地下水加密監測

A. 出現特殊緊急情況，根據工程需要適當加密監測頻率;有哪些情況

施工階段的控制要點
施工階段是項目實施的關鍵階段，監理工程師應根據地質勘探資料和當地水文氣候條件，結合當地深基坑工程施工的經驗和條件，確定工程的關鍵項目，要求施工單位制定專項施工方案報監理審核，並強調要制定突發事件的應急預案。應急預案應根據現場及基坑實際情況有針對性、目的性的制定，充分考慮各項不利因素及突發事件的影響，且必須具有可操作性，切忌閉門造車和流於形式。
1.1 深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環節，是一項復雜的系統工程，任何一個環節的失誤都有可能導致施工失敗，甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規程、經批準的施工組織設計及相關的技術規范組織施工，對各施工要點要制定施工方案， 並加強過程式控制制。例如，確定土方開挖方案時，應對地質勘測報告、周圍建築物及地下設施情況等信息進行分析，對特殊土質需精心組織施工，膨脹土地區不宜在雨季開挖，軟土地區分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快，極易改變土體原來的平衡狀態，降低土體的抗剪強度，從而導致土體發生水平方向的滑移，造成坍塌事故。基坑開挖應配合支護結構綜合考慮；同時在挖土施工中棄土的堆放應考慮邊坡的穩定；土方可分層運送或遞送，挖土機與運土車輛應設法深入基坑，並規劃好自卸車運行的坡道和最後坡道
土方的運送，盡量不要採用棧橋方案，因其費用較高；若臨近有建築物基礎時，基坑開挖時應保持一定的距離；在雨期施工前應檢查現場的排水、降水系統，保證水流暢通，並應注意邊坡的穩定，必要時應採取保證邊坡穩定的措施。
1.2深基坑周圍土體止水效果的控制
在基坑和基礎施工時，深基坑多在地下水位以下開挖，施工時若地下水滲入造成基坑浸水，使地基土強度降低，壓縮性增大，建築物能產生過大沉降或是增加土的自重應力，造成基礎附加沉降，從而直接影響到建築物的安全。因此，在基槽施工時，必須採取有效的降水和排水措施使基坑處於乾燥狀態下施工。在地下水位較高的地區，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。
地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由於水的來源復雜，在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮，根據地質勘察部門提供的地質資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環境，不能僅靠長時間不間斷地抽水來降低地下水位，否則會導致基坑周圍土體流失，周圍建築物不均勻沉陷，甚至發生坑底流沙、管涌等現象，增大了處理難度，拖延了工期。
止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。採用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好，深基坑開挖後會出現滲水較多的現象。若此時再採用灌漿的方法進行處理，則延誤工期、增加造價。因此，在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點：
(1)保證樁體質量。確定合理的水泥漿摻加量，保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度，避免樁頭出現攪而無漿的情況，特別是在土層情況變異較大的地區，因攪拌樁的樁徑不易控制，容易導致止水失效。
(2)保證樁的搭接長度和密實度，杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。
(3)不得隨意在基坑支護結構上開口，否則會影響支護結構的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。
1.3深基坑工程的信息化管理
基坑施工過程中，土體的受力狀態發生變化，土體變形會造成擋土支護結構發生側向位移，因此深基坑施工的質量問題實質上是基坑的整體剛度和穩定性，即基坑支護結構是否會發生變形、是否會產生影響基坑安全使用的沉降及水平方向的位移或傾斜、支護結構是否有裂縫以及基坑底是否產生隆起和變形，若發生這些問題將導致基坑工程的失敗。
基坑支護結構信息化管理的主要手段，是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建築物進行監測，根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或岩土變位等
情況，比照勘察、設計的預期性狀，動態分析監測資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率，對照報警標准，預測下一階段工作的動態，及時對施工中可能出現的險情進行預報，超過位移設定的預警值時，應及時採取有效的應對措施，確保工程安全。深基坑支護結構工程監測的主要內容有：支護結構頂部水平位移；支護結構沉降和裂縫；臨近建築物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外，一般每8~10m設一個監測點，關鍵部位適當加密，開挖後每3~5 d監測1次，位移大時應適當加密。
觀測結果要真實反映所測目標的動態趨勢，並繪出變化曲線圖，以傳遞險情前兆信息，找出險情發生的必要條件，如地質特性、支護結構、臨近建築物、地下設施等，結合相關的誘發條件，如氣象條件、開挖施工、地下水變化等，根據基坑支護結構的穩定性計算結果進行科學決策，以排除險情。開挖較深的基坑時，還應測試支撐的內應力，當應力值達到設計值的90% （或支撐變形達10 mm）時，要及時採取防範措施。另外，因現場施工情況復雜，監測點極易被破壞，要注意對監測點的保護。
1.4突發事件的處理
建築施工是一個大、周期長、參與人員多的過程，施工過程中會發生許多不可預見的事件。對於基坑工程，除必須周密設計、精心施工外，更要做好應對突發事件的技術及設備、設施准備。常見的突發事件有：基坑內管涌、流沙；基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降；氣象異常，出現持續多日的狂風暴雨；相鄰工地施工的影響，如降水、打樁、開挖土方；地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等等。事件發生後，應及時啟動應急預案，並會同相關單位盡快研究出切實可行的解決辦法

