新疆奎屯河流域地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)

程曉黎

（塔城地區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆烏蘇833000）

新疆奎屯河流域地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)的優(yōu)化建設(shè)

程曉黎*

（塔城地區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆烏蘇833000）

地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)是地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的重要組成部分，也是水文地質(zhì)工作中的一項(xiàng)基本建設(shè)，它的建設(shè)目的是為了提取地下水在含水介質(zhì)系統(tǒng)中的有效信息，用于分析地下水的運(yùn)動(dòng)特征和規(guī)律，為地下水的合理開發(fā)利用和科學(xué)管理提供準(zhǔn)確依據(jù)。在對(duì)奎屯—烏蘇監(jiān)測(cè)區(qū)地下水系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化建設(shè)。

地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)；優(yōu)化；建設(shè)

1　概述

奎屯河位于中國(guó)西北部新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)，是北疆地區(qū)的第八大河流，亦是監(jiān)測(cè)區(qū)的主要河流，發(fā)源于天山北麓伊連哈比爾尕山高山區(qū)，河流全長(zhǎng)273km，河床寬500～700m，坡降為13‰，一般流速5m/s，最大流速 7.5m/s，最小流速 2.5m/s，流域面積1564km2，主要以冰雪消融水為補(bǔ)給來(lái)源。是一個(gè)典型的內(nèi)陸河流域，經(jīng)過(guò)山前沖洪積平原，最終流入博爾塔拉蒙古自治州境內(nèi)的艾比湖。流域地處歐亞大陸腹地，氣候干旱，平原地區(qū)干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境十分脆弱；南部山區(qū)降水較多，年降水量可達(dá)500mm以上，是奎屯河流域水資源形成區(qū)及河流的發(fā)源地。

近50年來(lái)，由于對(duì)水資源的不合理開發(fā)和缺乏統(tǒng)一管理，忽視上、中、下游水資的合理布局和生態(tài)保護(hù)用水，河流出山口后被層層攔截，以人工渠系代替天然河道，以人工水庫(kù)代替天然湖泊及地下含水層，不斷擴(kuò)大灌溉綠洲，長(zhǎng)期以來(lái)重視農(nóng)業(yè)用水，而忽視林業(yè)灌溉用水和荒漠生態(tài)保護(hù)，灌溉方式落后（大水漫灌），忽視節(jié)水工程，使沙漠與灌溉綠洲之間的過(guò)渡帶得不到水源，結(jié)果引發(fā)了地下水水位下降、水質(zhì)惡化、湖面萎縮、天然環(huán)境被破壞、地下水溢出泉群干涸、下游土壤次生直漬化、沙漠化加重等諸多水環(huán)境問(wèn)題。

建立和運(yùn)行一個(gè)優(yōu)化的地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)是直接獲取地下水信息、為政府合理規(guī)劃開發(fā)水資源提供可靠數(shù)據(jù)的最有效手段。目前流域內(nèi)地下水監(jiān)測(cè)工作存在許多問(wèn)題：如經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足、監(jiān)測(cè)井布設(shè)不合理、在水資源開發(fā)引起環(huán)境問(wèn)題的地方缺少控制性監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)內(nèi)容單一、監(jiān)測(cè)孔質(zhì)量下降、監(jiān)測(cè)手段嚴(yán)重落后等。

2　奎屯河流域地下水水位變化趨勢(shì)

2.1地下水水位空間變化趨勢(shì)

流域南部山前地下水水位低，北部地下水水位高，奎屯河流域地下水總體上從南向北徑流。受人工開采等因素影響，地下水水位由山前的慢速下降轉(zhuǎn)為北部細(xì)土平原區(qū)的中速下降。

2.2地下水水位時(shí)間變化趨勢(shì)

2.2.1獨(dú)山子水源地

大部分地區(qū)屬滲入—開采型，局部為滲入—徑流型。2001年獨(dú)山子第三水源地投產(chǎn)后，水源地范圍內(nèi)地下水水位出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。至2009年，獨(dú)山子第三水源地地下水水位累積下降約9.74m（圖1）。

