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    項目名稱：地下水及其環(huán)境影響監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)標準研制，項目編號：201411074，項目起止年限：2014.1-2015.12，項目經(jīng)費：188萬元，項目承擔單位：中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，項目協(xié)作單位：中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心、北京市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站。
在國土資源標準化體系框架內(nèi)，結(jié)合水工環(huán)地質(zhì)工作現(xiàn)狀和需求，系統(tǒng)地規(guī)范了區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化過程中的背景調(diào)查、現(xiàn)狀評價、污染源調(diào)查與評價、水質(zhì)調(diào)查與評價、易污性及污染風險性評價、水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計等工作的基本要求，制定了《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》，達到為國家或地區(qū)地下水資源可持續(xù)管理與地質(zhì)環(huán)境保護提供所需的區(qū)域地下水質(zhì)動態(tài)信息的目的；結(jié)合國內(nèi)外通訊行業(yè)研究現(xiàn)狀，制定了《地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議規(guī)范》，規(guī)定了地下水監(jiān)測系統(tǒng)中智能傳感器與遙測終端、遙測終端與中心站之間的通信接口協(xié)議，確保數(shù)據(jù)采集和傳輸方式的可靠性、易維護性，引導地下水環(huán)境監(jiān)測設(shè)備產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，為地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)提供技術(shù)支撐；結(jié)合目前一孔多層監(jiān)測井實際施工經(jīng)驗和國外先進技術(shù)經(jīng)驗，制定了《巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程》，提出了巢式地下水監(jiān)測井設(shè)計、鉆井施工、成井工藝、驗收等的技術(shù)要求，為地下水三維監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)提供了技術(shù)支撐，也為實施地下水科學管理、促進地下水可持續(xù)開發(fā)利用以及有效防治地質(zhì)環(huán)境問題提供決策依據(jù)。
1.區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范研究
（1）研究制定了地下水的易污性性評價圖的流程。對第四系松散巖類孔隙水易污性評價應(yīng)重點考慮潛水水位埋深、包氣帶巖性、降雨補給，兼顧地形、地表水與地下水關(guān)系、含水層特征等因素?？刹捎肈RASTIC評價方法；巖溶裂隙水易污性評價應(yīng)重點考慮巖溶發(fā)育特征、地下水位上覆保護層特征、降雨及入滲條件，兼顧地形、植被狀況?？刹捎脷W洲方法（PI或COP法）。
（2）規(guī)范了地下水的風險性評價程序。地下水污染風險分區(qū)圖是水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計的基礎(chǔ)。地下水污染風險性評價應(yīng)根據(jù)含水層易污性、地下水價值、污染源等級等因素綜合評價；地下水污染風險的大小由地下水遭受污染的概率和污染后果的乘積表達，其中，遭受污染的概率為概化后的面狀污染源污染等級，污染的后果為地下水防護緊迫性指標。地下水緊迫性指標主要由易污性分區(qū)和地下水價值評價分區(qū)疊加構(gòu)成。地下水污染風險性評價結(jié)果分為高、較高、中等、較低、低五個等級。
