长期运行的地下水监测井,多久需清理井内淤积物确保监测准确性?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-11-10 | 3 次浏览 | 分享到:
长期运行的地下水监测井需定期清理井内淤积物,否则会导致水位监测失真、水质采样污染及设备损坏。清理周期受水文地质条件、周边环境、井型结构、监测目的及维护历史五大因素影响,砂质含水层监测井建议每 1-1.5 年清理 1 次,黏质含水层每 2-3 年 1 次,基岩含水层每 3-5 年 1 次;人类活动密集区需缩短周期,自然保护区可适当延长。清理流程需遵循 “准备 - 清淤 - 冲洗 - 验收” 四步规范,同时采取井口防护、滤水管防护等长效维护措施,可延长清理周期并保障监测数据精准,延长监测井使用寿命。

地下水监测井是获取地下水位、水质数据的核心基础设施,长期运行过程中,地表泥沙、含水层颗粒、生物残渣等会逐渐在井内沉积形成淤积物。这些淤积物不仅会堵塞滤水管、阻碍地下水与井管的水力连通,导致水位监测数据失真、水质采样代表性不足,还可能滋生微生物改变局部水质,影响监测数据的准确性与连续性。对于长期运行的监测井,科学确定淤积物清理周期,是保障地下水监测工作有效开展的关键环节。本文将从淤积物的危害入手,分析影响清理周期的核心因素,给出不同场景下的清理周期建议,并详解清理流程与质量控制要点,为地下水监测井的长效维护提供实操依据。


一、先识危害:淤积物对地下水监测的多重影响

在确定清理周期前,需先明确淤积物对监测工作的具体危害,以此建立 “为何必须定期清理” 的认知基础:


导致水位监测偏差:淤积物堆积在井管底部或堵塞滤水管缝隙,会阻碍地下水顺畅流入井内,形成 “滞后响应”—— 当含水层水位变化时,井内水位无法及时同步变化,导致监测到的水位比实际水位偏低(淤积物占据容积)或偏高(水流交换受阻)。某平原区地下水监测井因 3 年未清理,淤积物厚度达 1.2 米,水位监测误差从 ±0.05m 扩大至 ±0.3m,远超《地下水监测规范》(SL 183)要求的 ±0.1m 精度限值;


污染水质监测样品:淤积物中含有大量泥沙、有机质及微生物,采样时若淤积物被扰动,会导致水样浊度升高、悬浮物含量超标,甚至使原本未超标的重金属、总有机碳等指标因淤积物释放而出现 “虚假超标”。某化工园区监测井因淤积物中富集重金属,未清理直接采样导致水质数据中铅含量比实际值高 3 倍,误导污染溯源判断;


损坏监测设备:淤积物中的硬质颗粒(如砂粒)会磨损水位计探头(如投入式液位计的传感器),生物淤积物(如藻类、细菌膜)会附着在水质传感器表面,导致设备测量精度下降、寿命缩短。某地区长期运行的监测井,因生物淤积物覆盖溶解氧传感器,设备故障频率从每年 1 次增至每 3 个月 1 次;


缩短监测井使用寿命:长期未清理的淤积物会对井管产生腐蚀(如有机质分解产生酸性物质),尤其对金属井管,会加速管壁锈蚀、变薄,严重时导致井管破裂,需提前报废重建。统计数据显示,定期清理的监测井平均使用寿命可达 15-20 年,而长期不清理的监测井寿命通常不足 10 年。


这些危害表明,淤积物清理并非 “可做可不做” 的维护选项,而是保障监测数据质量、延长监测井寿命的 “必做项”,清理周期的科学与否直接决定监测工作的有效性。


二、核心影响因素:决定清理周期的五大关键变量

长期运行的地下水监测井,淤积物清理周期并非固定统一,需结合监测井所处的水文地质条件、周边环境、井型结构及监测目的综合判断,核心影响因素可归纳为五类:


(一)水文地质条件:淤积物来源的 “根本决定者”

水文地质条件直接决定淤积物的产生速率,是影响清理周期的最核心因素:

含水层岩性:砂质含水层(如细砂、粉砂层)的颗粒易随地下水流入井内,淤积速率快,例如某砂质平原区监测井,每年淤积物厚度可达 0.3-0.5 米;而黏土层、基岩含水层的颗粒含量少,淤积速率慢,黏土区监测井可能 3-5 年才需清理 1 次;

地下水流速:地下水流速快(如裂隙发育的基岩区,流速>0.5m/d)会携带更多颗粒物质进入井内,加速淤积;流速慢(如松散黏土层,流速<0.1m/d)则淤积物沉积缓慢;

地下水水位变幅:水位年变幅大(如超过 5m)的区域,水流波动会反复冲刷含水层,导致更多颗粒脱落并随水流进入井管,例如季节性降水充沛的山区监测井,水位涨落频繁,淤积速率比水位稳定区快 2-3 倍。


(二)周边环境:淤积物外源输入的 “重要推手”

监测井周边的人类活动与自然环境,会增加淤积物的外源输入:

地表植被覆盖:周边植被稀疏、水土流失严重的区域(如裸露坡面、矿区),降雨时地表泥沙易通过井口缝隙或滤水管渗入井内,淤积速率比植被茂密区快 1.5-2 倍;

人类活动强度:靠近农田的监测井,农业灌溉会导致地表泥沙、化肥残留随入渗水流进入井内;靠近建筑工地的监测井,施工扬尘、建筑垃圾易落入井口,这些都会缩短清理周期。例如,农田周边的监测井通常需 1-2 年清理 1 次,而远离人类活动的自然保护区监测井可 3-4 年清理 1 次;

气象条件:暴雨频发、风力大的区域,雨水冲刷与风力搬运会将更多地表物质带入井内,加速淤积。某暴雨多发的南方地区监测井,淤积周期比干旱地区同类监测井缩短 40%。


(三)井型结构与材质:影响淤积物沉积与附着的 “内在因素”

监测井的设计与建造方式,会影响淤积物的沉积效率与清理难度:

滤水管类型:缠丝滤水管的缝隙较窄(通常 0.5-1mm),易被细颗粒堵塞,需更频繁清理;而桥式滤水管缝隙宽(2-5mm),淤积物不易堵塞,清理周期可延长;

井管材质:金属井管(如钢管)内壁易锈蚀,淤积物易附着;而 PVC、PE 等塑料井管内壁光滑,淤积物附着少,清理周期可延长 1-2 年;

井深与井径:深井(深度>50m)的淤积物沉积后不易被自然水流扰动,易累积;大口径井(井径>150mm)的容积大,淤积物需达到一定厚度才会影响监测,清理周期比小口径井(井径<100mm)长。


(四)监测目的:精度要求决定清理 “紧迫程度”

不同监测目的对数据精度的要求不同,间接影响清理周期:

水资源量监测井:需精准获取地下水位变化,以计算水资源储量,淤积物导致的水位偏差会直接影响计算结果,因此清理周期需缩短,通常 1-2 年 1 次;

地下水污染监测井:需采集具有代表性的水质样品,淤积物可能污染水样,清理周期需更短,通常 0.5-1 年 1 次,尤其在污染风险高的区域(如化工园区周边);

长期趋势监测井(如气候变化对地下水的影响监测):若数据允许一定的长期趋势偏差,且淤积物增长缓慢,清理周期可适当延长至 2-3 年 1 次。


(五)维护历史:前期维护情况影响 “当前周期”

若监测井历史维护到位,定期清理且清理彻底,井内淤积物基数小,后续清理周期可适当延长;若历史上长期未清理,淤积物已形成硬结层(如泥沙与生物残渣胶结),即使首次清理后,短期内也可能因残留颗粒再次沉积,需缩短下次清理周期。例如,某监测井因 5 年未清理形成 1.5 米厚的硬结层,首次清理后 6 个月复查,发现又沉积 0.3 米淤积物,因此将下次清理周期调整为 1 年。


三、周期建议:不同场景下的清理周期参考值

结合上述影响因素,参考《地下水监测规范》(SL 183)与各地监测实践,将长期运行的地下水监测井按场景分类,给出淤积物清理周期建议:


(一)按水文地质条件分类

砂质含水层监测井:含水层为细砂、粉砂,地下水流速>0.2m/d,淤积速率快,建议每 1-1.5 年清理 1 次;若位于地下水水位变幅大(>5m)的区域,需缩短至每 0.8-1 年清理 1 次;

黏质含水层监测井:含水层为黏土、粉质黏土,地下水流速<0.1m/d,淤积速率慢,建议每 2-3 年清理 1 次;若黏土中含砂量较高(>20%),可调整为每 1.5-2 年清理 1 次;

基岩含水层监测井:含水层为花岗岩、石灰岩等,裂隙发育但颗粒含量少,建议每 3-5 年清理 1 次;若裂隙中填充砂质物质,需调整为每 2-3 年清理 1 次。


(二)按周边环境分类

人类活动密集区监测井(如农田、工业区、城镇):外源输入多,建议每 1-2 年清理 1 次;其中,化工园区、垃圾填埋场周边的污染监测井,需每 0.5-1 年清理 1 次;

自然保护区 / 偏远山区监测井:人类活动少,外源输入少,建议每 2-3 年清理 1 次;若植被覆盖率>80%,可延长至每 3-4 年清理 1 次;

水土流失严重区监测井(如裸露坡面、矿区):地表泥沙易入渗,建议每 0.8-1.2 年清理 1 次,雨季过后需额外检查淤积情况。


(三)按监测目的分类

水资源评估监测井:需精准水位数据,建议每 1-1.5 年清理 1 次;

地下水污染溯源监测井:需代表性水质样品,建议每 0.5-1 年清理 1 次;

长期生态监测井:侧重趋势分析,建议每 2-3 年清理 1 次;

应急监测井(如突发污染事件后临时布设):短期高强度使用,淤积快,建议每 3-6 个月清理 1 次,事件结束后评估是否保留。

需特别注意:上述周期为基础参考值,实际操作中需结合 “定期检查” 结果动态调整 —— 每半年通过井内摄像、测绳测量等方式检查淤积物厚度,若厚度超过井管有效深度的 5%(如 50 米深井淤积超 2.5 米),或水位监测误差超 ±0.1m,需提前清理。


四、清理流程:从准备到验收的全环节把控

确定清理周期后,科学的清理流程是确保清理效果、避免损坏监测井的关键,需遵循 “准备 - 清淤 - 冲洗 - 验收” 四步流程:


(一)清理前准备:奠定安全高效基础

资料收集与现场勘察:收集监测井的井深、井径、滤水管位置、含水层分布等基础资料;现场检查井口是否完好、周边是否有障碍物,用测绳测量当前淤积物厚度,确定清理范围(通常需清理至滤水管底部以下 0.5-1 米);

设备与耗材准备:根据淤积物类型选择清理设备 —— 砂质淤积物用空气提升泵、射流泵;黏质或硬结淤积物用机械绞吸装置;同时准备潜水泵(抽排泥水)、井内摄像头(实时观察清理情况)、水质采样瓶(验收时采样)、安全防护装备(如防毒面具、救生绳);

安全防护措施:清理前检测井内有害气体(如硫化氢、甲烷),浓度超限时需先通风换气;井口周围设置警示标志,禁止无关人员靠近;操作人员需系安全绳,配备应急通讯设备,避免井内缺氧或坍塌风险。


(二)淤积物清理:按需选择科学方法

空气提升法:适用于砂质、松散淤积物,通过空压机将压缩空气送入井内空气管,形成气水混合物,利用密度差将淤积物从井内提升至地面,优点是无机械磨损,适合塑料井管;清理时需控制空气压力(通常 0.2-0.3MPa),避免压力过大冲击井管;

射流冲洗法:适用于轻度黏质淤积物,用高压水泵将清水通过射流管喷向淤积物,将其冲散后用潜水泵抽排,优点是设备轻便,适合小口径井;需注意射流方向,避免直接冲击滤水管导致滤料流失;

