地下水监测需重点关注水位、水质哪些指标,才能反映水资源状况?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-10-30 | 5 次浏览 | 分享到:
地下水监测需重点关注水位与水质指标,以反映水资源状况。水位指标含动态变化(日 / 月 / 季 / 年变化)、埋深、变幅,体现地下水量与系统稳定性;水质指标涵盖无机污染物(重金属、非金属无机物等)、有机污染物(VOCs、SVOCs 等)、微生物、物理性质,保障水质安全。两者结合可全面评估水资源,建立评价与预警机制,为地下水开发、保护与管理提供科学依据,支撑水资源可持续利用。

地下水作为水资源的重要组成部分,不仅是农业灌溉、工业生产和居民生活的重要水源,还在维持生态平衡、调节地表径流等方面发挥着关键作用。要准确掌握地下水水资源状况,科学有效的监测必不可少,而其中水位和水质指标的监测尤为关键。只有精准聚焦那些能直观、全面反映地下水特征的指标,才能为水资源的合理开发利用、保护和管理提供可靠依据。


一、地下水水位监测:把握水资源 “量” 的核心

地下水水位是反映地下水量变化最直接的指标,它的动态变化不仅能体现地下水的补给、径流和排泄情况,还能反映区域水资源的供需平衡状况,是评估地下水资源量是否充足、是否存在过度开采等问题的核心依据。在地下水水位监测中,以下几类指标需要重点关注:


(一)水位动态变化指标

水位动态变化指标是长期监测的重点,主要包括日变化、月变化、季变化和年变化。日变化通常与地下水的开采时段、降水入渗等短期因素相关,比如在城市区域,白天居民生活和工业生产用水量大,地下水开采量增加,水位可能会出现一定程度的下降,而夜间开采量减少,水位又会有所回升。通过监测水位日变化,可以了解短期内地下水的供需情况和开采对水位的影响。


月变化和季变化则与降水季节分布、农业灌溉周期等因素密切相关。在降水充沛的季节,雨水入渗补给地下水,水位会明显上升;而在干旱季节,降水稀少,同时农业灌溉用水量增加,地下水开采量加大,水位则会下降。以我国北方地区为例,夏季降水较多,地下水水位普遍较高,而春季由于降水少且正值小麦等农作物灌溉高峰期,水位往往会降至年内较低水平。监测水位的月变化和季变化,能够掌握地下水在不同季节的补给和消耗规律,为季节性水资源调度提供依据。


年变化则更能反映地下水长期的变化趋势,通过对比不同年份同一时期的水位数据,可以判断地下水资源是处于盈余状态、平衡状态还是亏损状态。如果连续多年地下水水位持续下降,就表明该区域可能存在地下水过度开采的问题,需要及时采取调控措施,如减少开采量、增加补给等,以防止地下水资源进一步枯竭。


(二)水位埋深指标

水位埋深是指地下水水面到地表的垂直距离,它也是地下水水位监测中一个重要的指标。不同地区由于地质条件、气候特征和水文地质状况的差异,正常的水位埋深范围也有所不同。在平原地区,水位埋深通常较浅,一般在几米到十几米之间,这样有利于地下水的开采和土壤的湿润,保障农业生产和生态环境的用水需求;而在山区,由于地形起伏较大,地质构造复杂,水位埋深可能会达到几十米甚至上百米。


监测水位埋深可以了解地下水的埋藏条件,判断其开发利用的难易程度。如果水位埋深过浅,可能会导致土壤盐渍化、沼泽化等问题,影响农业生产和生态环境;而水位埋深过深,则会增加地下水开采的成本,同时也可能导致地面沉降等地质灾害的发生。例如,在我国华北平原的一些地区,由于长期过度开采地下水,水位埋深不断增加,不仅使得水井的开采成本大幅上升,还引发了严重的地面沉降问题,对当地的基础设施和生态环境造成了极大的破坏。


(三)水位变幅指标

水位变幅是指在一定时期内,地下水水位的最大变化幅度,它反映了地下水水位对外部因素(如降水、开采、补给等)的响应程度。水位变幅越大,说明地下水系统对外部因素的敏感性越强,水资源状况越不稳定;反之,水位变幅越小,说明地下水系统相对稳定,水资源状况也较为平稳。