B. 地下水資源管理的技術措施

（一）對區域水資源進行統一規劃、合理調度

地下水、地表水和大氣水之間，有著不可分割的內在聯系，在水循環中，它們之間不斷地相互轉化。為了正確評價區域各種水資源，制定出技術、經濟上合理的水資源開發利用方案，必須對區內一切水資源進行統一的調查研究和評價。

要制定一個正確的水資源管理方案，必須首先查明區域水資源總量和各類水資源的互相轉化關系；其次，必須了解構成區域水資源的各個水量均衡項目對今後持續供水的意義及其在開采前後可能產生的變化；最後，在開發利用中，必須有統籌兼顧、綜合平衡的觀點。

當前，世界各國水資源開發規劃的一個共同特點，是對流域（或水盆地）水資源的全面管理，在水資源的開發規劃中體現綜合利用和聯合開採的原則。未來地下水的開發、保護和管理主要是地表水和地下水的結合使用問題。地下水資源開發的最佳方案是必須依靠地表水、地下水的結合使用，以及採取人工補給、興建地下水庫、控制地下水的區域性過量開采、局部地下鹹水的利用、調整現有抽水井布局等聯合措施。

（二）調整供水水源結構，實行分質供水與水的循環使用

水資源缺乏，尤其優質水源有限。因此在水源利用上應根據工農業產業結構對水質的要求，實行分質供水、優質優用，這是綜合利用有限水資源的有效措施。生活用水立足於地下水或優質地表水；工業用水大體上可分為鍋爐、洗滌和冷卻用水和市政用水，可利用回用水。對於有苦鹹水分布的地段可適量開采部分苦鹹水進行農田灌溉，以補充農業用水不足。同時，行業間用水應統籌安排，循環使用。為實現節水和綜合利用，應打破行業用水界限，採用廢水重復使用的綜合利用模式，逐步推廣一水多用。例如，火電用水盡量與農田灌溉相互重復使用，用火電熱水發展冬季溫室蔬菜栽培，火電排水進一步與供暖、漁業等用水相結合。

（三）調整產業結構，優化區域生產力布局

目前，水資源已成為生產建設規劃布局的制約因素，為此，要根據水資源條件調整和優化產業結構，合理對區域生產力布局，形成節水型經濟結構，實現水資源與國民經濟合理布局，促使經濟效益和環境效益最優。

在保證規劃目標產值的條件下，通過產業結構的優化與調整，使有限的水資源在經濟系統中合理分配，以發揮最大效益，把「以水定工業」作為產業結構調整與生產力布局的一個基本原則，這也是合理利用有限水資源的必要手段。在工業生產布局上，要充分考慮水資源條件，實行以源定供，以供定需，從更大的宏觀范圍來考慮和規劃經濟發展問題，充分發揮經濟協作區的互補協調作用，把耗水大的工業放置在水資源較豐富的地段，做到就地開發、就地使用，這既可減輕城區供水的壓力，還可以避免由於城市工業過渡集中，需水量不斷增加，地下水的開采強度遠遠超過允許開采量而引起的環境負效應。同時也減少了長途輸水的費用，可取得巨大的社會、經濟和環境效益。

（四）「開源」與節流並重

據統計，目前，我國地表水的開發利用率只佔河川年徑流量的17%，淺層地下水的利用率也僅為24%，故尋找新水源地在某些地區尚有潛力。但在許多地區，更應重視其他開源措施（建造地下水庫、地下水人工補給等），而節流則是刻不容緩的重要工作。

1.排供結合和跨流域調配水資源

用礦山排水作供水水源，是充分利用水資源，解決供、排水矛盾的最好措施之一，值得大力推廣。目前，我國華北地區太行山麓的許多煤田的下部煤層，均因受其底部高壓地下水的威脅而不能開采。估計其排水量，每年可達5億m³左右。如能對該區疏乾和供水進行綜合規劃，將排水用於城市或工農業供水，則可緩解當地的供、排水矛盾。目前，全國許多礦山的礦井排水，多因水質已被污染，不適於生活和工業用水，甚至不適於農田灌溉，都大量地白白流掉，並成為周圍地表水與地下水的污染源；加之礦區排水漏斗的擴大，又減少了周圍的供水水源，造成地質環境的惡化。如實行超前取水，以供減排，以供代排，上供下疏，先供後排，排供結合，還可採用帷幕截流，內疏外供等辦法加以解決，此項內容將在第三篇中作進一步介紹。

在地下水位過高造成土壤鹽漬化或沼澤化的地區，也可把抽水排澇與供水結合起來，實行井灌井排，以降低地下水位，加速土壤脫鹽，提高防澇能力，改良淺層淡水，達到農業增產的目的。

當一個地區的水資源經過充分調配仍不能滿足生活和生產需要時，可考慮從有水資源剩餘的流域調入地表水。

2.節約用水

由於世界上普遍面臨淡水資源不足的問題，所以各國都重視對節約用水技術的研究。國內，雖然許多地區供水緊張，但卻存在著普遍而大量的各種浪費水資源的現象。對此，至今仍缺乏有效地管理。我國《水法》明確規定：「國家厲行節約用水，大力推行節約用水措施，推廣節約用水新技術、新工藝，發展節水型工業、節水型農業和服務業，建立節水型社會經濟結構體系，單位和個人有節約用水的義務」。大力推行節水措施，不僅是為了解決水資源的供需矛盾，也是減少排污量、改善環境、提高企業經濟效益的有效措施。在某些水資源不足的地區，開源難以解決需與供的矛盾，只有從節約用水上求得緩解。節水是解決我國缺水問題的出路和重要途徑。

