山西省地下水現狀及發展探討

牛國菲

（山西省水文水資源勘測總站，山西太原030001）

地下水是水資源的重要組成部分，是人們賴以生存的重要水源。地下水作為地球上重要的水體，與人類社會有著密切的關系，在保障人民生活、社會經濟發展、生態保護等方面都有著至關重要的作用。隨著我國經濟的飛速發展，水資源與經濟之間的矛盾日漸突出，因此，適應新時代、新使命、新思想、新方略，補齊地下水監測短板、強化地下水資源支撐保障，顯得尤為重要。

1 地下水監測現狀

1.1 地下水監測站網布設情況

山西省地下水監測站網分為基本監測站網和統測站網。2018年全省共有基本監測站點1 289 處，其中，國家工程井504 處，基本監測站網為常規監測，主要以借用當地生產井為主，專用井436 處，比例僅占33.8%。地下水位監測站網重點控制了地下水開發利用程度較高的七大盆地，以及部分水源地和超采區等特殊類型區。山西省有11 個全國重要飲用水地下水水源地，其中，7 個水源地布設地下水監測站15 處，其余4 個水源地內無監測站。

1.2 存在主要問題

（1）現有測站代表性差。山西省基本監測站網中66%監測井為借用當地生產井，受開采抽水影響，動靜水位差較大，且難以反映天然狀態下地下水隨時間在空間上的真實變化過程。同時存在監測站成井質量不高、水井結構不清、地層資料不全等情況。

（2）地下水重點區域和分層觀測有待完善。近年來隨著第一產業、第二產業的飛速發展，地下水開采量大幅度增加，造成了地下水動態的復雜性，多年的實踐表明現有監測站在水平和垂直方向上進行區域性宏觀控制，特殊地貌單元及城市、工礦水源地、盆地入口、出口以及與降水入滲、河川徑流相配套等方面有一定的欠缺。

（3）現有信息采集及傳輸方式落后，不滿足現代化需求。山西省地下水監測站建設分為兩個階段，2015年以前，多數地下水監測采用傳統且效率低的人工方式，采用皮尺、測繩、測鐘或音響器等傳統監測設備，所測得的數據人為誤差大、測量精度低。監測信息的傳輸方式一般是人工采用普通信件、電話報送到各地市，地市再報送至省級，經過技術員人工整理后逐級上報，信息傳輸速度十分緩慢，時效性差。

2016年隨著國家地下水監測工程實施，地下水監測自動化程度逐年提高，到目前，山西省已建成地下水監測自動站721 處，自動化率僅達到50%，為推動地下水高效、及時、準確監測，滿足水文現代化要求，建議盡快實現地下水監測全面自動化。

2 地下水現代化建設規劃

地下水現代化是水文現代化的重要組成部分。山西省地下水現代化建設目標為：在5～10 a 的時間內，依靠思維創新、體制機制創新和科技創新，用現代思想觀念調整管理思路，用現代科學技術手段建設新型地下水監測和管理模式。用現代化科學文化知識武裝地下水隊伍專業素質，從傳統向高科技、現代化、可持續發展轉變，更好地為水文強監管和經濟社會發展服務提供支撐。

2.1 地下水現代化分階段目標

全省地下水基本監測站，到2025年地下水現代化建設取得突破性發展，主要體現在以下四個方面：

（1）地下水監測站網經過優化既有監測站網和新增監測站網的方式，提高站網密度，使布局更加全面、科學。按照統籌兼顧、突出重點的原則，充實優化地下水站網，并對特殊類型區中的水源地、超采區、巖溶地區等進行重點加密布設。與現狀相比，全省地下水監測自動化站點個數大幅度增加，自動化率由50%提高至100%，全面實現自動化采集及傳輸。孔隙地下水超采區自動監測井密度增加，自動監測控制率達到100%；同時，增設一定量的淺層地下水專用監測站，開展各含水層間水位關系、水力聯系的合理性分析。