通过监测水位变幅,可以评估地下水系统的稳定性和抗干扰能力。在降水异常的年份,如特大暴雨或严重干旱年份,水位变幅会明显增大。如果在正常年份,水位变幅也较大,就需要分析是否存在不合理的开采行为或其他因素对地下水系统造成了干扰。例如,某一区域如果突然出现大量的工业水井集中开采,就可能导致该区域地下水水位在短期内急剧下降,水位变幅增大,破坏地下水系统的稳定。


二、地下水水质监测:守护水资源 “质” 的安全

地下水水质直接关系到水资源的使用价值和人体健康,同时也反映了地下水受到污染的程度和范围。只有确保地下水水质良好,才能保障其在各个领域的安全利用。在地下水水质监测中,需要重点关注无机污染物指标、有机污染物指标、微生物指标和物理性质指标等。


(一)无机污染物指标

无机污染物是地下水中常见的污染物类型,主要包括重金属、非金属无机物和营养盐等。


重金属指标如铅、镉、汞、铬、砷等,具有毒性强、难降解、易在生物体内积累等特点,对人体健康和生态环境危害极大。铅会损害人体的神经系统、消化系统和造血系统,尤其对儿童的智力发育影响严重;镉会导致人体肾脏损伤、骨骼病变等;汞则会破坏人体的神经系统,引发水俣病等严重疾病。因此,对地下水中重金属指标的监测至关重要,必须严格控制其含量在国家规定的标准范围内。


非金属无机物指标如氟化物、氰化物、硝酸盐、亚硝酸盐等也需要重点监测。氟化物含量过高会导致人体氟斑牙和氟骨症,而含量过低则可能引起龋齿;氰化物是一种剧毒物质,即使在低浓度下也会对人体造成严重危害;硝酸盐和亚硝酸盐在人体内可以转化为致癌物质亚硝胺,对人体健康构成潜在威胁。在农业生产中,大量使用氮肥会导致土壤中的硝酸盐随雨水入渗补给地下水,使地下水中硝酸盐含量升高,因此在农业产区周边的地下水监测中,硝酸盐和亚硝酸盐指标需要重点关注。


营养盐指标如总氮、总磷等,虽然是水体中生物生长所必需的营养物质,但含量过高会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,消耗水中的溶解氧,影响地下水的生态功能和使用价值。在一些城市郊区和农业发达地区,由于生活污水和农业面源污染的影响,地下水中总氮、总磷含量超标的情况较为常见,需要加强对这些指标的监测和控制。


(二)有机污染物指标

随着工业的快速发展和人类生活水平的提高,地下水中的有机污染物种类越来越多,污染程度也日益严重。有机污染物具有种类繁多、结构复杂、毒性各异等特点,部分有机污染物还具有 “三致”(致癌、致畸、致突变)作用,对人体健康和生态环境构成了严重威胁。在地下水水质监测中,需要重点关注以下几类有机污染物指标:


挥发性有机污染物(VOCs),如苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯等,具有挥发性强、易迁移的特点,主要来源于工业废水排放、石油化工产品泄漏、农药使用等。这些物质不仅会污染地下水,还会通过土壤挥发到空气中,对大气环境造成污染,同时通过呼吸或皮肤接触进入人体,危害人体健康。苯是一种已知的致癌物质,长期接触会增加患白血病等癌症的风险;甲苯和二甲苯则会对人体的神经系统和呼吸系统造成损害。


半挥发性有机污染物(SVOCs),如多环芳烃(PAHs)、有机氯农药、邻苯二甲酸酯类等,具有毒性大、难降解、易在环境中积累等特点。多环芳烃主要来源于煤炭、石油等化石燃料的燃烧和工业生产过程,其中苯并(a)芘是一种强致癌物质;有机氯农药如滴滴涕(DDT)、六六六(HCH)等,虽然已经被禁止使用多年,但由于其稳定性强,在环境中仍能长期存在,并通过食物链在生物体内积累,对人体健康和生态环境造成潜在危害;邻苯二甲酸酯类物质主要用于塑料制品的增塑剂,会随着塑料制品的老化和降解进入环境,对人体的内分泌系统造成干扰,影响生殖和发育功能。


(三)微生物指标

微生物指标是评估地下水是否适合作为饮用水源的重要依据,主要包括细菌总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌等。