（1）廢（污）水水質處理回用，提高重復利用率。目前，一些發達國家的廢水重復利用率已達85%～98%；國內，工業及城市的用水量雖大，但重復利用率很低。多數城市還停留在20%～50%，有很大潛力。

（2）推廣先進的節水措施。首要的是建立生產管理體制；然後，在工農業和生活用水方面推廣節水措施。在工業方面，應建設先進的節水型工業，降低工業用水定額；實行清潔生產，改進生產工藝，盡量採用用水少的生產工藝，降低單位產品用水量。農業方面，我國是用水大戶，畝均用水量為448m³，但我國農業用水的利用率只有30%～40%，而國外則多達70%～80%，我國農田灌溉面積7.5億畝，年灌溉用水量約4000多億m³，如果灌溉水利用率提高10%，每年可節水400多億m³。因此必須改進灌溉技術，完善田間工程配套，灌渠應防滲或採用明管（塑料軟管）和暗管（地理管），改大水漫灌和畦灌為噴灌、滴灌、滲灌和微灌，這樣既可節省用水，又可擴大灌溉面積。

（3）節約生活用水。日常生活中浪費水的現象普遍存在（跑、冒、滴、漏水與長流水等），種類之多和數量之大都是驚人的，尤以服務行業用水和生活用水更為突出。因此，應當大力宣傳節水，提高人們對水的憂患意識和節水意識；實行「節獎超罰」制度。節約生活用水是多方面的，而推廣節水型衛生潔具（包括廁用、洗淋用、廚房用、醫療用衛生潔具等），應作為重要的節水措施。另外，應大力擴大生活廢水處理回用工作。

（4）開展一水多用。如前述的污水處理回用、將工業廢水（或直接或經處理）用於灌溉或冷卻、綠化、消防及娛樂觀賞用水等，將節省的優質水用於生活用水。

（五）地下水監測工作

為掌握水資源管理方案的執行情況和預測未來地下水的天然和開采動態，以及環境條件的變化趨勢，以便及時調整管理方案和採取防治措施，都必須全面、系統地進行地下水動態監測工作，尤其是在地下水庫區和利用回收廢水進行人工補給的地區。因此，地下水動態監測工作是水資源管理必不可少的組成部分。許多國家在水資源法中都明顯規定，無地下水監測資料設計的水資源管理工作，在法律上是絕對不容許的，我國對此也作了明確規定。

地下水動態監測的內容，應根據管理方案來確定。其主要內容包括地下水的水位動態、水質變化、開采量與回灌量的統計三方面。當地下水系統內可能出現因水資源開發而引起的環境災害時，也應對其變化進行監測。

地下水動態監測網布置的范圍，原則上應包括整個水資源管理區，有時還應擴大到與本區水資源形成有關的毗鄰地區。監測網、點的布置，須考慮對全區水資源動態變化規律的控制，並在對地下水水源地水質、水量產生最大影響的地段以及可能出現地質災害的地段加密觀測點，進行重點監視。監測網、點的布置還應與選定的計算水量和水質的數學模型相適應。選擇觀測點的具體原則，首先要有代表性，並盡可能利用現有井點，做到一井多用。代表性是指所採取的水質樣品或所觀測的水位和流量數據，在地點和時間上能符合水體的真實情況，並能控制一定空間和時間。例如，不致因井深不同或過濾器下置層位不同而出現水位、水質上的差異；不致因長期停用而影響水中微量元素和細菌的含量的真實情況。還應注意，觀測點位置，盡可能不要輕易地變換，因為經常改換觀測點，則可能使觀測結果的使用價值大減。

關於地下水動態觀測的一般要求，在第六章已經介紹，這里僅介紹某些特殊要求。

開采條件下地下水位動態觀測的基本任務：①掌握某一時期整個滲流場的水動力狀況，其任務主要是為了編繪不同時期的等水位線圖（流場圖），以便分析地下水的流向、運動規律、抽水或注水井（人工補給）的影響范圍，以及海水入侵的情況等。同時，這種圖件也是建立水資源計算數學模型的基礎圖件。為編制高質量的流場圖，要求觀測網點能控制住全區流場的變化，應有1～2條主要觀測線穿過區內的水位降落漏斗、補給水丘及不同類型的邊界。觀測點應盡量布置在剖面線上的地下水面坡度變化點上。水面坡度無變化的地區，有少數觀測點控制即可。②掌握可靠的水位隨時間變化趨勢及其變化速度。其任務主要是檢查地下水的開采條件是否按照水資源管理方案預計的方向發展，如有偏離，則必須採取適當的措施來保護地下水資源。這種觀測點必須設置在能夠真正代表區域地下水變化趨勢的水位降落漏斗的中心。因為漏斗中心的水位反應了所有抽水井的干擾影響，而漏斗邊沿部位的水井水位則不一定具有代表性。其次是，為了消除因開采強度隨時間變化而對水位觀測值所產生的影響，要求選用非生產井作為水位動態觀測井。

