地下水动态长期观测

地下水动态长期观测
一、地下水动态长期观测的目的与任务
（一）相明各种不同因素的综合作用对地下水的水位、水量、物理性质、化学成分以及细菌成分的影响变化。

通过地下水动态长期观测，可以了角地下水开采量和水位降深之间的关，以利于合理的调整开采水量，或者有计划地对地下水进行人工回灌。

（二）相清地下水与地表水体之间的动态联系。

（三）提供地下水资源评价所需要的水文地质参数。

通过长期观测工作后，相明不同水文地质单元、不同含水层的地下水动态规律，得出地下水动态要素随时间和空间变化的资料，以利于地下水资源计算和提出水资源管理措施等。

二、长期观测站网的建立和组织
根据研究地下水动态的具体任务不同，水文地质观测站网一般分为两种：
区域性的水文地质观测站网：也叫基本网，积累主要水文地质单元中地下水动态的多年观测资料，以查明区域性地下水动态规律。

专门性的水文地质观测站网：是为专门目的或特殊要求而建立的观测站网，常常是在水文地质勘察工作中按要解决的具体问题而组织观测的。

（一）观测点的选择
观测点是观测站网的基本单位，应充分利用已有钻孔、水井及泉作为观测点，而且一定要选择水文地质条件有代表性而且井（孔）结构、地层剖面和井深都清楚，无人为干扰，能作长期使用的井（孔）。

一般不专门施工坦目的的观测孔。

利用泉作观测点要注意泉水协态的代表性和典型性以及其涌水量观测是否方便等。

（二）观测占的结构与安装
长期观测孔的结构可以分为完整孔与不完整孔。

后者的深度最少要达最低水位以下数米。

孔径一般不要小于200mm。

对第四系含水层的潜水或承压水观测孔，在上部要安装观测套管，含水层部位要安装过滤管，底部要安装沉淀管，孔口要加保护帽。

对分层观测的井（孔）要严格进行止水，保证止水的位置正确。

分层观测井（孔）可采用同孔并列或同心式观测管设置。

基岩观测孔可直接将观测管固定在孔底基岩面上，下部不再下管。

观测孔安装时，在下管前要实测井深，为了防止从孔口掉入杂物，应将孔口管高出地面0.5m，并在孔口加盖上锁。

另外，还要防管周围严封，并在孔口装置固定的水准点。

泉的观测安装是根据泉出露处的地形和涌水量大小，本着易于量测水温、水量，装置可就简单而固定即可。

（三）观测点网的布设
观测点网的布置应根据不同的观测目的结合观测区的地质、水文地质、地貌条件，以最少的点控制较大面积为原则，具体布设如下：
1、观测线要通过大型集中供水区，应在区中心布置两排观测点，分别平行与垂直地下水流
向。

主要观测线要延伸到区域地下水区域下降漏斗范围之外。

如果两个水源地很邻近或水源地的附近有矿区，可以两个漏斗之间的中心线方向布置观测线。

2、在河谷地区，应垂直河流延至分水岭之间布置观测线，线上各观测点应分别控制不同的
地貌和水文地质单元，并在不同单元的交界处适当加密观测点距。

3、在山前冲洪积扇地区，观测线应沿扇轴方向布置，观测孔要分别控制迳流带、溢出带和
垂直交替带。

为了解扇间地带的水文地质条件也可通过不同的相邻的冲洪扇方向布置横向辅助观测线。

4、为了查明和含水层之间的水力联系，要分层设置观测孔。

对于不同成因类型的含水层也
要分别设置观测点。

5、为了相明地下水与地表水之间的水力联系，要平行和垂直地表水体的边岸起，采用
5\10\30\50\100\200\500\1000m等等，直至不受地表水体的影响为止。

在静水压力传递下，不会超过十公里。

6、在滨海平原及河口三角洲地区，为了查明海水入侵范围及潮汐对地下水动态的影响，应
垂直咸水与淡水的分界面布置观测线。

三、观察内容和要求
（一）水位观测：观测的时间与次数，开始的1-2年内，每月不能少于二次，在丰水期和枯水期应适当增加观测次数。

根据水位变幅大小可采用3—5天或6—10天观测一次，并且要在同一时间里同步进行观测。

到1—2年以后观测次数可适当减少，但每月不能少于一次。

在观测地下水位的同时，还应对观测线上的河湖、池沼等地表水体的水位以及降水量等进行观测，或到附近的水文站和气象站搜集上述资料。

（二）水温观测：为研究水温在不同深度的变化要选择典型地段的少量钻孔，对不同深度的各个含水层的水温进行准确的测定。

当含水层厚度很大时，可按不同深度段进行观测。

通常应将水温计放置在井（孔）水面以下1米处测定水温。

当地下水位埋深不大（≤10）时，可用普通水温计。

若观测井是由两个以上的水温有显著差别的含水层构成，或地下水位埋深较大（＞10米）时，宜采用缓变温度计与热敏电阻测温仪，测温仪放置水中的时间，前者不得少于10——15分钟，后者不能少于3—5分钟。

