田 輝,都基眾,郭曉東,張文強
(1.沈陽地質礦產研究所,遼寧 沈陽 110034;2吉林省地質環境監測總站,吉林 長春 130036)
松嫩平原(吉林)地下水動態監測現狀淺析
田 輝1,都基眾1,郭曉東1,張文強2
(1.沈陽地質礦產研究所,遼寧 沈陽 110034;2吉林省地質環境監測總站,吉林 長春 130036)
在論述松嫩平原(吉林)地下水動態監測的現狀的基礎上,總結地下水監測中存在的問題。根據地下水監測工作存在的問題,提出動態監測應科學規劃、分層監測、引進新設備和加強監測信息系統建設的建議。
松嫩平原;地下水;動態監測
松嫩平原(吉林)位于吉林省中西部,南以松遼分水嶺與遼河平原相隔,西以大興安嶺東緣交界,北與黑龍江隔松花江干流、嫩江相望,東以長白山—大黑山丘陵為界。行政區隸屬于長春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所轄的農安縣、九臺市、德惠市、榆樹市、寧江區、扶余市、乾安縣、長嶺縣、前郭縣,洮北區、鎮賚縣、洮南市、通榆縣、大安市、公主嶺市及舒蘭市部分[1]。地理坐標東徑:121°20'56″~127°09'00″,北緯:43°33'55″~ 46°28'48″。工作區幅員面積 64 400 km2。
松嫩平原地下水的形成、賦存與分布,主要受自然地理條件與地質結構的控制。松嫩平原是在松遼中新生界斷陷盆地基礎上發育形成的盆地形平原。多層疊置松散巖和碎屑巖石地層結構,形成了多層疊置的地下水盆地。東部高平原、中部低平原、西部山前傾斜平原和河谷平原,由于地貌、地質結構等控水因素的不同,其地下水的賦存條件與分布規律存在著明顯的差異。
開展地下水動態監測的目的是分析研究狀態和開采狀態下地下水動態變化規律和變化趨勢,并據此控制、調節和合理利用有限的地下水資源,為工農業生產和改善人民生活條件服務。其基本任務是通過長期的動態監測來研究地下水變化規律、地下水量問題、地下水運動趨勢,研究如何合理開發利用地下水、進行地下水預測預報,為各級政府提供經濟建設的決策依據。
20世紀70年代末,松嫩平原的地下水動態監測工作陸續開展。最初地下水環境監測網點是利用國家地質項目所施工鉆孔和部分利用地方機民井形成的,網點布設主要針對松嫩平原區域地下水水位、水質和城市集中開采區地下水下降漏斗以及水質污染等問題。至80年代末,基本上查清了不同地貌單元地下水水位、水質的動態變化規律及影響動態變化的因素,為該區地下水資源計算及國民經濟建設提供了依據。
“九五”期間擴大了監測區范圍,形成了基本覆蓋松嫩平原全區的監測網絡,監測面積64 400 km2,觀測層位包括前第四系碎屑巖類裂隙孔隙承壓水、第四系松散巖類砂礫石孔隙承壓水、第四系松散巖類砂礫石孔隙潛水、第四系松散巖類粘性土孔隙潛水等多個層位。
經過多年的監測,積累了長時間序列的地下水動態監測資料,對于多年來取得的地下水動態監測數據,已建立了地下水水位、水質動態監測數據庫。基本上查清了不同地貌單元地下水水位、水質的動態變化規律及影響動態變化的因素,為保護和改善地下水環境提供了科學依據。
2009年長觀點總數為127個,其中國家級監測點83個,省級及地區級監測點44個。近年來,由于國家經濟體制的轉型,監測經費投入嚴重不足,松嫩平原部分地區監測工作已經中斷,影響了監測數據的連續性。截止2007年,長觀點總數減少20個,為107個,其中國家級監測點70個,省級及地區級監測點37個。
通過開展松嫩平原地下水動態調查項目,2008年和2009年分別增加地下水長期監測點25個和30。期間原長觀點和新增監測點合計又報廢6個。因此,現有各類地下水動態監測點共166個,其中國家級監測點131個,省級及地區級監測點 35個,平均監測點密度由 2008年的 2.5個/1 000 km2,增加至2.5個/1 000 km2。國家級監測點同時監測水位和水質,監測頻率為水位每5天1次,水質為每年1次。省級監測點只觀測水位,監測頻率為每10天1次。地下水動態監測項目為地下水水位、水質、水溫。
松嫩平原在區域水文地質普查、區域地下水資源評價、水源地勘查評價以及水文地質科學研究等方面已經做了大量工作,基本滿足了經濟社會發展對地下水工作的需求,但隨著社會經濟的發展和科學技術的進步,以及新技術、新方法、新理論的出現,特別是科學發展觀的提出,對地下水可持續利用提出了新的要求。近年來的松嫩平原地下水相關工作存在著一些問題,成為提升區域水文地質研究程度的障礙,主要有以下幾個方面。
(1)隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高,與地下水有關的環境地質問題也越來越突出,急需開展對地下水動態適時預測預報,評價地下水發展態勢,以便及早提出應對旱災、洪災、污染等災害性事件的地下水應急預案,避免出現災難性后果,實現地下水的合理開發、優化調度與科學保護。
(2)地下水動態監測網絡沒有達到《地下水動態監測規程》DZ/T0133—1994關于地下水水位動態監測網點布設密度要求和中國地質調查局發《地下水動態評價技術要求》中的相關規定,而且以往的許多民用監測井結構不清,所測地下水位不能正確反映區域地下水的動態情況。
(3)監測方法和手段落后。區域上絕大部分監測點仍為委托農民監測,由于農民對監測工作認識不清,加上忙于個人家的事情,造成監測數據不連續,同時監測精度不夠準確。另外傳統的電表、測鐘和測繩等測量工具,受東北氣候影響,冬季測線打彎,監測精度得不到保證,所取得的監測資料不能夠詳細和準確描述松嫩平原地下水的動態特征,無法滿足地下水資源有效保護和可持續利用以及國民經濟建設需要的基礎數據。