對於地下水的水質監測，應注意以下問題：①水質監測項目一般可分為「基本監測項目」和「選擇性監測項目」兩類。前者是指全區所有監測點水樣都必須測定的項目；後者則是根據每個監測點所在的位置特徵和不同目的而檢測的某些指定項目。為了解整個地下水系統的水文地球化學條件的變化趨勢，規定以少量常規化學組分作為基本監測項目是必要的，但是，應該把監測項目的重點放在可能對地下水質產生有害影響的化學成分上。此外，也可根據某一時期的水質情報，對所發現的某些水質異常現象，進行追索性的監測。②除常規的水質監測外，目前在國、內外的水資源管理工作中，特別強調對人類健康有危害的微量重金屬離子、有機物和致病細菌以及病毒的監測。有機物的危害性已被認為遠大於無機質或微生物的污染危害。因此，在地下水受有機污染的地區，應增加對微量有機物的監測項目。③微量重金屬元素和有機污染物在地下水中的含量，一般都很低（常以每升微克或毫克計）。因此，如果不嚴格按要求取樣，或由於在保存過程中水樣自身發生化學或生物化學變化，將造成這些成分在實驗室測定的結果與實際情況不符，使水質評價失真；或者出現同一水樣的幾組樣品的結果不一致，無法作出評價結論。因此，首先要嚴格執行有關水樣採取和保存的技術規程；其次應盡可能統一取樣和分析樣品的時間，進行集中取樣和系統取樣，以消除人為因素對分析結果造成的影響。④對環境地質的監測項目、位置和要求，應依據當地的地質、水文地質條件和預測的或已發生的環境地質問題來進行安排，一般要求監測它們的產生、變化和治理的全過程。

（六）運用地下水資源管理模型進行地下水資源的科學管理

地下水資源管理模型是為了達到某既定管理目標，利用運籌學中的最優化技術方法建立起的一組數學模擬模型。實質上，這里所說的地下水資源管理模型，是地下水流或溶質運移等數值模型和線性規劃等管理模型耦合而成的復合模型。通過對此模型的運算，使該系統的特定目標達到最優，使地下水長期處於對人類生活、生產最有利的狀態，以獲得最大的經濟、社會和環境效益。換言之，地下水管理模型就是運用運籌學方法，應用系統分析原理，為達到某即定管理目標所建立的求解地下水最優管理決策的數學模型。通常，它是由地下水系統的狀態模擬模型（如地下水流模擬模型、地下水溶質模擬模型）和優化模型耦合而成。這樣的地下水管理模型，可以在尋求最優決策的運轉過程中嚴格服從地下水的運動規律，實現水文地質概念模型的模擬要求（林學鈺，1995）。地下水管理模型是地下水管理研究的一個重要內容。運用地下水資源管理模型可更好地進行地下水資源的科學管理。從水資源管理發展的歷史分析，水資源管理，最主要的技術管理手段之一，就是運用系統論與系統分析方法等現代科學技術，建立水資源或地下水資源系統管理模型，優化出地下水最合理的開發方案。這已成為當前國際上共同使用的重要管理措施。

我國從20世紀80年代以來，由於地下水系統理論、非穩定流理論及以數值解或解析解為代表的現代應用數學的引入，以及計算機技術、同位素技術等新技術的廣泛應用，使地下水資源的研究發生了根本性的變化，即把從地下水資源評價到管理的全過程納入系統工程的軌道，研究如何合理開發、利用、調控和保護地下水資源，使之處於對人類生活與生產最有利的狀態。因此，它不僅涉及水文地質學的各個領域，而且還涉及與地下水開發活動有關的自然環境、社會環境和技術經濟環境等的問題，最終通過教學模型和最優化技術，建立地下水管理模型，實現管理目標。

地下水管理模型的研究內容目前主要集中在地表水—地下水聯合調度，地下水量—水質綜合管理，地下水科學開采與和管理模型，地下水可持續利用管理模型等。

C. 地下水實際流速和流向的測定

地下水實際流速和流向的測定是密切相關的，在測定地下水實際流速前應先測定或確定地下水流向。

1.地下水流向的測定

地下水的流向是闡明區域地下水徑流條件，確定地下水補給方向和流量計算斷面的方向、正確布置地下水取水、排水、堵水截流工程設施以及示蹤試驗井組位置等必不可少的依據。地下水流向的測定（確定）方法主要有：①根據等水線圖確定：即垂直等水位線由高到低的方向就是地下水流向；②物探方法：如用充電法確定地下水流向，詳見有關物探書籍；③三角形井孔法確定地下水流向：大體按等邊三角形布置三個鑽孔（圖5-15），並測定天然地下水位，用插值的方法作出等水位線，垂直等水位線由高到低的方向即為地下水流向（圖5-15）。

2.地下水實際流速測定

地下水實際流速，可直接用於地下水斷面流量的計算，判斷水流屬層流或紊流，可研究化學物質在水中的彌散，確定含水層的一些參數以及作為決定地下水灌漿中一些技術措施的依據等。測定地下水實際流速的方法有兩種，其一為示蹤試驗法，其二為物探方法，這里僅說明前者的試驗方法。