圖1　HG2監(jiān)測(cè)井水位動(dòng)態(tài)變化曲線

2.2.2奎屯市及山前傾斜平原

該區(qū)是農(nóng)墾區(qū)，機(jī)井星羅棋布，地下水水位呈補(bǔ)給開采動(dòng)態(tài)。灌溉期水位下降，停灌溉期地下水補(bǔ)給使水位上升，年變幅最高可達(dá)到6m左右。該區(qū)域地下水位也呈持續(xù)下降趨勢(shì)（圖2）。

圖2　213監(jiān)測(cè)井水位動(dòng)態(tài)變化曲線

2.2.3細(xì)土平原區(qū)

細(xì)土平原為農(nóng)灌區(qū)，開采的主要含水層為第二至第五層承壓水。水位也呈持續(xù)下降趨勢(shì)（圖3）。

圖3　JD10監(jiān)測(cè)井水位動(dòng)態(tài)變化曲

3　奎屯河流域地下水水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化

現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)網(wǎng)基本情況：本監(jiān)測(cè)區(qū)主要任務(wù)是對(duì)天山北麓經(jīng)濟(jì)帶——奎屯市、烏蘇市、獨(dú)山子區(qū)的地下水動(dòng)態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)。構(gòu)成地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)線6條，其中順地下水流向4條，垂直地下水流向2條。

地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：水位、水質(zhì)、水溫和地下水開采量調(diào)查。

1993～1998年地下水水位監(jiān)測(cè)頻率，國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為6次/月，省級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為3次/月。按照調(diào)整后的地下水水位監(jiān)測(cè)頻率，國(guó)家級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為3次/月，省級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為1次/月，地區(qū)級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2次/年。

現(xiàn)有地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井41個(gè)，其中國(guó)家級(jí)井4個(gè)（潛水3個(gè)，承壓水1個(gè)；專門井4個(gè)；水質(zhì)4個(gè)；水溫3個(gè)；嚴(yán)重淤堵1個(gè)；輕微淤堵1個(gè)）；省級(jí)井28個(gè)（潛水28個(gè)；專門井12個(gè)，機(jī)民井16個(gè)；水質(zhì)12個(gè)；水溫1個(gè)；嚴(yán)重淤堵1個(gè)）；地區(qū)級(jí)井9個(gè)（潛水9個(gè)；專門井2個(gè)，機(jī)民井7個(gè)）。

綜上所述，水位監(jiān)測(cè)井36個(gè)（專門監(jiān)測(cè)井18個(gè)，機(jī)民井兼監(jiān)測(cè)井18個(gè)）。

4　存在的問(wèn)題

4.1現(xiàn)狀和問(wèn)題

（1）監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布不盡合理。專門監(jiān)測(cè)井主要分布在集中供水水源地；機(jī)民井兼監(jiān)測(cè)井分布也不均勻；烏伊公路以南地區(qū)和東北部的相對(duì)重要的水文地質(zhì)單元，無(wú)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井控制。

（2）地下水埋深大于100m的專門監(jiān)測(cè)井，未安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。

（3）監(jiān)測(cè)手段落后。水位、水溫監(jiān)測(cè)還是延用測(cè)繩、電表、普通水溫計(jì)人工觀測(cè)的方法，觀測(cè)的數(shù)據(jù)不可避免地帶有一定的人為誤差。

4.2監(jiān)測(cè)網(wǎng)的維護(hù)