（3）規(guī)范了巖溶水發(fā)育區(qū)監(jiān)測點的布設(shè)原則。根據(jù)國內(nèi)外研究程度和已有的技術(shù)經(jīng)驗，巖溶區(qū)按照巖溶發(fā)育的均與程度不同，分別布設(shè)監(jiān)測點。其中巖溶發(fā)育均勻的區(qū)域及紅層覆蓋巖溶區(qū)，按照巖溶水易污性評價結(jié)果布設(shè)監(jiān)測點，參照以下推薦值：易污性很高和高的區(qū)域按照每100平方千米4-6個點布設(shè)；易污性中等的區(qū)域按照每100平方千米2-4個點布設(shè)；易污性低和很低的區(qū)域按照每100平方千米0.5-2個點布設(shè)。巖溶發(fā)育不均勻的區(qū)域，按照每100平方千米0.5-1個點布設(shè)監(jiān)測點，對于大的地下水暗河系統(tǒng)應(yīng)控制主要的出口、入口、部分天窗和流量變化地段，小的地下暗河系統(tǒng)應(yīng)控制主要的出口；泉水以控制枯、平、豐期水質(zhì)動態(tài)為原則，豐水期適當加密。
（4）編制《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》，并進行應(yīng)用。編制完成《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》（征求意見稿）（見附件），規(guī)定了區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計所需的背景調(diào)查、監(jiān)測網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與評價、污染源調(diào)查與評價、地下水水質(zhì)調(diào)查與評價、地下水易污性及污染風險性評價等各環(huán)節(jié)的技術(shù)要求，以及地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)密度和頻率確定的原則和方法，成果產(chǎn)出方式的要求。適用于監(jiān)測空白區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)點的布設(shè)，以及已有區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)的優(yōu)化。所提出的巖溶水易污性評價方法（PI法和COP法）是引進歐洲巖溶水評價技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。編制完成的《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》將為我國地下水的科學調(diào)查監(jiān)測和評價、地下水及其相關(guān)地質(zhì)環(huán)境評價提供可靠的技術(shù)保障。
2.地下水監(jiān)測設(shè)備接口協(xié)議和標準
（1）采用全明碼（采用ascii碼）編碼。標準采用“短消息”作為供電條件不理想的監(jiān)測首選通信方式為基礎(chǔ)，結(jié)合“短消息”手機應(yīng)用的普遍性，決定采用ascii碼作為標準的編碼方式，其特點有：1）監(jiān)測數(shù)據(jù)可發(fā)往任何一部授權(quán)查看的手機，且無需安裝解碼類app等，數(shù)據(jù)清晰、直觀，便于相關(guān)人員隨時獲取信息。2）野外現(xiàn)場安裝調(diào)試，省去了監(jiān)測設(shè)備和“中心站”的數(shù)據(jù)解析過程，縮短了野外工作時間。
（2）突出“級”和“層”的概念?！凹墶睂?yīng)于國土部內(nèi)各監(jiān)測點歸屬（市、省、國家級）屬性，相應(yīng)監(jiān)測點監(jiān)測設(shè)備也被賦予“級”的概念，各級設(shè)備根據(jù)自身屬性發(fā)送數(shù)據(jù)至不同“中心站”?！皩印保瑢?yīng)于“一孔多層”監(jiān)測井中被分割器分隔監(jiān)測的各層數(shù)據(jù)。標準中以體現(xiàn)國土部行業(yè)內(nèi)相關(guān)監(jiān)測井情況為原則，以具體代碼的形式對“級”和“層”進行定義，以示例進行了描述，方便儀器研發(fā)相關(guān)人員理解“級”和“層”的概念。
（3）編制完成《地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議規(guī)范》，并進行應(yīng)用。項目組編制完成《地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議規(guī)范》（征求意見稿），規(guī)定了地下水監(jiān)測系統(tǒng)中智能傳感器與遙測終端、遙測終端與中心站之間的通信接口協(xié)議，適用于地下水監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)、運行維護和管理。在儀器研制、開發(fā)、應(yīng)用等方面取得了比較豐富的實際經(jīng)驗，近年來，依托地質(zhì)調(diào)查課題，研制開發(fā)了地下水動態(tài)監(jiān)測儀、孔隙水壓力監(jiān)測儀、水質(zhì)快檢儀等一批新型監(jiān)測儀器，依托無線通信技術(shù)解決了監(jiān)測數(shù)據(jù)實時采集、傳輸、處理、發(fā)布等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，課題組依托自身儀器開發(fā)的便利條件，實現(xiàn)了編寫過程中對規(guī)范的內(nèi)容、格式等邊寫、邊試用，邊完善的良性循環(huán)過程。試應(yīng)用結(jié)果顯示規(guī)范符合任務(wù)書要求。
