牛國(guó)菲

（山西省水文水資源勘測(cè)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(huì)有著密切的關(guān)系，在保障人民生活、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)等方面都有著至關(guān)重要的作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾日漸突出，因此，適應(yīng)新時(shí)代、新使命、新思想、新方略，補(bǔ)齊地下水監(jiān)測(cè)短板、強(qiáng)化地下水資源支撐保障，顯得尤為重要。

1 地下水監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

1.1 地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布設(shè)情況

山西省地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)分為基本監(jiān)測(cè)站網(wǎng)和統(tǒng)測(cè)站網(wǎng)。2018年全省共有基本監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1 289 處，其中，國(guó)家工程井504 處，基本監(jiān)測(cè)站網(wǎng)為常規(guī)監(jiān)測(cè)，主要以借用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)井為主，專用井436 處，比例僅占33.8%。地下水位監(jiān)測(cè)站網(wǎng)重點(diǎn)控制了地下水開發(fā)利用程度較高的七大盆地，以及部分水源地和超采區(qū)等特殊類型區(qū)。山西省有11 個(gè)全國(guó)重要飲用水地下水水源地，其中，7 個(gè)水源地布設(shè)地下水監(jiān)測(cè)站15 處，其余4 個(gè)水源地內(nèi)無(wú)監(jiān)測(cè)站。

1.2 存在主要問(wèn)題

（1）現(xiàn)有測(cè)站代表性差。山西省基本監(jiān)測(cè)站網(wǎng)中66%監(jiān)測(cè)井為借用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)井，受開采抽水影響，動(dòng)靜水位差較大，且難以反映天然狀態(tài)下地下水隨時(shí)間在空間上的真實(shí)變化過(guò)程。同時(shí)存在監(jiān)測(cè)站成井質(zhì)量不高、水井結(jié)構(gòu)不清、地層資料不全等情況。

（2）地下水重點(diǎn)區(qū)域和分層觀測(cè)有待完善。近年來(lái)隨著第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，地下水開采量大幅度增加，造成了地下水動(dòng)態(tài)的復(fù)雜性，多年的實(shí)踐表明現(xiàn)有監(jiān)測(cè)站在水平和垂直方向上進(jìn)行區(qū)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(xiàn)有信息采集及傳輸方式落后，不滿足現(xiàn)代化需求。山西省地下水監(jiān)測(cè)站建設(shè)分為兩個(gè)階段，2015年以前，多數(shù)地下水監(jiān)測(cè)采用傳統(tǒng)且效率低的人工方式，采用皮尺、測(cè)繩、測(cè)鐘或音響器等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，所測(cè)得的數(shù)據(jù)人為誤差大、測(cè)量精度低。監(jiān)測(cè)信息的傳輸方式一般是人工采用普通信件、電話報(bào)送到各地市，地市再報(bào)送至省級(jí)，經(jīng)過(guò)技術(shù)員人工整理后逐級(jí)上報(bào)，信息傳輸速度十分緩慢，時(shí)效性差。

2016年隨著國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)工程實(shí)施，地下水監(jiān)測(cè)自動(dòng)化程度逐年提高，到目前，山西省已建成地下水監(jiān)測(cè)自動(dòng)站721 處，自動(dòng)化率僅達(dá)到50%，為推動(dòng)地下水高效、及時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，滿足水文現(xiàn)代化要求，建議盡快實(shí)現(xiàn)地下水監(jiān)測(cè)全面自動(dòng)化。

2 地下水現(xiàn)代化建設(shè)規(guī)劃

地下水現(xiàn)代化是水文現(xiàn)代化的重要組成部分。山西省地下水現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)為：在5～10 a 的時(shí)間內(nèi)，依靠思維創(chuàng)新、體制機(jī)制創(chuàng)新和科技創(chuàng)新，用現(xiàn)代思想觀念調(diào)整管理思路，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段建設(shè)新型地下水監(jiān)測(cè)和管理模式。用現(xiàn)代化科學(xué)文化知識(shí)武裝地下水隊(duì)伍專業(yè)素質(zhì)，從傳統(tǒng)向高科技、現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變，更好地為水文強(qiáng)監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)提供支撐。

