地下水监测2

水文监测网布设、维护与管理

第一章 概述

第一节 地下水监测 第二节 地下水监测内容 第三节 地下水监测站分类

第四节 地下水监测站布设要求、原则 第五节 地下水监测站维护、管理

第二章 基本监测站

第一节 概念与分类

第二节 基本监测站的监测任务和目的 第三节 基本监测站布设原则与要求 第四节 基本监测站的维护与管理

第三章 统测站

第一节 概念与分类

第二节 统测站的监测任务和目的 第三节 统测站布设要求与原则 第四节 统测站的维护与管理

第四章 试验站

第一节 概述

第二节 试验站的监测任务和目的 第三节 试验站布设要求与原则 第四节 试验站的维护与管理

第五节 试验站的现状与发展 第六节 应用举例

第五章 高程测量 第一节 概述

第二节 平原区高程测量

第三节 山区或地形起伏较大的地区高程测量

第一章 水文地质监测

第一节 地下水监测

水是人类生存和发展所依赖的自然资源，在水资源日益短缺的今天显得更加宝贵。其中地下水作为重要的供水水源，在饮用、市政、工业、农业等方面在人类生活、国民经济建设和社会发展中发挥着重要的作用。调查地下水分布和形成的客观规律重要的目的，首先在于如何合理开发和持续利用地下水资源。在地下水资源贫瘠的地方，我们要做的就是寻找地下水，然而在地下水资源较丰富的地方我们更多需要做的是如何利用、保护这部分资源，并尽可能的减少开采地下水或由于地下水本身的运动所引发的地质环境问题。

一方面地下水资源带来利用价值，例如地下水资源中的特殊化学组分对人体有医疗保健的功效，可作为矿泉来开发利用。另一方面在某些情况下地下水对人类生产和生活活动存在，监测地下水的活动规律目的在于尽可能降低以致消除地下水危害，例如监测地下水水位的变化，防止矿井中矿坑涌水、突水等造成的安全事故。

然而地下水资源较地表水资源复杂，因此地下水本身质和量的变化以及引起地下水变化的环境条件和地下水的运移规律不能直接观察，同时，地下水的污染以及地下水超采引起的地面沉降是缓变型的，一旦积累到一定程度，就成为不可逆的破坏。因此准确开发保护地下水就必须依靠长期的地下水监测，及时掌握动态变化情况。

对于大多数地下水资源调查任务来讲，地下水动态监测的基本项目都应包括地下水水位、水温、水质、水量等。对与地下水有水力联系的地表水水位与流量，以及矿山井巷和其他地下水工程的出水点、排水量及水位标高也应进行监测。

近十几年来，现代技术和方法在地下水科学领域的运用促进了人们对地下水的深入研究。同位素技术、遥感技术、地理信息系统等的应用，在很大程度上提高了对地下水的研究及监测。目前研究最广泛的则是利用地下水物理指标和化学成分的差异，利用相应的测试设备和仪器进行研究和监测。

近年由于地下水长期影响造成的地质灾害现象频频出现，降落漏斗、地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、海水入侵、水质污染等在造成恐慌的同时，提醒着人们对地下水的监测全面性、准确性还有很大提高的空间。

地下水状况是从地下水基本条件的性质及地下水的水质、水量、物理特性在时间上空间上的变化来定义的。通过地下水状况的研究，可以了解地下水的起源、赋存状态、以及在自然条件下或被干扰条件下水的运动。在多孔介质中，地下水及地下水中的矿物质和气体成分受着形成地下水状况的许多因素的复杂的相互作用的影响。由于影响地下水活动规律的因素复杂而且相互制约，因此在监测的过程中带来诸多麻烦，因此通过长期监测对比中发现问题并提出解决方案。

第二节 地下水监测内容

地下水监测内容有水位监测、水量监测、水质监测、水温监测等，掌握地下水的监测内容为决策提供依据。根据不同的监测目的不测相应的监测网站，提高监测的全面性、敏捷性。

1.2.1水位监测

地下水资源的水位高度变化影响着地质变化和地壳的运动。为了检测地下水位的变化以往的解决方法是人工手动到现场进行测量采集数据。但是由于地下水的监测范围广泛，所以需要花费大量人力资源，且工作的周期大大延长。