(4)監測結果不能滿足政府對地下水科學管理的需求,缺少水量監測和水質預警。由于以往的監測結果僅限于水位及水質的監測,水質點過少,不能反映整個松嫩平原的地下水質狀況。同時也缺少水資源量的動態評價結果及長期的監測機制,對于政府行使地下水管理職能起不到技術支撐的作用。
要對現有地下水監測網絡進行調整和優化,整合各個部門的監測網絡,合理確定地下水水質的監測層位,突出“立體監測”,提高自動化監測水平;在區域監測的基礎上,在重點地區或重點地段(水源地地區、地下水調蓄區、地下水污染區等)增加監測密度和增加監測內容,針對大型工礦企業、生活垃圾填埋場等重點污染源和加油站等潛在污染源進行監測,從而健全和完善松嫩平原地下水環境監測網及評價、預測以及信息發布體系,形成統一全面的地下水環境質量監測體系,適時掌握地下水水位動態、水質狀況,為防止地下水污染、控制地下水降落漏斗的形成提供依據。
隨著地下水開采目的層向深層水的發展,淺層水的開采得到緩解。據2004—2009年地下水動態監測資料顯示,近五年間,松嫩平原第四系孔隙潛水水位上升面積已超過下降面積,上升面積為 33 046.71 km2,占全區面積的 51.31% ,下降面積為31 353.29 km2占全區面積的48.69%。受降水量少和蒸發強烈等少氣候因素影響,第四系孔隙潛水下降區大部分分布在中部低平原[2]。
第四系孔隙承壓水作為主要開采目的層,絕大部分地下水位呈下降趨勢[3]。近五年間,地下水位下降區范圍為29 218.94 km2,占第四系承壓水分布范圍的 93.22%。受廣大農村成井技術和開采目的層不明確的影響,部分第四系孔隙承壓水水質也有變壞的趨勢。
第三系裂隙孔隙承壓水,作為中部低平原第四系孔隙承壓水的補充水源和防氟改水的唯一開采層位[4],地下水位大部分亦呈下降趨勢,地下水位下降面積為26 489.14 km2,占第三系地下水分布范圍的80.55%。
來自荷蘭的Diver地下水自動記錄儀,是世界上體積最小但功能最先進的地下水動態自動監測儀器,為監測任務提供一套完美的解決方案。通過一條鋼線纜懸掛在監測井里,可以定期讀取數據,或者安裝 GPRS在線監測系統[5],以便在室內進行數據的動態實時監測。儀器自動測量地下水的溫度和水位,并保存在其內存中,內存可以記錄保存2×24 000個數據,這意味著你每10分鐘測量一次,內存可以記錄長達6個月時間的數據。目前松嫩平原(吉林)投入26個Diver地下水自動記錄儀,實時監測地下水水位、水溫。前期運行良好。
積極適應信息社會對地下水監測工作的要求,加大地下水監測信息系統建設力度,開發引進新技術、新設備,逐步改變目前人工監測、監測數據不準、資料報送不及時等問題,實現向自動監測的轉變,達到實時監測[6]。
[1]趙海卿.松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價[R].沈陽地質調查中心.2007.
[2]田輝.松嫩平原地下水動態影響因素初探.地下水,2011:61-62.
[3]張劍鋒.松嫩平原地下水資源現狀及其對策.黑龍江水利科技,1994.
[4]邸志強.東北地區水資源現狀及可持續利用對策.地質與資源.2004:112-115.
[5]姚永熙.地下水監測方法和儀器概述.水利水文自動化.2010.
[6]張瑞萍.陜西省地下水監測站網建設淺析.地下水,2011:65-66.
Simple Analysis on groundwater Dynamic Monitoring Status of Songnen Plain(Jilin)
TIAN Hui,DU Ji- zhong,GUO Xiao - dong,ZHANG Wen - qiang
(1.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,Liaoning province,shenyang;2.Geological and environment monitoring station of Jilin Province,Jilin province,changchun)
The article is based on the present situation about groundwater dynamic monitoring in the Songnen Plain of China(Jilin),summarizes the problems existed in the monitoring of groundwater. According to the groundwater monitoring work existence question,proposed the dynamic monitoring should be scientific planning,hierarchical monitoring,the introduction of new equipment and strengthen the monitoring information system construction.
Songnen Plain;groundwater and dynamic monitoring
P641.74
A
1004-1184(2012)01-0070-02
2011-05-30
國土資源大調查項目“松嫩平原地下水動態調查評價”(編號:1212010813093).
田輝(1984—),男,陜西眉縣人,助理工程師,主要從事區域水文地質、環境地質調查研究工作。