（1）測定流速前先測定地下水流向，方法同前。

（2）布置投劑孔（注入孔）和觀測孔（接受孔）。在地下水流向已知的基礎上，沿地下水流向至少布置兩個井孔，上游孔為投示蹤劑（或稱指示劑）孔或注入水，下游孔為觀測孔或接受孔（取樣孔），為防止流向偏離，可在下游孔兩側按圓弧相距0.5～5.0m各布置一個輔助觀測孔（圖5-16）。上游孔與下游孔之間距離主要取決於岩石透水性。如為細砂，一般相距2～5m，透水性好的裂隙岩石一般為10～15m。

（3）選擇示蹤劑，並在注入孔中投放，在觀測孔中進行接受監測。應根據試驗條件和要求選擇合適的示蹤劑，目前我國測定實際流速主要採用的是化學試劑和染料，參見表5-2。進行試驗時，首先將示蹤劑以瞬時脈沖方式注入投劑孔（注入孔）中的含水層段，然後用定深取樣分析方法或定深探頭（如離子探針等）定時觀測觀測井（接受井）中示蹤劑的出現，待示蹤劑暈的前緣在觀測中出現後，應加密觀測（取樣）次數，以准確的測定出示蹤劑前緣和峰值到達觀測井的時間。

表5-2 示蹤劑類型、特點和應用條件

D. 地下水動態長期觀測

（一）地下水動態長期觀測孔（網）的布置

地下水動態觀測孔網的位置，主要決定於水文地質調查的目的、任務，調查階段和水文地質條件等。根據其目的、任務，可把地下水動態觀測孔網分為區域性基本觀測網和專門性觀測網兩種。前者的主要任務是研究地下水動態的一般變化規律，查明地下水動態的成因類型，積累區域內地下水動態多年觀測資料；後者是為專門目的任務（如供水、地下水管理等）或特殊要求布置的。

區域性基本觀測孔網的一般布置原則是：①以較少的觀測點控制較大的面積，以最低的成本，獲得系統、全面和高質量的長觀資料；②地下水動態觀測點一般應布置成觀測（監測）線形式，主要的觀測線應穿過地下水不同動態成因類型的地段，沿著區域水文地質條件變化最大的方向布置；③對不同成因類型的動態區、不同的含水層，地下水的補給、徑流和排泄區，均應有動態觀測點控制，每個觀測點都應有代表性和起控製作用；④對次要的、有差異性的地段和特殊變化點上應設輔助觀測孔；⑤觀測孔網一般應與均衡研究結合起來。

為供水、水量、水質計算和地下水資源管理等專門目布置的長期觀測孔，主要是為建立計算模型、水文地質參數分區及選擇參數提供資料，其布置的一般原則是：①為滿足地下水數值法計算的需要，地下水動態觀測點應布置成網狀形式，以求能控制區內地下水流場及水質的變化；②對滲流場中的地下水分水嶺、匯水槽谷、開采水位降落漏斗中心、計算區的邊界、不同水文地質參數分區及有害的環境地質作用已發生和可能發生的地段，均應有長期觀測孔控制；③在多層含水層分布區，應布置分層觀測孔組。

長觀孔網的布置，還應考慮不同調查階段的工作要求。一般，在普查階段，可適當布設一些長期觀測孔；在初勘階段，應建立基本的觀測線網和控制性觀測井孔；詳勘階段，應增布專門性觀測線網，健全地下水動態觀測點，觀測點、線、網應有機結合。

（二）主要技術要求

1.對觀測點的要求

地下水動態觀測點，主要是井、孔、泉，此外還有暗河出口、礦山井巷水點，地下開挖工程等地下水天然及人工水點。還應設立地表水、氣象要素、環境地質現象等的觀測點。要充分利用區內已有的水文地質條件有代表性、井孔結構、地層剖面清楚的井孔作觀測點。選擇泉水點時，要注意泉的典型性和代表性，還要考慮測流方便。

觀測孔的結構取決於含水層性質、觀測層數和內容，如鬆散層應設置過濾器，一孔觀測多層則要求分層止水，孔徑應保證能安裝各層測水管，如觀測井孔有測流量的要求，其孔徑應滿足下入抽水設備。同孔分層水位觀測孔結構如圖6-9、圖6-10所示。觀測孔的深度，根據要求可以是完整孔，或不完整孔。後者的孔深應保證觀測到最低水位。通常觀測孔孔口應高出地面，並在孔口加保護帽。孔口應有固定的觀測水準（高程）。對每個觀測點，均應建立技術檔案資料。

2.觀測項目和要求

地下水動態觀測項目（內容）主要是地下水位、流量（主要是泉、地下河出口、自溢孔和生產井的流量）、水質、水溫。必要時還需觀測地表水、氣象要素、環境地質現象等。

觀測頻率、次數和時間取決於觀測項目（內容）及有關要素的變化快慢。通常，水位、流量、水溫每5日觀測1次。其中，對水位和流量的觀測，在豐水期、水位上升及峰值時期應加密觀測。地表水和地下河洪峰時期，可加密至每日兩次，以保證能最逼真的反映其變化規律。水質每季度取樣分析1次，或在一年的枯水期、豐水期分別采樣分析。

同一水文地質單元應力求對各點同時觀測，否則應在季節代表性日期內統一觀測。為了能從動態變化規律中分析出不同動態要素（觀測項目）間的相互聯系，對各觀測項目的觀測時間，在一年中至少要有幾次是統一的。

