地下水监测频率指南

文摘   科技   2024-06-13 17:00   北京  


由于国家级监测网的重点是监测主要含水层的地下水状况,监测频率的设计是为了充分探测短期、季节性和长期的地下水水位和水质波动,并区分短期和长期水文压力的影响。与必要监测点的数目一样,国家层面将协助各州确定在每个主要含水层内解决国家问题所需的监测频率。解决地方问题所需的监测频率将由每个州或其他数据提供者决定。



水位监测



趋势监测的目的是观察有限数量井的长期和季节性水位;因此,建议趋势水位监测的最低监测频率为每季度一次。监视监测的目的是定期将趋势井“联系在一起”,以提供水位的空间细节。监视监测的频率可以从小型监测网的每季度到区域、多含水层监测网的每3年不等。水位监视监测建议最少要每3年监测一次。


如上所述,对于每个监测井类别,单一的监测频率可能无法在某些条件下提供足够的监测。影响水位监测频率的因素包括含水层类型、地下水流量和补给速率、地下水取水量和气候条件。图1 所示示意图说明了确定水位测量频率时应考虑的因素。


图1. 影响地下水位监测频率的因素


表1举例说明如何利用上述因素来确定应用于地下水监测网设计的监测频率。在本例中,对高回灌量、无承压含水层和高渗透率承压含水层的井进行更频繁的监测。趋势监测井至少每季度测量一次,监视监测井每隔几年测量一次。趋势监测网和监视监测网的监测频率随着抽水的增加而增加。


表1. 基于环境因素的水位测量频率指南示例


基线过程的采样频率未包含在表1中,因为基线过程旨在评估那些没有或很少数据的井况,因此建议采用类似趋势监测类别的初始高频采样周期。在基线周期结束或重新定义井的用途后,可以降低采样频率。基线过程的主要目标是将监测网中的井置于适当的子监测网中;因此,基线过程周期的需求具有一定的灵活性。一旦获得基线数据,无论是历史数据还是5年的监测网数据收集,数据提供单位就会对数据进行评估,并将监测点分配到适当的井分类子监测网(背景、可疑变化或记录变化)。如果在5年的数据之前就可以确定合适的子监测网(例如,存在明确的抽水信号),或者外部因素预先确定了合适的子监测网(例如,监管决定),则可能不需要5年的基线期。


对监测网来说,获得静态水位数据是很重要的。因此,不建议将主动抽水的井纳入用于获取水位数据的井网中。如果使用主动抽水井来获取水位,须明确该数据来自主动抽水井是很重要的。同样重要的是要注意,如果公共供水井包括在监测网中,这些井的位置必须像监测网中所有井的要求一样可获得和可以进入。由于公共供应井的位置通常由于安全原因而无法获得,因此它们一般不适合监测网。



水质监测



水质采样是地下水监测网运营单位面临的最大挑战之一。收集高质量和有效的样本需要训练有素的工作人员、维护良好的现场设备,以及样本运输、储存、保存和记录这些过程的保管链的规定,以便化学结果可靠、准确、精准和可辩护。水质取样既费时又耗资源。因此,监测网对水质采样分析物组和采样频率的建议考虑了这些因素。


趋势监测的目的是观察有限数量井的水质的长期模式;因此,建议最低采样频率为每年一次。监视监测的目的是定期提供化学特征范围和分布的概貌,其中包括监测空间和时间变化的趋势。监视监测的频率可以从小型监测网的季度监测到区域性多含水层网络的每5年监测一次。


然而,在普遍或不断变化的气候、土地利用或水文条件下,对特定监测网类型的单一最低监测频率可能无法提供充分的监测。影响水质监测频率的因素包括含水层类型、地下水流量和补给速率、地下水提取、土地利用变化和气候条件。


表2显示监视监测及趋势监测井的水质采样频率指南。频率代表一个起点或建议的行动,不应被认为是强制性的。随着时间的推移,随着监测运营单位开始更好地了解监测国家地下水资源的复杂性,随着资金的更好被确保,采样频率将根据需要进行修改。


表2. 趋势监测和监视监测类型的建议水质监测频率


基线过程的采样频率未在表2中显示。然而,由于基线过程旨在评估那些没有或很少数据的井况,因此建议采用类似趋势类别的初始高频采样周期。在基线周期结束或重新定义井的用途后,可以降低采样频率。基线过程的主要目标是将监测网中的井置于适当的子网中,因此基线过程周期的要求具有一定的灵活性。一旦获得基线数据,无论是历史数据还是5年的监测网数据收集,数据提供单位就会对数据进行评估,并将监测点分配到适当的井分类子监测网(背景、可疑变化或记录变化)。如果可以在5年的数据之前确定合适的子监测网(例如,存在明确的抽水信号)或外部因素预先确定合适的子监测网(例如,监管决定),则可能不需要5年的基线期。


(编译于《国家地下水监测框架》部分章节)

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