（三）水量测定：测定水量常用容积法和堰测法。

对有代表性的观测孔，在丰、枯水期应各做一次抽水试验测定涌水量。

平时观测次数应与水位观测同时进行。

在补给期应
根据具体情况适当增加观测次数。

泉及自流井的涌水量观测，一般每月至少三次，在雨季涌水量变化较大时要加密观测。

自流井的地下水喷出地表可采用公式计算其涌水量。

对民井可用提桶、水车等简便工具测定其出水量。

（四）水质监测：具体做法是采集水样及时进行化学成分的分析鉴定。

水样可从钻孔、民井、泉来采集，应选有代表性的区域含水层在不同地段和不同深度上。

取样点的布置应考虑勘察工作区水文地质条件的主要变化方向，并能作出由补给区到排泄区的水化学剖面。

取样的时间应根据地质和水文地质条件的复发情况及研究目的而定可每朋或每季度采集一次，特别要做好每年的丰枯水期限的水样采集工作。

四、潜水动态预测
（一）潜水季节动态预测
1、区域性潜力水季节动态的预测
1）类推法
在气候、地质、水文地质等条件相似的情况下，根据已进行预测研究的某地区动态变化规律，去指导尚未开展地下水动态观测地工的预测工作。

2）相关法
自然界中有许多现象并非各自孤立，而是有一定的相互联系的。

相关法就是用数理统计的方法从已知变量系列推出与其有联系的未知变量。

根据地下水动态均衡的长期观测资料，结合水文地质条件进行全面分析后，认为地下水动态与某一均衡因素之间存在着一定的联系，而且该均衡因素的变化是发生在地下水动态要素变化之前，这样就可以确定两者的相关关系式。

例如，需要根据上一月的潜水水位平均值支确定下一月的水位平均值时，首先要确定上月与下月的潜水水位之间的变化是否存在受相同的均衡因素的影响。

从我国北方地区的水文地质条件来看，可将全年分为三个不同的地下水动态变化时间段。

其中，第一段为每年6—9月地下水得到大气降水补给的丰水期，潜水水位多属于逐月稳定上升期；第二段由每年的10月至翌年的3月为表层冻结与补给来源枯竭的潜水消耗期，潜水水位逐月稳定下降；第三段是每年3—5月解冻的强烈蒸发期，可能有桃花水的渗入补给，地下水动态极不稳定。

通过上述分析，可见前两个时间段受某些因素的稳定作用，潜水水位变化趋势是较稳定的，其相关关系比较明显。

利用上月水位能较好地预测下月的水位变化。

对于3—5月时间段，因受多种因素的影响，变化复杂，欲利用相关推测是比较困难的。

为了说明相关关系的准确程度，常用相关系数“r”表示。

当r=1时，称完全相关。

当r=0时，称无相关；介于两者之间称统计相关。

相关系数可以是正值或负值，正值表示当一个变量值增大时，另一个值也增大，负值则表示一个变量值增大而另一个值则减小。

3）简易推算法
这种方法是利用已有的地下水动态曲线的变化周期和幅度，去推算和预测未来的地下水动态曲线。

所以，必须首先确定地下水动态与其主要的形成因素之间的量变关系，才有可能去推测不同时间段的动态变化数值，以作调节动态的依据。

例如，已查明灌区的灌溉定额和灌溉渗入量之间的数量关系，后来由于季节不同，又提出新的灌溉定额，就可根据已知的数量庆系预期测新的灌溉渗入量与地下水位的变化关系。

又如，已查明地下水开采条年下取水量与降深的关系，即可预测在设计的降深条件下开采量的相应变化值。

3、局部性潜水季节动态的预测
1）按多年的动态观测资料计算河流洪水的影响
按已受洪水影响的地下水观测资料（观测线垂直于河流时），某点的潜水位变化值与河流洪水位或至河流的距离，可分别写出下列关系式：
△h=f（H）；△h=f（l）
△h——潜水位的变值（m）
l——离河流的距离（km）
H——河流洪水位（m）
利用这些关系式分别绘制曲线图可以预测该地区岸边潜水动态的变化。