水樣採集常用硬質玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶作為取水容器。對取水容器要進行徹底地清洗，以去除污垢。取水樣時再用所採集的水洗滌三次以上。水樣採取後應及時封蓋好，並用石蠟封閉，以防運輸途中水溢出。水樣採集量與分析項目和分析方法有關，簡分析一般需取水樣500～1000mL；全分析水樣一般為1000～2000mL。當要測定水中不穩定成分時，取樣時應同時加放穩定劑。例如，分析侵蝕性 CO₂時，應在取樣瓶中加入CaCO₃粉末；分析揮發性酚、氰化物時，應在取樣瓶中加入NaOH，使pH≥12；分析Al、Pb、Cd等微量金屬，應在取樣瓶中加入硝酸（H₂NO₃）酸化，使pH≤2，等等。對泉水可以直接從泉口取樣，對開采井可以在出水口採集，對觀測孔則需要專門的取樣器採集水樣。常用的采水器如圖6-11所示。

圖6-11 觀測孔采水器裝置圖

1—繩子；2—帶有繩子的橡皮擦；3—采樣瓶；4—重錘；5—采水瓶架；6—掛鉤

E. 地下水資源開發的科學管理

地下水資源開發的科學管理，就是人們按照生活、生產和水循環本身的客觀規律，研究如何合理地規劃、勘查、開發、利用、調控及保護地下水資源和防治地質環境惡化，使它們處於對人類社會生活與生產最有利的狀態。地下水資源管理的目的，就是採用科學的措施，保證在地下水資源開發中做到最優規劃、最優評價、最優設計和最優開采運行，把開采或排泄地下水可能或已經造成的危害降低到最小，使用水者在技術經濟、社會和環境上獲得最大的效益。

地下水資源開發科學管理的內容主要有三個方面:法制管理措施、行政組織措施和技術經濟措施。

1.制定與完善相關法律，依法對水資源進行管理

目前我國已實施多種有關水資源的立法，其中《水法》最為重要。

《水法》的基本任務是:調節水體的使用，以保證居民和國民經濟各部門的合理開發和利用;保護水體免遭污染和枯竭;防治因取水引起的各種環境災害;改善水體狀況;保護企業、團體、機關與公民的用水權利，加強水利關系方面的法制。

2.建立水資源管理的組織機構，統一管理水資源

1)水資源管理，如果沒有強有力的組織機構來領導、監督與保證，是無法實現的。因此從中央到地方，建立統一的、既賦有規律和行政權力，又有專業職能的水資源管理機構，是進行水資源管理中不可缺少的組織保證。

2)各級水資源管理機構，應切實做到全面有效地管理。貫徹《水法》，統一規劃和調配一切水資源。

a.對「三水」做統一技術管理，核定區內水資源總量，研究它們之間的相互轉化，制定地表水與地下水聯合開發方案;

b.對各種水資源進行科學研究與開發，進行統一規劃與管理;

c.協調區內水資源，對供水、排水及人工補給進行水資源調配，不許各自為政;

d.對供水的開源、用水與節流，進行統一的規劃與管理;

e.對水資源保護和環境地質災害預測與防治進行管理;

f.建立地下水動態觀測網，進行地下水位、水質、水量等水文地質要素的動態觀測;做好觀測資料的積累、分析與儲存工作，對地下水開采動態作定期水情預報。

3.水資源管理的技術經濟措施

(1)水資源管理應「開源」與「節流」並重

據統計，我國地表水的開發利用率只佔河川年徑流量的20%左右，淺層地下水的利用也僅為25%左右。所以尋找新的水源尚有潛力。但更應重視其他開源措施，而節流則是刻不容緩的重要工作。供水的開源措施:建造地下水庫，擴大地表水向地下水轉化;進行地下水資源的人工補給;礦山排水作為供水水源，解決供排矛盾。供水的節流措施:廢(污)水處理回收，提高重復利用率;推廣先進的節水措施;提倡節約生活用水;開展一水多用。

(2)水資源管理模型的管理

運用系統論與系統分析方法等現代科學技術建立水資源或地下水資源系統管理模型，優化出最合理的開發方案，是地下水資源最主要的技術管理手段。

依據管理區的水文地質條件、已取得的資料和管理目標的不同，應選用相應類型的管理模型。常用的地下水資源管理模型有:按模型中的變數性質可分為確定性系統管理模型、隨機性系統管理模型;按參數分布狀況可分為分布參數系統與集中參數系統兩類管理模型;按解決問題的性質可分為水量管理模型、水質管理模型和政策評價及經濟管理模型三類;按目標函數及約束條件的性質可分為線性規劃與非線性規劃管理模型;按目標函數多少又可分為單目標管理模型和多目標管理模型等。

地下水資源管理模型，主要由三個部分組成，即決策變數、目標函數和約束條件。

1)決策變數:為了優化開發地下水資源，人們通過控制與調配該地下水系統的開發與運行的決策來達到目的。這些人為可控變數稱為決策變數。某些學者提出的主要決策變數如下:

a.抽水量在地域上和時間上的分布;

b.人工補給量在地域上和時間上的分布;

c.與含水層有水力聯系的地表水體的水位;

d.開采地下水的水質;

e.人工補給用水的水質;

f.新增加的抽水井、人工補給設施的容量、地點和建造時間等。

2)目標函數:它是指經過系統管理後要達到的特定目標，以決策變數的數學表達式來表示。目標函數的內涵，隨管理目的或管理模型的類型而異。根據實際開發地下水時採用的具體管理目的、措施或要求的不同，常選擇管理區內地下水開采「各點水位降深的最小值」、「各點水位回升的最大值」，「獲取的最大經濟效益」、「耗能量最小」、「純利潤最大或投資量最小」、「供水量最大或水利用率最高」、「水中特定組分濃度與允許濃度之差最小」、「環境變化量最小」等中的一個或多個為目標函數。