奎屯河流域地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)運(yùn)行近17年，部分監(jiān)測(cè)井淤積嚴(yán)重，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)失真。為滿足項(xiàng)目及安裝自記儀的需要，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)2009年準(zhǔn)備安裝自記儀的24口淤積、破壞的監(jiān)測(cè)孔進(jìn)行了洗井維修，使監(jiān)測(cè)孔恢復(fù)正常運(yùn)行。對(duì)維修后的井孔進(jìn)行保護(hù)，具體措施是對(duì)這24個(gè)監(jiān)測(cè)井采用110mm的鋼管焊制了統(tǒng)一規(guī)格的孔口保護(hù)裝置，外邊用混凝土砌筑，刷防腐紅漆，并在保護(hù)裝置上用漢、維兩種文字噴繪警示標(biāo)志、用語(yǔ)，以提高社會(huì)公眾保護(hù)地下水監(jiān)測(cè)設(shè)施的意識(shí)（見圖4）。

圖4　安裝保護(hù)裝置后的監(jiān)測(cè)井

4.3地下水水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)

流域面積大，距離遠(yuǎn)，冬季寒冷漫長(zhǎng)，加之測(cè)繩操作不便，野外人工手測(cè)地下水位十分艱苦；地下水水位自記監(jiān)測(cè)儀同時(shí)能夠監(jiān)測(cè)特殊因素影響下局部地下水水位的變化，如水源地周圍和灌區(qū)的地下水位影響等。故發(fā)展自動(dòng)監(jiān)測(cè)刻不容緩，實(shí)現(xiàn)流域區(qū)域性地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化。

4.4地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井（點(diǎn)）網(wǎng)優(yōu)化原則

（1）在沒有監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布的相對(duì)重要的水文地質(zhì)單元，新增監(jiān)測(cè)井。

（2）保留集中供水水源地現(xiàn)有專門監(jiān)測(cè)井，安裝地下水水位、水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。

（3）監(jiān)測(cè)區(qū)北部地下水集中開采區(qū)，地下水位空間變化很大，設(shè)計(jì)布設(shè)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)密度高；南部含水層厚度大，地下水開采少或無(wú)地下水開采的地區(qū)，設(shè)計(jì)布設(shè)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)密度低。

（4）機(jī)民井兼監(jiān)測(cè)井，手工監(jiān)測(cè)頻率為1次/月；專門監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)頻率可以由地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)。

（5）因本次地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井（點(diǎn)）網(wǎng)優(yōu)化，未考慮采用定量方法為依據(jù)評(píng)價(jià)，故地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)井（點(diǎn)）網(wǎng)優(yōu)化精度偏低。

5　結(jié)論

奎屯河流域地處干旱內(nèi)陸盆地，山區(qū)降水產(chǎn)流貯存在山前傾斜平原礫質(zhì)含水層和北部平原含水層中，地下水是城市供水、工業(yè)供水和農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。建立流域地下水監(jiān)測(cè)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)流域水資源可持續(xù)開發(fā)與綜合管理的基礎(chǔ)。本文運(yùn)用地下水動(dòng)態(tài)類型編圖法進(jìn)行了奎屯河流域地下水水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。中荷項(xiàng)目首期在奎屯—烏蘇監(jiān)測(cè)區(qū)確定并施工了10眼監(jiān)測(cè)孔，在未來(lái)幾年內(nèi)需要逐步實(shí)施20個(gè)新的自動(dòng)監(jiān)測(cè)孔。地下水位的監(jiān)測(cè)應(yīng)從手工監(jiān)測(cè)向自動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)展。手工監(jiān)測(cè)頻率1次/月即能監(jiān)測(cè)地下水位的趨勢(shì)下降和周期性變化，局部地區(qū)地下水水位高頻率的變化可由自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)。

奎屯河流域具有典型的內(nèi)陸河流域特征，因而水位監(jiān)測(cè)網(wǎng)的優(yōu)化與實(shí)施，不僅提高了流域內(nèi)監(jiān)測(cè)質(zhì)量及監(jiān)測(cè)水平，同時(shí)為西北干旱地區(qū)地下水水位監(jiān)測(cè)提供了范例。

［1］肖令才.新疆奎屯—烏蘇地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告［R］.2006.

［2］程曉黎.新疆奎屯—烏蘇地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告［R］.2010.

P641.74

A

1004-5716（2016）02-0149-03

2015-01-20

2015-01-21

程曉黎（1977-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作。