2.1 地下水現(xiàn)代化分階段目標(biāo)

全省地下水基本監(jiān)測(cè)站，到2025年地下水現(xiàn)代化建設(shè)取得突破性發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

（1）地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化既有監(jiān)測(cè)站網(wǎng)和新增監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的方式，提高站網(wǎng)密度，使布局更加全面、科學(xué)。按照統(tǒng)籌兼顧、突出重點(diǎn)的原則，充實(shí)優(yōu)化地下水站網(wǎng)，并對(duì)特殊類型區(qū)中的水源地、超采區(qū)、巖溶地區(qū)等進(jìn)行重點(diǎn)加密布設(shè)。與現(xiàn)狀相比，全省地下水監(jiān)測(cè)自動(dòng)化站點(diǎn)個(gè)數(shù)大幅度增加，自動(dòng)化率由50%提高至100%，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集及傳輸?？紫兜叵滤蓞^(qū)自動(dòng)監(jiān)測(cè)井密度增加，自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制率達(dá)到100%；同時(shí)，增設(shè)一定量的淺層地下水專用監(jiān)測(cè)站，開展各含水層間水位關(guān)系、水力聯(lián)系的合理性分析。

（2）全省地下水自動(dòng)監(jiān)測(cè)專用井比例大幅增加，便于地下水位的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，為地下水時(shí)空變化規(guī)律的合理性分析提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）全省地下水自動(dòng)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)全覆蓋，全面提升我省地下水自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能力的高效性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性，基本滿足地下水現(xiàn)代化建設(shè)要求。

（4）建設(shè)山西省地下水監(jiān)測(cè)中心，各地市建設(shè)相應(yīng)的分中心，基本實(shí)現(xiàn)地下水各水文地質(zhì)要素可視化和智能服務(wù)化，便于專業(yè)人員對(duì)監(jiān)測(cè)井的日常管理和維護(hù)。

到2035年，全省基本實(shí)現(xiàn)地下水監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化建設(shè)。在2025年的基礎(chǔ)上，地下水站網(wǎng)布局不斷充實(shí)、優(yōu)化，形成現(xiàn)代化的地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2.2 地下水監(jiān)測(cè)中心能力提升

2.2.1 省級(jí)地下水監(jiān)測(cè)中心建立

對(duì)已有業(yè)務(wù)用房進(jìn)行升級(jí)改造，配備服務(wù)器、工作站、專用顯示屏、專用檔案柜等網(wǎng)絡(luò)及辦公設(shè)備，配備數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)軟件、專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件、地下水?dāng)?shù)值模擬軟件等專業(yè)軟件，開發(fā)地下水信息共享服務(wù)系統(tǒng)、地下水信息展示系統(tǒng)、地下水信息發(fā)布預(yù)警系統(tǒng)、地下水信息發(fā)布移動(dòng)客戶端等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，提高地下水監(jiān)測(cè)綜合服務(wù)能力。

拓展省級(jí)監(jiān)測(cè)中心的業(yè)務(wù)范圍。對(duì)已有地下水資料開展各項(xiàng)分析工作，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工，提供地下水月報(bào)等服務(wù)產(chǎn)品，發(fā)揮出水文尖兵的作用。

加強(qiáng)市級(jí)地下水監(jiān)測(cè)中心能力建設(shè)，結(jié)合地下水業(yè)務(wù)需求，在各市建立地下水監(jiān)測(cè)分中心。購(gòu)置業(yè)務(wù)用房，對(duì)已有業(yè)務(wù)用房進(jìn)行改造，配備服務(wù)器、工作站、專用顯示屏等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，購(gòu)置系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)軟件，開發(fā)滿足本市業(yè)務(wù)需求的地下水業(yè)務(wù)系統(tǒng)，配備RTK、便攜式井深儀、懸垂式水位計(jì)、水溫計(jì)、貝勒管、發(fā)電機(jī)、水泵、移動(dòng)工作站、巡測(cè)車等先進(jìn)的巡測(cè)設(shè)備。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)中心工作人員的知識(shí)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，增強(qiáng)能力素質(zhì)，結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備的更新，在“人”和“物”兩方面雙管齊下，達(dá)到提升監(jiān)測(cè)中心綜合服務(wù)能力的目的。