3)約束條件:是指在地下水資源管理優化過程中，對地下水資源系統與自然環境系統、經濟系統、人為活動及社會環境等的控制條件。主要有:

a.水力學約束，包括地下水流狀態方程約束，地下水位約束(如為防止地面沉降或海水入侵而給定地下水位的上界或下界約束)，地下水量約束(如控制回灌量、允許總用水量或泉水流量最小值等);

b.水質約束;

c.經濟約束(產值或需求約束);

d.環境約束;

e.資源約束(如投資總量、地表水或地下水可供最大水量、河流保持最小流量值等);

f.取水或人工補給設備容量約束條件等。

(3)地下水動態監測

地下水動態監測工作是水資源管理不可缺少的組成部分，許多國家在水資源法中都明確規定，無地下水動態監測資料設計的水資源管理項目，在法律上絕對不允許。

地下水動態監測的主要內容包括:地下水的水位動態、水質變化、開采量與回灌量的統計等方面。當地下水系統內可能出現因水資源開發而引起的環境災害時，也應對其變化進行監測。

地下水動態監測網布置的范圍，原則上應包括整個水資源管理區，有時還應擴大到與本區水資源形成有關的毗鄰地區。監測網點的布置，須考慮對全區水資源動態變化規律的控制，並在對地下水源地水質與水量產生最大影響的地段以及可能出現危害的地段加密觀測點，進行重點監測。選擇觀測點的具體原則，首先要有代表性，並盡可能利用現有井點，做到一井多用。代表性是指所採取的水質樣品或所觀測的水位和流量數據，在地點和時間上能符合水體的真實情況，並能控制一定空間和時間的范圍。而對於開采條件下的地下水位動態的觀測，有兩個基本任務:一是要掌握某一時期整個滲流場的水動力狀況;二是要掌握可靠的水位隨時間變化趨勢及其變化速度。

對於地下水水質的監測，應注意下面幾個問題:

1)水質監測項目一般可分為「基本監測項目」和「選擇性監測項目」兩類。前者是指全區所有監測點水樣都必須測定的項目;後者則是根據每個監測點所在位置特徵和不同目的而檢測的某些指定項目。

2)除常規的水質監測外，目前特別強調對人類健康有危害的微量重金屬離子、有機物和致病細菌，以及病毒的監測。有機物的危害性遠大於無機物或微生物的污染危害。因此，在地下水受到有機污染的地區，應增加對微量有機物的監測項目。

3)微量重金屬元素和有機污染物在地下水中的含量，一般都很低，如果不嚴格按要求取樣，或由於在保存過程中水樣自身發生化學或生物化學變化，將造成測定結果與實際情況不符，使水質評價失真，無法得出正確的評價結論或給出錯誤的評價結論。因此，首先要嚴格執行有關水樣採取和保存的技術規程;其次應盡可能統一取樣和分析樣品的時間，並進行系統取樣，以消除人為因素對分析結果造成的影響。

4.應用3S技術進行地下水資源的管理

全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)，簡稱「3S」技術。「3S」技術是從20世紀60年代逐步發展起來，現在已經發展成熟的空間信息處理技術。

新中國成立以來，隨著水文地質學的發展，至今不但積累了大量的高質量的數據和資料等信息，而且在一代又一代水文地質工作者的知識性、創造性的活動中，還積累了大量的、多樣性的專業知識。從20世紀80年代後期開始，在我國各地普遍開展了水文地質資料庫的計算機研製工作，這些成果從根本上改變了傳統水文地質數據的收集和存儲方法，實現了數據採集、編輯、存儲、查詢、分析、制圖和表達的自動化，不但為資料共享創造了條件，也為「3S」技術在地下水資源的管理中奠定了基礎。20世紀90年代後，我國的一些水文地質和相關專業的工作者開始開發國外已有的GIS軟體，並在實際水文地質工作中加以應用。而後我國地質工作者和計算機專家又在引進和開發國外GIS軟體的同時，開始自己製作GIS軟體(如北京大學的Citystar，長地公司的MapGIS)等。這些軟體的研製，大大推動了我國基於「3S」技術的地下水資源科學管理的發展。

復習思考題

1.解釋地下水資源的概念。

2.地下水資源的基本特徵是什麼?

3.簡述地下水資源評價的方法。

4.試述地下水資源量的分類方法。

5.解釋允許開采量(可開采量)的概念。

6.什麼是補給增量?補給增量的來源有哪些?

7.地下水資源開發的科學管理內容有哪些?