3.巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程研究
（1）界定了巢式監(jiān)測井成井對管材和井管的要求。監(jiān)測井井管材質(zhì)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測井性質(zhì)、井深、地質(zhì)環(huán)境條件、經(jīng)濟合理性等因素綜合選取，應(yīng)具有良好的強度，有較好的防腐蝕性能，且無毒、無味，對地下水不污染，井深100米以內(nèi)的監(jiān)測井以PVC-U材質(zhì)為主，大于100米的監(jiān)測井以無縫鋼管為主。
監(jiān)測井井管內(nèi)徑應(yīng)滿足洗井設(shè)備與監(jiān)測設(shè)備的安裝與正常使用要求，可根據(jù)監(jiān)測井性質(zhì)、水位（頭）埋深、設(shè)計要求以及經(jīng)濟合理性等因素綜合選取，宜在50 mm～150 mm之間。監(jiān)測井井管壁厚應(yīng)根據(jù)監(jiān)測井深度、井管材質(zhì)以及經(jīng)濟合理性等綜合考慮，鋼質(zhì)或不銹鋼井管壁厚應(yīng)不小于4.0 mm，PVC-U井管壁厚應(yīng)不小于6.0 mm。
（2）提出巢式監(jiān)測井兩種下管方式。監(jiān)測井的下管可根據(jù)設(shè)備能力、井管總質(zhì)量、強度及連接方式、地層穩(wěn)定情況等因素合理選取。巢式監(jiān)測井推薦采用集束式和逐級式下管方式。針對兩種下管方式，提出了特殊的成井工藝流程。
（3）提出不同類型止水材料的適用條件和合理填送方法。止水材料必須具備隔水性好、入水軟化時間長、無毒、不污染水質(zhì)等條件。止水段宜選用膨潤土顆粒作為止水材料，提出封孔段可選用粘土球作為封孔材料。填礫止水方法宜采用孔口靜水圍填法，當濾水段或止水段埋深大于200 m時，可選用介入式填料法。
（4）設(shè)計了新型井口保護箱。針對巢式監(jiān)測井的維護和運行要求，應(yīng)設(shè)置井口保護設(shè)施，采用井房或?qū)Ｓ每卓诒Ｗo裝置，給出專用孔口保護裝置的標準性樣式。新型井口保護裝置綜合了監(jiān)測井房和簡易孔口保護罩的優(yōu)勢，是一種安全、可靠、穩(wěn)定、便捷的井口保護設(shè)備。
（5）編制完成《巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程》，并進行應(yīng)用。項目組編制完成《巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程》（征求意見稿），通過廣泛征求意見或與各省進行交流，對巢式監(jiān)測井進行了示范推廣。2015年在黑河流域成功施工一眼巢式地下水監(jiān)測井，監(jiān)測四個層位，井深180m；新型井口保護裝置已廣泛的應(yīng)用于北京、河南、山東、新疆等地區(qū)的監(jiān)測井保護工作，取得了良好的效果。

    1.研究制定了地下水的易污性性評價圖的流程。對第四系松散巖類孔隙水易污性評價應(yīng)重點考慮潛水水位埋深、包氣帶巖性、降雨補給，兼顧地形、地表水與地下水關(guān)系、含水層特征等因素?？刹捎肈RASTIC評價方法；巖溶裂隙水易污性評價應(yīng)重點考慮巖溶發(fā)育特征、地下水位上覆保護層特征、降雨及入滲條件，兼顧地形、植被狀況。引進歐洲巖溶水評價技術(shù)提出了巖溶水易污性評價方法（PI法和COP法），在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。
2.規(guī)范了地下水的風險性評價程序。地下水污染風險分區(qū)圖是水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計的基礎(chǔ)。地下水污染風險性評價應(yīng)根據(jù)含水層易污性、地下水價值、污染源等級等因素綜合評價；地下水污染風險的大小由地下水遭受污染的概率和污染后果的乘積表達，其中，遭受污染的概率為概化后的面狀污染源污染等級，污染的后果為地下水防護緊迫性指標。地下水緊迫性指標主要由易污性分區(qū)和地下水價值評價分區(qū)疊加構(gòu)成。