（2）全省地下水自動監測專用井比例大幅增加，便于地下水位的準確監測，為地下水時空變化規律的合理性分析提供數據支撐。

（3）全省地下水自動化監測站網全覆蓋，全面提升我省地下水自動化監測能力的高效性、及時性、準確性，基本滿足地下水現代化建設要求。

（4）建設山西省地下水監測中心，各地市建設相應的分中心，基本實現地下水各水文地質要素可視化和智能服務化，便于專業人員對監測井的日常管理和維護。

到2035年，全省基本實現地下水監測現代化建設。在2025年的基礎上，地下水站網布局不斷充實、優化，形成現代化的地下水監測系統。

2.2 地下水監測中心能力提升

2.2.1 省級地下水監測中心建立

對已有業務用房進行升級改造，配備服務器、工作站、專用顯示屏、專用檔案柜等網絡及辦公設備，配備數據庫軟件、地理信息系統、網絡安全防護軟件、專業統計分析軟件、地下水數值模擬軟件等專業軟件，開發地下水信息共享服務系統、地下水信息展示系統、地下水信息發布預警系統、地下水信息發布移動客戶端等業務系統，提高地下水監測綜合服務能力。

拓展省級監測中心的業務范圍。對已有地下水資料開展各項分析工作，對監測數據進行深加工，提供地下水月報等服務產品，發揮出水文尖兵的作用。

加強市級地下水監測中心能力建設，結合地下水業務需求，在各市建立地下水監測分中心。購置業務用房，對已有業務用房進行改造，配備服務器、工作站、專用顯示屏等網絡設備，購置系統及網絡軟件，開發滿足本市業務需求的地下水業務系統，配備RTK、便攜式井深儀、懸垂式水位計、水溫計、貝勒管、發電機、水泵、移動工作站、巡測車等先進的巡測設備。加強監測中心工作人員的知識業務培訓，增強能力素質，結合自動化設備的更新，在“人”和“物”兩方面雙管齊下，達到提升監測中心綜合服務能力的目的。

2.2.2 地下水信息共享服務平臺建設

（1）建立統一地下水信息共享服務系統。整合國家地下水監測站、省級監測站、規劃建設站和其他部門等地下水數據資源及分析成果，建設共享系統。

（2）開發地下水信息查詢移動客戶端軟件，為省級監測中心和分中心業務人員提供地下水信息查詢服務。主要功能包括基本信息查詢、站點查找、工況信息報警、地下水監測管理相關通知公告等信息查詢，實現手機藍牙喚醒并進行實時數據讀取功能、站點定位導航功能，以方便業務人員對監測井進行日常檢查和維護。

（3）在地下水監測站保護裝置上噴涂二維碼，社會公眾通過互聯網，使用移動客戶端軟件或微信公眾號掃碼獲取監測站基本信息，查詢工程名稱、地下水位信息、監測目的和意義、聯系方式等信息，滿足社會公眾對地下水信息的需要。

2.2.3 地下水現代化業務體系建設

（1）開發地下水業務分析處理系統，基于地下水動態監測數據，自動生成專題圖。例如地下水水位埋深、地下水水位標高、年末差、流向等，同時可以進行人工修正。各專題圖可進行大比例縮放，如要查看縣市建城區內等值線，放大比例尺時，等值線自動加密等。建立降水量、開采量、地下水位等關系模型，利用數學統計模型、BP 神經網絡模型進行分析，對地下水位變幅進行預測。

（2）在省地下水監測中心和各分中心部署地下水信息展示系統。通過大屏幕，利用地理信息系統可查看地下水監測站分布情況，可定位并查找監測井的基本信息和動態監測信息，對地下水位等值線圖等分析成果進行展示。及時向上級部門和相關單位提供準確的地下水監測數據、地下水月報、地下水位預警信息，向公眾發布地下水相關政策、新聞、科普知識及地下水分析成果。

（3）利用專業數值模擬軟件，在三維環境中進行地下水模擬，利用專業統計分析軟件，對地下水數據進行深度分析處理，對地下水位等信息進行預測分析。各市地下水監測分中心根據本市業務需要，定制開發地下水業務軟件。

3 結語

隨著社會經濟的高速發展，地下水水位監測需要以現代化理念為引領，補齊監測短板，強化科技支撐，廣泛應用自動化、信息化和智能化等現代技術，推動建立和完善與時代發展同步的現代化地下水監測體系和管理體系，為水利強監管和經濟社會發展提供更全、更快、更準的地下水監測信息和內容豐富的服務產品。