F. 地下水監測一般包括哪些項目去哪裡檢測

（1）感官性質化學指標：色度、渾濁度、臭和味、肉眼可見物、PH、鋁、鐵、錳、銅、鋅、氯化物、硫酸鹽、溶解性總固體、總硬度、耗氧量、揮發酚類、陰離子合成洗滌劑
毒理指標：砷、鎘、鉻、汞、硒氰化物、氟化物、硝酸鹽、三氯甲烷、四氯化碳、溴酸鹽、甲醛、亞氯酸鹽、氯酸鹽
（2）微生物指標：總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希氏菌、致病菌、菌落總數
（3）放射性指標：總α放射性、總β放射性
具體可以找有相關資質的第三方檢測機構咨詢一下。

G. 地下水要檢測哪些項目

地下水檢測項目包括：色度；渾濁度；臭和味；余氯；化學需氧量，化學耗氧量越高，表示水中有機污染物越多。水中有機污染物主要來源於生活污水或工業廢水的排放、動植物腐爛分解後流入水體產生的。​
地下水（ground water），是指賦存於地面以下岩石空隙中的水，狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水。在國家標准《水文地質術語》（GB/T 14157-93）中，地下水是指埋藏在地表以下各種形式的重力水。
國外學者認為地下水的定義有三種：一是指與地表水有顯著區別的所有埋藏在地下水的水，特指含水層中飽水帶的那部分水；二是向下流動或滲透，使土壤和岩石飽和，並補給泉和井的水；三是在地下的岩石空洞里、在組成地殼物質的空隙中儲存的水。
地下水是水資源的重要組成部分，由於水量穩定，水質好，是農業灌溉、工礦和城市的重要水源之一。但在一定條件下，地下水的變化也會引起沼澤化、鹽漬化、滑坡、地面沉降等不利自然現象。
地下水主要檢測的項目有：1、色度：飲用水的色度如大於15度時多數人即可察覺，大於30度時人感到厭惡。標准中規定飲用水的色度不應超過15度。2、渾濁度：為水樣光學性質的一種表達語，用以表示水的清澈和渾濁的程度，是衡量水質良好程度的最重要指標之一，也是考核水處理設備凈化效率和評價水處理技術狀態的重要依據。渾濁度的降低就意味著水體中的有機物、細菌、病毒等微生物含量減少，這不僅可提高消毒殺菌效果，又利於降低鹵化有機物的生成量。3、臭和味：水臭的產生主要是有機物的存在，可能是生物活性增加的表現或工業污染所致。公共供水正常臭味的改變可能是原水水質改變或水處理不充分的信號。4、余氯：余氯是指水經加氯消毒，接觸一定時間後，余留在水中的氯量。在水中具有持續的殺菌能力可防止供水管道的自身污染，保證供水水質。5、化學需氧量：是指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需氧量。化學耗氧量越高，表示水中有機污染物越多。水中有機污染物主要來源於生活污水或工業廢水的排放、動植物腐爛分解後流入水體產生的。

H. 地下水污染源監測滿足什麼條件時停止監測

正常生產條件下的一個生產周期內進行加密監測，即周期在8h以內的，每小時采樣1次，周期大於8h的，每2h采樣1次，但每個生產周期的采樣次數不得少於3次。水污染監測系統是對公共水域或污染源水污染狀況進行監視的裝置系統。它一般由取樣、測試和信號處理三部分組成。由取樣、測試和信號處理三部分組成。取樣可通過采樣器採集水樣送測試或將感測器與采樣器一起直接安裝在水體中完成。水污染監測系統監測參數通常有水溫、流速、流量、pH值、電導率、溶解氧、銨離子、氰離子、硝酸根、COD、TOC等。感測器隨測試的參數不同而不同。如溶解氧採用隔膜式原電池或極譜式感測器；pH採用玻璃電極感測器；氨和氰離子採用電極感測器等。信號處理部分主要完成數據採集、傳輸、顯示、記錄、貯存等功能。水污染監測系統分人工監測和自動監測兩類。自動監測系統可連續自動進行監測、信號處理和傳輸。它一般安裝在人群生產、生活有重要影響的水體，其運轉和維護費用亦較高。

I. 地下水動態的監測頻率

A．地下水水質監測時間和頻率，對評價等級為一、二級的建設項目，宜分別在枯、豐水期和采樣一次。若評價工作時間不足一個水文年時，應在枯水期進行一次采樣。對評價等級為三級的建設項目，可只在枯水期進行一次采樣。對固體廢棄物堆積場的地下水水質監測，主要應在雨季進行，同時選有代表性監測井，進行水質、水位動態監測。對於建設項目投產後的動態監測工作，可作為建設單位環保監測的正常工作內容，按有關規定進行長期監測工作。
B. 地下水水位、水量統測工作，宜選擇在當地的枯水期或地下水開采高峰期短時間(一般為3天)內一次完成。地下水開采高峰期可按當地機井集中農灌的時期確定。
C．地下水水位長期動態監測，一般每5—10天觀測一次。當遇特殊原因(如降雨或事故性排放)水位發生明顯變化時，應加密觀測次數。
D. 若不專門進行地下水水溫預測評價時，可只在水樣採集時測定一次水溫，若進行專門水溫預測評價，可酌情加密水溫觀測次數。

J. 地下水監測方法有哪些

地下水監測方法有哪些？
測方法
1、地下水位動態監測：宜採用已有的水井、地下水的天然露頭或工程中的鑽孔、探井等進行。當鑽孔易堵塞時，可在鑽孔中安裝過濾器進行監測。
2、水質監測：應定時取水試樣，按監測的目的、要求進行水的物理化學成分分析。
當地下水可能被污染時，應在不同范圍、不同深度取水試樣進行化驗分析，查明污染水的空間分布和污染程度。