机械绞吸法:适用于硬结淤积物,用绞吸头(带刀片)将硬结层切碎,再通过吸管抽排至地面,优点是清理彻底,适合金属井管;操作时需缓慢下放绞吸头,避免碰撞井壁导致井管变形。

清理过程中需用井内摄像头实时观察,确保淤积物清理至预设深度,且滤水管缝隙无堵塞 —— 当抽排出的水清澈、无明显泥沙时,可停止清理。


(三)井管冲洗与消毒:避免二次污染

井管冲洗:清理后用清水反复冲洗井管内壁,直至出水浊度<5NTU(符合《地下水质量标准》Ⅲ 类水要求),避免残留淤积物再次沉积;

消毒处理:若为水质监测井,冲洗后需用次氯酸钠溶液(浓度 50-100mg/L)浸泡井管 2-4 小时,杀灭井内滋生的微生物,避免影响后续水质监测;消毒后需用清水冲洗至余氯<0.5mg/L,防止消毒剂残留改变水质。


(四)清理后验收:确保监测功能恢复

淤积物清理效果验收:用测绳测量井内淤积物厚度,需≤0.3 米(或不超过井管有效深度的 1%);用井内摄像头观察滤水管缝隙是否通畅,无残留淤积物;

水位监测精度验收:清理后连续 3 天监测地下水位,与清理前(未受淤积影响时)的历史数据对比,误差需≤±0.05m,确保水位监测恢复精准;

水质采样代表性验收:采集清理后的地下水样品,检测浊度、悬浮物含量,需符合采样要求(浊度<2NTU);若为污染监测井,需与历史水质数据对比,确保无 “清理后异常波动”,证明采样代表性恢复。

验收合格后,需及时记录清理时间、淤积物厚度、清理方法、验收结果等信息,存入监测井全生命周期档案,为下次清理周期的确定提供依据。


五、长效维护:延长清理周期的辅助措施

除定期清理外,采取针对性的长效维护措施,可减少淤积物产生速率,延长清理周期,降低维护成本:

井口防护:安装密封式井口保护装置(如带锁井盖、防沉降井圈),防止地表泥沙、垃圾直接落入井内;在井口周边设置截水沟,避免雨水冲刷地表泥沙进入井内;

滤水管防护:新建监测井时,在滤水管外侧包裹尼龙网(孔径 0.1-0.2mm),阻挡细颗粒进入;对已建监测井,若滤水管缝隙过大,可通过井内注入细砂(与含水层颗粒匹配)填充缝隙,减少颗粒入渗;

定期轻度维护:每 3 个月用低压清水(压力 0.1MPa)冲洗井管 1 次,将刚沉积的松散淤积物冲散并排出,避免形成硬结层;每半年用井内摄像头检查淤积情况,及时发现早期淤积;

周边环境管控:禁止在监测井周边 50 米范围内进行土方开挖、垃圾堆放、农药化肥过量施用等活动,减少外源淤积物输入;在水土流失严重区,可在监测井周边种植植被,固土防沙。

某北方干旱区地下水监测井,通过安装密封井口、每 3 个月轻度冲洗,将清理周期从原本的 1.5 年延长至 2.5 年,且监测数据精度始终保持在 ±0.03m 以内,显著降低了维护成本。


结语:科学清理是地下水监测的 “精度保障线”

长期运行的地下水监测井,淤积物清理周期的确定绝非 “凭经验” 的简单判断,而是需结合水文地质条件、周边环境、监测目的等多维度综合分析的科学决策。从砂质含水层的 1 年 1 次,到基岩含水层的 3-5 年 1 次,每一个周期建议的背后,都是对 “淤积速率 - 监测精度 - 维护成本” 三者平衡的考量。同时,规范的清理流程与长效的维护措施,是确保清理效果、延长监测井寿命的关键补充。唯有将 “定期清理” 与 “日常维护” 相结合,才能让地下水监测井长期保持良好的运行状态,为地下水资源管理、污染防控提供精准、可靠的数据支撑,真正发挥其 “地下水资源哨兵” 的作用。