2.2.2 地下水信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

（1）建立統(tǒng)一地下水信息共享服務(wù)系統(tǒng)。整合國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)站、省級(jí)監(jiān)測(cè)站、規(guī)劃建設(shè)站和其他部門等地下水?dāng)?shù)據(jù)資源及分析成果，建設(shè)共享系統(tǒng)。

（2）開發(fā)地下水信息查詢移動(dòng)客戶端軟件，為省級(jí)監(jiān)測(cè)中心和分中心業(yè)務(wù)人員提供地下水信息查詢服務(wù)。主要功能包括基本信息查詢、站點(diǎn)查找、工況信息報(bào)警、地下水監(jiān)測(cè)管理相關(guān)通知公告等信息查詢，實(shí)現(xiàn)手機(jī)藍(lán)牙喚醒并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取功能、站點(diǎn)定位導(dǎo)航功能，以方便業(yè)務(wù)人員對(duì)監(jiān)測(cè)井進(jìn)行日常檢查和維護(hù)。

（3）在地下水監(jiān)測(cè)站保護(hù)裝置上噴涂二維碼，社會(huì)公眾通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，使用移動(dòng)客戶端軟件或微信公眾號(hào)掃碼獲取監(jiān)測(cè)站基本信息，查詢工程名稱、地下水位信息、監(jiān)測(cè)目的和意義、聯(lián)系方式等信息，滿足社會(huì)公眾對(duì)地下水信息的需要。

2.2.3 地下水現(xiàn)代化業(yè)務(wù)體系建設(shè)

（1）開發(fā)地下水業(yè)務(wù)分析處理系統(tǒng)，基于地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成專題圖。例如地下水水位埋深、地下水水位標(biāo)高、年末差、流向等，同時(shí)可以進(jìn)行人工修正。各專題圖可進(jìn)行大比例縮放，如要查看縣市建城區(qū)內(nèi)等值線，放大比例尺時(shí)，等值線自動(dòng)加密等。建立降水量、開采量、地下水位等關(guān)系模型，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分析，對(duì)地下水位變幅進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（2）在省地下水監(jiān)測(cè)中心和各分中心部署地下水信息展示系統(tǒng)。通過(guò)大屏幕，利用地理信息系統(tǒng)可查看地下水監(jiān)測(cè)站分布情況，可定位并查找監(jiān)測(cè)井的基本信息和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息，對(duì)地下水位等值線圖等分析成果進(jìn)行展示。及時(shí)向上級(jí)部門和相關(guān)單位提供準(zhǔn)確的地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、地下水月報(bào)、地下水位預(yù)警信息，向公眾發(fā)布地下水相關(guān)政策、新聞、科普知識(shí)及地下水分析成果。

（3）利用專業(yè)數(shù)值模擬軟件，在三維環(huán)境中進(jìn)行地下水模擬，利用專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)地下水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行深度分析處理，對(duì)地下水位等信息進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。各市地下水監(jiān)測(cè)分中心根據(jù)本市業(yè)務(wù)需要，定制開發(fā)地下水業(yè)務(wù)軟件。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地下水水位監(jiān)測(cè)需要以現(xiàn)代化理念為引領(lǐng)，補(bǔ)齊監(jiān)測(cè)短板，強(qiáng)化科技支撐，廣泛應(yīng)用自動(dòng)化、信息化和智能化等現(xiàn)代技術(shù)，推動(dòng)建立和完善與時(shí)代發(fā)展同步的現(xiàn)代化地下水監(jiān)測(cè)體系和管理體系，為水利強(qiáng)監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供更全、更快、更準(zhǔn)的地下水監(jiān)測(cè)信息和內(nèi)容豐富的服務(wù)產(chǎn)品。