地下水动态监测系统软件的研发

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1、编号：1;项目背景及国内外现状项目背景:地下水是水资源的重要组成部分，在支持经济社会发展、维护生态平衡和保障城乡居民生活等方面具有十分重要的作用。地下水具有水质好、分布广、污染少、供水量稳定、可持续利用时间长等特点，口古以來就得到了广泛的应用，随着我国工业农业的发展,地下水的开采量越來越大，到1979年底，全国地下水年开采量达到400亿m3左右;进入新世纪以来，经济迅速发展，用水量也急剧增加，2008年我国地下水年开采量达到了1091亿m3。现在，我国年供水量约5600亿m3,地下水供水量约1100亿m3,占总供水量的近20%,近30年来，我国地下水

2、开釆量以每年25亿m3的速度递增，我国70%以上的城市都以地卞水作为工业，农业和生活用水的主要水源，一些地区，甚至已成为唯一的水。所以，地下水对经济社会的发展具有重要的支撑作用。但是，地下水在促进社会发展的同时，也遭到了严重破坏。初步统计，全国已形成大型地下水降落漏斗100多个，面积达15万平方公里，超采区面积62万平方公里，严重超采城市近60个,造成众多泉水断流，部分水源枯竭。地下水超采区主要分布在华北平原、关屮平原、松嫩平原、辽河平原、西北内陆盆地的部分流域（石羊河、吐鲁番盆地等）、长江三角洲、东南沿海平原等地区，其中华北平原最为严重，地下水资源

3、濒于枯竭。以山西省古交市为例，作为山西省的一个重要能源型城市，辖区内长期、大量开采地下水的煤矿，洗煤厂，焦化厂数口众多，短短十年间，地下水水位下将了89cm,不足80平方公里的地上,由地下水超采形成的地面沉降漏斗比比皆是，地下水这一重要资源遭到了严重彼坏。为了防止地下水资源再次遭到毁灭性开采，我们必须对这一重耍的水资源进行监测，加强管理。通过地下水监测，可以获取地下水水位、开采量、水温等的动态信息，用以了解分析地下水与土壤水、地表水三者之间的补给转换关系，为水循环规律研究以及地下水资源合理开发利用、管理、保护提供基础信息和决策依据。美国、荷兰等发达国

4、家的经验表明，在基本掌握地下水的赋存与分布特征的基础上,建立地下水长期监测网络，是提高地下水资源研究水平,做出准确评价，加以科学保护和合理利用，避免出现灾难性后果的最重要手段。［2］因此，为掌握地下水运动规律,遏制与Z相关的地质灾害和生态环境问题，迫切需要建立完善的地下水监测网络，为地下水的合理开发利用捉供可靠的数据参考。但是，我国监测水平非常的低。九十年代以前，全国多数地下水监测工作采用传统的人工监测方式，使用测绳、皮尺、测钟等传统测量手段。人工监测得到的数据一般是采用普通信函、电报、电话报送到地级市,地级市再通过信函、电话、传真、网络报送至省里。

5、信息传输速度十分缓慢，与水资源信息化的耍求尚存在一定差距。进入新世纪，虽然监测水平有了大幅提高，但是与发达国家相比还是存在较大并距。从国内外发展趋势看，实现地下水的自动监测和信息的自动传输是提高监测数据的可靠性和时效性的必要手段。国外地下水水情监测技术发展现状：地下水是美国水资源的重要组成部分，可为美国提供用水总量的四分之一。美国一半的人口靠地下水供应饮用水。正是鉴于地下水资源的宝贵及其特殊性，美国对地下水监测极为重视。美国的监测手段分为以下三种：第一种，按照选定的间隔，用钢卷尺或绝缘带手动测量地下水水位，通常都是按月或按季进行测量，得到的是周期性数

6、据。第二种，连续数据是采用自动遥感设备测量地下水流量，水位等水情信息，通过数据记录器记录数据。最后一种，实时数据是通过卫星或电话，至少每天一次将水井数据传送到信息屮心，实时数据反映了测点水井状况。后两种方式是现行发达国家主要的监测和传输手段，但是仪器非常的昂贵，光使用卫星通讯一项就需要上千万美元。地卜•水量监测在欧洲有很久的历史。最早的地卜•水监测网是在1845年建立的，大多数是在20世纪初建立的。平均记录时间在20〜35年之间。除法国和德国外，大多数监测网是由单个机构负责，监测网范围是全国性的。大多数地下水观测点均匀分布在各个地下水含水层上，如多孔

7、介质含水层、岩溶含水层、自流含水层和深层地下水含水层等。取样点的数量、总面积和密度变化很大、这些并界通常是各国情况不同，还有地质条件的不同造成的。举例來说，对于多孔介质含水层，调查面积最大的是西班牙，为79258km2,最小的是德国北威斯特法伦州，取样最多的有42900个取样点，最少的是爱尔兰，只有2个取样点。取样点的密度变化从挪威的0.004到芬兰的7.3个。其他类型的地下水资源的对比也表明了相同的结果。监测网由多种类型的观测点组成，大部分为钻井和挖掘井，还有打入管井和泉水井。观测变量大多数和同：地下水位（所有国家）、地下水温（几乎所有）、泉水位和

8、泉水流量。所有国家都有观测水位的观测点,其他观测点的频率是不同的，比如：对于地下水位，它在每周1至2次Z间变