细菌总数反映了地下水中细菌的数量,它是评价地下水卫生状况的一个重要指标。虽然细菌总数不能直接说明地下水是否含有致病菌,但细菌总数过高,表明地下水受到了一定程度的污染,存在致病菌超标的风险。


总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌是判断地下水是否受到粪便污染的重要指标。总大肠菌群广泛存在于人体和动物的粪便中,如果地下水中检测出总大肠菌群,说明该地下水可能受到了粪便污染,存在传播肠道疾病的风险;耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌则主要来源于人体粪便,其检出更能准确地表明地下水受到了人类粪便的污染,对人体健康的威胁更大。因此,在以地下水作为饮用水源的地区,必须严格监测这些微生物指标,确保地下水的卫生安全。


(四)物理性质指标

地下水的物理性质指标主要包括水温、颜色、气味、透明度、浑浊度等,这些指标虽然不能直接反映地下水的污染程度,但可以为判断地下水是否受到污染提供重要线索。


水温是地下水的一个重要物理性质,它受地质条件、气候因素和人类活动的影响。不同深度和不同地质类型的地下水,水温通常有所不同。如果地下水水温突然发生异常变化,可能是由于地下水受到了工业废水、温泉水等的污染,或者是由于地质构造发生了变化。例如,工业废水的排放可能会使地下水水温升高,而温泉水的混入则会使地下水水温明显高于正常水平。


颜色、气味、透明度和浑浊度则可以直观地反映地下水的感官性状。正常的地下水通常是无色、无味、透明的。如果地下水出现颜色异常,如黄色、棕色、红色等,可能是由于水中含有铁、锰等金属离子,或者是受到了有机物、藻类等的污染;如果地下水出现异味,如腥味、臭味、刺激性气味等,可能是由于水中含有硫化氢、氨、挥发性有机污染物等;透明度和浑浊度则反映了水中悬浮物质的含量,浑浊度越高,说明水中悬浮物质越多,可能是由于土壤颗粒、泥沙、藻类等进入地下水所致,同时也可能伴随着污染物的进入。


三、水位与水质指标结合:全面评估水资源状况

地下水水位和水质指标是相互关联、相互影响的,只有将两者结合起来进行监测和分析,才能全面、准确地评估地下水水资源状况。


从水资源开发利用的角度来看,如果某一区域地下水水位持续下降,同时水质也出现恶化,如重金属、有机污染物含量升高,那么该区域的地下水资源状况就非常严峻。一方面,水位下降导致地下水资源量减少,开采难度和成本增加;另一方面,水质恶化使得可用水资源量进一步减少,甚至无法满足基本的使用需求。这种情况下,需要采取紧急措施,如限制地下水开采、加强污染源治理、开展地下水人工补给等,以改善水资源状况。


从生态环境保护的角度来看,地下水水位的变化会影响地表植被的生长和湿地生态系统的稳定。如果水位埋深过大,地表植被会因缺水而枯萎死亡,湿地面积会缩小,生态环境会遭到破坏;而如果水位埋深过浅,可能会导致土壤盐渍化,同样不利于生态环境的稳定。同时,地下水水质的恶化也会对生态环境造成严重影响,污染的地下水会通过土壤渗透到地表水体,污染河流、湖泊等地表水资源,影响水生生物的生存和繁衍,破坏生态平衡。


此外,通过对地下水水位和水质指标的长期监测和分析,可以建立地下水水资源状况的评价体系和预警机制。根据监测数据,对不同区域、不同时期的地下水水资源状况进行评价,划分水资源丰富区、平衡区和短缺区,以及水质优良区、轻度污染区、中度污染区和重度污染区。同时,根据水位和水质的变化趋势,预测未来地下水水资源状况的发展方向,当出现水资源短缺或水质恶化的趋势时,及时发出预警信号,为政府部门制定水资源管理政策和污染防治措施提供科学依据。


总之,地下水监测是一项系统而复杂的工作,需要重点关注水位和水质两方面的关键指标。只有通过科学、精准的监测,及时掌握地下水水位和水质的动态变化情况,才能全面、准确地反映地下水水资源状况,为地下水资源的合理开发利用、保护和管理提供有力支撑,保障水资源的可持续利用和生态环境的稳定发展。