地下水埋深的变化取决于年降水量，外环境补给水资源量、水位高低,和本地区地质条件。在大量开采地下水资源的状况下，若其所需的水量得不到充分补给，则会使地下水系统水量负均衡态势，造成地下水位的下降。

地下水的补给很大程度上来自大气降水。若地下水水位下降明显，而同年的降水量又很少，则可能会造成水资源的严重不足现象。

国内外有关研究指出，地下水位的下降不仅会导致地下水和地质环境的恶化，而且还影响耕作物的产量和溶质(如盐分，NO3-)的运移。

地下水水位变化规律，主要与降水、降水入渗有关，同时与地形坡度、地表覆盖率等因素有关。扇形平原顶部、中部地下水补给充沛、径流畅通、水位变幅小，扇形平原前缘，地下水补给稍差，水位变幅较大。河流两侧河水补给量较大，径流通畅，水位变幅较大。近河地带受河水补给影响与河流流量成正比。灌区附近受渠水渗漏影响，水位变幅也较大，与渠道引水量成正比，与丰、枯水年关系不大。山前台地孔隙潜水区，水位变化与大气降水规律一致，枯水期多出现在3～

4月，丰水期多出现在7～8月，具有周期性、季节性变化规律。低平原第四系孔隙承压水水位埋深多在2～6 m,

地面地下水位变化主要

受大气降水控制，丰水期水位埋深2～4 m，出现时间8～9月,枯水期水位埋深4～6 m，多出现在4～6月。

水位监测的设备有：水位监测的仪器有浮筒式水位计、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等等。

盖子h1H砂石橡皮塞图一 地下水位传感仪

地下水位传感器利用固态压力传感器将水位变化引起的水压变化信息转化盖子为电信号。该传感器由多孔陶土头，塑料连接杆、旋盖、固态压力传感器，护管（护管下端有许多小孔，使护管内外地下水相通）等部件所组成（如图）。 传感器与田间安装时，陶土头应在枯水位以电缆下。地下水位可由下式算得：

h = H — h1 ①

式中：H—由传感器测得的传感器中心 到地下水位的距离（cm）

h1—传感器中心到地面的距离（cm）

h1为已知数，我们只要测得H值，即可算 出地下水位h。 由于地下水位处于变动之中，传感器内水柱向下拉力所产生的传感器输出电压也在不断变化之中。通过输出电压的测定，即可算出水柱H高度。

1.2.2水量监测

研究地下水存在形式，应该从开采利用地下水的观点出发。鉴于地下水是运动、变化的，所以除了研究天然状态下地下水运动特征外，还要预测地下水被人工开采后的特征：可以将地下水资源分成三种数量关系，即补给量、储存量和消耗量，三种水量的关系如下：

表一 地下水资源分类表 地下水资源分类表 补 天然 垂向 降水入渗补给量 给 补给补给量 地表水水体渗漏补给量 量 量 越流补给量 侧向 地表水体侧渗补给量 补给量 含水层上游侧渗补给量 开采 越流补给量：；地下水分水岭地下水水力梯度增大补给量；外移增补给加的补给量；地表水体补给增加量 量 储 容积存储量 存弹性存储量 量 消 允许开采量 地下水径流排泄量 耗潜水蒸发排泄量 天然消耗量 量 泉水溢出量 地下水的补给量主要包括降水和地表水入渗、地下径流的流入、越流补给、人工回灌、回归复渗等。根据补给量形成的阶段不同，又分为天然补给量和开采补给量。消耗量主要有蒸发和径流流出、人工开采，以及污染带来的地下水资源的不可利用而产生的消耗。储存量则是补给量与消耗量之间的差值而赋存与含水层中的水量。

地下水水量变化规律，主要与降水、降水入渗有关，同时与地形坡度、地表覆盖率等因素有关。例如扇形平原孔隙潜水区单井涌水量丰水期均大于枯水期，其原因是该区一般上部含水层较下部含水层颗粒粗，透水性好，因丰、枯水位的变化，丰水期含水层渗透性强，枯水期渗透性相对较差。

根据地下水水量监测站的相关数据是求得一些水文地质参数的重要方法。

1.2.3水质监测

地下水水质是指地下水水体中所含的物理成分、化学成分和生物成分的综合特征。地下水中的物质组分含量的标准，按其存在状态可分为悬浮物质、溶解物

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