活和工農業生產用水十分重要的供水水源,也是維系生態系統良性循環的重要因素,對保障飲水安全、糧食安全和生態安全等具有十分重要的作用。其彌補了因地表水資源時空分布不均引起的區域供水不足,對北方資源性缺水和南方水質型缺水地區具有不可替代的作用。科學評估地下水及其開發利用現狀,采取有效措施,合理開發利用和保護地下水資源,維持地下含水層的可持續平衡,對經濟社會可持續發展和生態環境保護具有重要意義。

甘肅省地處我國內陸腹地的西北部,屬干旱半干旱氣候類型的代表性省份,位于黃土高原、蒙新高原與青藏高原的交匯地帶。從大地形上看,省區主軸線剛好在青藏高原東北邊緣弧形的外側,形成兩個明顯的臺階,西部為高亢的青藏高原(祁連山地和甘南高原),東部及北部為蒙新高原、黃土高原及隴南山地。

自二十世紀七十年代以來,隨著地表水水資源的不斷減少、人口的增加、社會經濟的快速發展,地下水逐年超采,地下水位呈快速下降勢態。進而引發植被退化、土地沙化、土壤鹽漬化、地下水水質惡化等地質環境問題,已嚴重影響到經濟的可持續發展和人們的正常生活和生存。遵循水利部制定的《地下水超采區評價導則》,以地下水開采量超過可開采量,造成地下水位持續下降,以及由于開采地下水造成環境地質災害或生態環境惡化為依據,對全省平原區地下水資源,按照劃分出的不同水文地質單元進行了開發利用情況以及各項動態指標的評價分析,合理判別和確定了地下水超采區的范圍、分類和分級。止 2005年,全省共劃定地下水超采區 66處,其中:一般超采區 37處,總面積 1.2萬 km2;地下水嚴重超采區 20個,面積 0.74萬 km2;地下水禁止開采區 9處,面積 0.039 8萬 km2。

1 地下水開發利用狀況

甘肅省地下水開采含水層主要為淺層地下水。截止2005年,全省共建成各類機電水井 41 485眼,其中配套完善的有 37 104眼。機井主要分布在河西走廊、慶陽、定西、天水等地,其中河西走廊最多,約占全省總數的三分之二,集中分布于走廊中下游盆地,共 35 732眼,開采量 29.82億 m3。石羊河流域機井分布最多,機電井數量為 18845眼,占內陸河流域總開采井數的 52.8%。

20世紀 70年代全省地下水年均開采量為 17.28億 m3,80年代地下水年均開采量為 20.45億 m3,90年代地下水年均開采量為 28.54億 m3,2005年全省地下水開采量 37.16億 m3,呈明顯上升趨勢。

2 地下水動態監測

2.1 目的與任務

地下水動態是地下水的水位、水量和水質隨時間發生變化的過程,是地下水質和量的時空變化的外部表現。根據地下水資源現狀,進行地下水動態監測的目的是:通過監測地下水動態進一步研究和查明地下水資源的變化規律以及發展勢態,為合理而科學地利用地下水資源、優化和科學管理水資源提供依據;通過監測地下水動態,為遏制和治理生態環境、地質環境進一步惡化制定最佳方案;為社會經濟—水資源—環境相互協調的可持續發展、為社會經濟可持續發展、水利建設規劃、政府決策提供依據。

2.2 地下水監測現狀分析

甘肅的地下水動態監測工作可追溯到上世紀五十年代,大都是由于項目研究的需要設立,時設時停,或由于經費原因設立觀測不久后壓縮,至上世紀八十年代,為配合農業區劃的需要,加之隨著地下水的大量開采、超采,形成了多個地下水降落漏斗,逐步引起了政府的高度重視,開始由各縣區水務局分別設立地下水監測井開展地下水動態監測工作,由省水文局進行業務統一管理,截至目前,全省水利部門共有地下水監測井 273眼 。但是,這些地下水監測井大多數利用當地的民用灌溉機井監測,受灌溉、機井報廢更新、監測人員不固定等的影響,資料的連續性、代表性、準確性、時效性受到一定程度的影響。同時,各縣區監測井的布設各自為政,都是根據各自需要布設,導致面上的分布也不十分合理。

近年來,隨著缺水問題日趨嚴重,以及地下水超采引起的生態環境問題越來越突出,社會對水資源問題更加關注,各級政府對地下水管理問題也更加重視,各地相繼出臺了一些地下水管理法規與辦法,地下水管理逐步走上了科學化軌道。地下水科學的管理需要以充足、及時可靠的信息,現有的地下水監測系統,存在監測站點數量嚴重不足,監測設施簡陋、缺乏有效維護,監測手段落后、監測內容少、基礎設施和模擬試驗設備缺乏等問題,難以滿足為各級政府提供決策支持、為社會發展提供信息需要,與經濟社會發展的需求不相適應,主要表現在以下幾個方面:

2.2.1 地下水監測站網布局不完善,不能完全滿足區域經濟社會發展的需要

根據《地下水監測規范》規定,地下水監測站要合理布設,做到平面上點、線、面結合,垂向上層次分明;要優先選用符合監測條件的已有井孔;兼顧與水文監測站的統一規劃與配套;盡可能避免部門間重復布設;生產井不宜作為地下水監測井;要兼顧當前和長遠,在科學論證的基礎上確定。

