【资料】国内外地下水监测技术与管理比较研究

我国是一个人均水资源短缺的国家，地下水是工农业生产和城乡生活的重要水源。在我国660多个建制市中，利用地下水供水的有400多个；地下水灌溉面积占耕地面积的40%以上；北方农村普遍利用地下水 作为饮用水源。然而，由于一些地区地下水不合理开发，造成局部地区地 下水采补失衡，地下水位大幅下降，引发地面沉降、地下水污染、生态环境退化等一系列问题。 因此，迫切需要加强地下水动态监测， 开展地下水动态模拟和分析预测，全面加强对地下水的管理，以掌握地下水数量和质量的时空分布和变化规律， 科学合理配置地下水资源，实现对地下水的可持续开发利用和有效保护。

一、站网分类 

世界许多国家对地下水的监测站网都有明确的分类，其分类方法主要有两种：一是根据监测目的；二是根据管理权属。 如丹麦有全国地下水量监测网和全国地下水水质监测网， 并将地下水位监测站网分为地方性监测网（由供水系统负责）、地区性监测网（由县级负责）和全国性监测网（由丹麦数据中心GEUS 负责）。美国把地下水监测网分成两类，第一类为水文地质基准网，其主要目的是研究水资源以及审核与地表水地下水的形成有关的各种科技问题； 第二类为建立在各个工程项目上的设计网，用来解决设计中的具体问题。但是美国没有国家地下水监测站网，地下水监测站网由各州管理，各州的实际情况也各不相同。根据水利行业标准《地下水监测规范》，我国的地下水监测站网按监测目的可分为基本站、统测站和实验站三大类；按照监测方式将基本监测站分为人工和自动监测站两类，按管理模式将水位、水质基本监测站分为国家级监测站、省级行政区重点监测站和普通基本监测站。

从监测目的上看，荷兰等一些欧洲国家的基本站主要是政府部门为规划管理提供长期监测数据， 包括国家站和区域站，主要监测水量和水质要素；专用站主要是市政机构、非政府组织或者用水户为某种特定的目的而设置的短期专门监测站，包括水量和水质要素；临时站主要是科研院所等为研究目的临时设置的监测站，监测要素根据实际需要确定。我国与部分国家地下 水监测站网分类比较见表1。 

二、站网布设和密度 

1、站网布设 

各国对地下水监测站网的布设都有严格要求。《欧盟水框架指令》（Water Framework Directive, WFD）对地下水监测站网的布设提出了明确的指导性意见如下：

（1）对于多层含水层，要求在同一位置应考虑每个含水层都要有监测井；考虑含水层的空间不均匀性，要求每个含水层应划分为特性相同的各个水文地质单元，每个单元至少应有一个监测井。 

（2）考虑水文地质条件的连续性，要求监测井之间的距离应不小于空间不均匀性的尺度范围。 

（3）考虑覆盖边界条件的需要，要求监测井群的分布应垂直于边界。 

（4）考虑水文应力范围，要求监测井群的分布应垂直于河流，覆盖补给与排泄的区域。 

（5）考虑对现有地下水井的利用，提出生产井可用 于水质取样，但不能用于地下水位监测；开采井可以考虑将其转化为监测井。

（6）关于含水层的几何结构，要求应努力监测到地下水的空间变化趋势，为地下水数值模拟提供便利。 

（7）关于地下水井的协同定位，要求水位和水质监测应在同一位置。 

（8）此外，布设地下水监测站网时还应考虑便于监测的条件，并要首先消除短期水位波动的影响。

2、站网布设密度

站网布设密度主要取决于含水层的水文地质和水化学方面的复杂性。一般而言，含水层特性、地下水开采、水资源与土地利用状况、人力资源等因素都可以作为站网设计的参考因素。此外，还需考虑经济成本等因素，地下水水质基本站网密度通常要比地下水水位站网低。我国与部分国家站网密度与监测频次对比见表2。

站网密度的不同反映了国家的大小、人口密度、经济条件、地下水系统抗污染性、地下水开采强度和相关利益冲突、以及环境保护优先权的不同。国外主要发达国家站网密度普遍高于我们国家，特别是地下水开发利用程度高的国家或区域，其站网密度明显较高。我国站网密度与美国相近，但是监测能力相对薄弱，最突出的一个问题是缺少专用监测井。

三、监测方式和技术

地下水的监测方式可分为人工和自动监测两种。 发达国家已经开展了地下水水位的自动监测， 监测设备既有一体式的，也有分体式的。美国的实时监测井基本为20 年前所建，大多为分体式的，带有太阳能电池版仪器设备置于地上的一个铁盒内，与我国的自动监测井很相像；近年来传感器、存储器和电源一体化的设备也逐渐被应用于地下水监测中。美国各种地下水 监测井数据的采集频次分为一年一次、 半年一次、一 个季度一次、一个月一次、一周一次和一天一次几种。其中实时地下水监测井每天采集一次数据，通过美国国家海洋和大气署（NOAA）的卫星将数据传输至地质调查局的数据库。荷兰主要是人工监测，主要通过志愿者平均每月两次到现场测量，记录读数，随后 通过邮局以电话方式或标准卡片等向当地管理部门报 送，管理部门对报送的数据进行人工录入，要求两个技术人员同时录入，两组录入的数据完全一致、并经校对无误后再存入数据库。在监测频次方面， 荷兰大约 70％的地下水位监测井平均每二周监测一次，10％的每月监测一次，20％的每年监测四次。 我们国家大多以人工监测、人工报送为主，传统水位人工监测设备包括测绳、皮尺、测钟或音响器等，主要以委托观测员或水文站职工进行定期收集、记录，通过电话、邮件等方式向当地主管部门报送，监测频次主要有逐日、五日、十日一次等。近年来，各地水利部门特别是北方地区开始试点建设地下水自动监测系统，开展了水位自动监测。我国与部分国家监测方式对比见表3。

编辑：天地一沙鸥

文章：《国内外地下水监测技术与管理比较研究》 杨建青、章树安、陈喜、杨艳燕、章雨乾编

来源：地下水污染防控与修复产业联盟整理。

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