與上述規定比較,我省目前已布設的監測井,基本達不到規范要求,主要原因是由于建網初期受開采范圍、開采條件的限制,對一些較為關鍵的地形、地貌特征沒有很好的反映,井網密度及分布不盡合理,監測項目也不盡全面,存在一些監測空白區。蘭州、天水、平涼等市及其供水水源地,石羊河、黑河、疏勒河流域一些盆地灌區及董志塬灌區等一些地下水主要開采區或典型代表區,沒有地下水監測井。為適應流域經濟社會的可持續發展和地下水開發利用程度普遍加大的情勢,需要在以上地區新增布設地下水監測井,優化布設調整,準確而全面地反映流域地下水動態變化規律,系統分析地下水情。

2.2.2 專用監測井嚴重缺乏,監測設備陳舊,監測手段落后

現有的專用地下水監測井少,建有專用監測井房的不到5%,且井房十分簡陋,缺乏專門供電設施。全省只有為數不多的專用監測井,其余均是農業灌溉抽水井,觀測水位受季節性開采及開采量影響,觀測資料可靠性差,達不到監測規范技術要求,不能完全反映真實的地下水資源狀況,造成監測數據代表性差。特別是多年來經費投入不足,無力維護和修繕,監測井自然淤堵嚴重,人為損壞、壓占現象經常發生,致使能夠維持正常運行的監測點數量不斷減少,導致地下水監測井更換較頻繁,不得不在周圍地區選擇其他開采井(或封停的開采井)替代,監測資料不連續,降低了數據質量,有的井淤積嚴重,觀測資料無法使用。監測方式除有幾眼專用井采用自記水位計監測外,其余均委托當地農民采用測繩進行人工觀測,人工報送資料。監測和信息傳輸手段落后,時效性差。

在監測內容方面,主要是水位、水質等常規項目,部分監測點進行了地下水污染監測,但監測指標很少。缺乏專門針對與地下水有關的生態環境問題和地質災害的地下水監測。

2.2.3 地下水監測工作經費不足,沒有穩定正常的經費來源

地下水監測工作經費不足,沒有穩定正常的經費來源。井網建設費和運行費不足,造成監測設施破舊,監測手段和設備落后,無法進行正常維護,影響監測質量。另外,地下水監測工作大多委托距監測站點較近的農民,個別由附近水利和水文站職工、鄉鎮、村干部和民辦教師兼任,都沒有專門進行地下水監測技能集中培訓,缺乏基本監測技術,監測精度得不到保證。委托監測費偏低,監測隊伍不穩定。

2.2.4 監測及傳輸手段落后,與信息化社會建設的要求不相適應

目前,地下水監測工作仍采用傳統的人工監測方式,用測繩、皮尺、或測鐘等傳統監測手段,中英合作水資源需求援助管理項目的實施,在石羊河流域安裝了 35套地下水自動監測設備,實現了無人值守、自動、遙測、無線傳輸、集中接收、顯示和控制的地下水位監測站網系統,該系統采集頻次高,數據準確可靠,傳輸及時,填補了石羊河流域多年來地下水自動監測的空白。

地下水位監測頻次按規范規定有逐日、五日、十日、十五日監測。目前,逐日監測站基本沒有。監測精度無法控制,監測效率較低,監測數據無法滿足科研和生產實際應用的需要。另外,缺少應對緊急情況的應急監測方法和手段。

目前采取的委托監測方式已不能滿足現代化管理的要求。由于委托監測費太低,委托人員積極性不高,造成缺測、漏測、野外記錄不規范等現象時有發生,資料質量難以保證。對于埋深較大的監測井,人工監測的難度大,監測資料的準確性難以保證。從監測信息的傳輸方式看,人工監測數據上報一般是采用普通信函、電報、電話報送到地市,地市再通過信函、電話、傳真、網絡報送至省級,經過監測員人工整理和逐級上報,月報動態信息傳輸周期至少十天以上,信息傳輸速度十分緩慢。從時效性看,目前的傳輸方式與現在的信息化管理要求尚存在一定差距。在監測信息的管理服務方面,數據庫和信息系統的開發、模型預測與分析研究能力和決策支持能力等還處在較低水平,與發達國家有較大差距。

2.2.5 地下水管理體制不順

地下水監測現狀存在水利行業和地質行業雙頭管理的局面,水利行業又存在水文部門和地方水務部門多重管理的形式,由于資料收集整理工作各具體監測單位配合不力,加之省水文局缺乏法律和政策方面的約束力,因此各行業、各單位缺乏橫向交流,資料不能共享,各單位收集的資料自成體系,不能完全代表全省地下水變化的真實情況,根據各單位所掌握的有限的資料計算的水資源數量差異較大。

3 結語

(1)地下水在保障人民生活、促進經濟社會發展,改善生態環境等方面發揮了重要作用。地下水監測信息對于工業生產、農田灌溉、城市供水及生態環境保護等都具有重要作用。地下水信息是進行地下水開發利用規劃,實現地表水和地下水聯合調度,科學管理水資源的重要依據,直接關系到人民生活、工農業生產的布局,關系到國民經濟的建設與發展。

(2)對地下水資源實施有效管理,須以充分、可靠、及時的地下水補給、開采、存儲等動態信息為前提。建立完善的地下水監測網絡,及時掌握地下水動態變化,是優化調整地下水開采布局和開采層位的基本依據

(3)加強地下水監測,提高監測現代化水平,實行統一歸口管理,實現資料社會共享,服務經濟社會,勢在必行。