3.地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議突出“級”和“層”的概念?！凹墶睂?yīng)于國土部內(nèi)各監(jiān)測點歸屬（市、省、國家級）屬性，相應(yīng)監(jiān)測點監(jiān)測設(shè)備也被賦予“級”的概念，各級設(shè)備根據(jù)自身屬性發(fā)送數(shù)據(jù)至不同“中心站”?！皩印保瑢?yīng)于“一孔多層”監(jiān)測井中被分割器分隔監(jiān)測的各層數(shù)據(jù)。標準中以體現(xiàn)國土部行業(yè)內(nèi)相關(guān)監(jiān)測井情況為原則，以具體代碼的形式對“級”和“層”進行定義，以示例進行了描述，方便儀器研發(fā)相關(guān)人員理解“級”和“層”的概念。
4.界定了巢式監(jiān)測井成井對管材和井管的要求。監(jiān)測井井管材質(zhì)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測井性質(zhì)、井深、地質(zhì)環(huán)境條件、經(jīng)濟合理性等因素綜合選取，應(yīng)具有良好的強度，有較好的防腐蝕性能，且無毒、無味，對地下水不污染，井深100米以內(nèi)的監(jiān)測井以PVC-U材質(zhì)為主，大于100米的監(jiān)測井以無縫鋼管為主。
監(jiān)測井井管內(nèi)徑應(yīng)滿足洗井設(shè)備與監(jiān)測設(shè)備的安裝與正常使用要求，可根據(jù)監(jiān)測井性質(zhì)、水位（頭）埋深、設(shè)計要求以及經(jīng)濟合理性等因素綜合選取，宜在50 mm～150 mm之間。監(jiān)測井井管壁厚應(yīng)根據(jù)監(jiān)測井深度、井管材質(zhì)以及經(jīng)濟合理性等綜合考慮，鋼質(zhì)或不銹鋼井管壁厚應(yīng)不小于4.0 mm，PVC-U井管壁厚應(yīng)不小于6.0 mm。
5.提出巢式監(jiān)測井兩種下管方式。在充分收集國內(nèi)外地下水監(jiān)測井發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對目前國內(nèi)地下水監(jiān)測井發(fā)展存在的諸多問題，根據(jù)設(shè)備能力、井管總質(zhì)量、強度及連接方式、地層穩(wěn)定情況等因素，提出了巢式監(jiān)測井兩種合理的下管方式，集束式和逐級式下管方式。針對兩種下管方式，提出了特殊的成井工藝流程。

    本項目在地下水質(zhì)評價方法上引入了歐洲先進的PI和COP方法；在數(shù)據(jù)傳輸和接口規(guī)范上也是采用符合國際標準；對巢式地下水監(jiān)測井的材料和下管方式做出了合理要求；項目中的所有主要成果以行業(yè)標準的形式進行了發(fā)布；該項目成果均不具獨占性，可以公開分享和行業(yè)內(nèi)的廣泛推廣。

    項目編制的《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》、《地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議規(guī)范》、《巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程》等標準將以紙質(zhì)或圖件等基礎(chǔ)資料的方式推廣應(yīng)用到全國各省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測工作中，也可供非盈利性的科技基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、教育及科普活動等公益事業(yè)的應(yīng)用。共享范圍主要包括政府部門、全國標準化技術(shù)委員會、政府科研主管部門、科研單位等。項目完成時，成果將實現(xiàn)局部定點示范。各標準的應(yīng)用為已實施的國家級地下水監(jiān)測工程提供了技術(shù)支撐。

    《中共中央、國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》（中發(fā)〈2011〉1號文件）提出“實行最嚴格的水資源管理制度”，“加強地下水超采區(qū)水文測報能力”。為貫徹落實文件精神，必須加強重點地區(qū)地下水監(jiān)測，全面提升地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)的服務(wù)能力，規(guī)范地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計、地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議、一孔多層地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程等能夠為實施最嚴格的水資源管理制度的提供科學支撐，為地下水資源合理開發(fā)利用、地質(zhì)環(huán)境保護和地質(zhì)災(zāi)害防治提供基礎(chǔ)信息和決策依據(jù)。根據(jù)目前國家對地質(zhì)環(huán)境保護的要求，本項目成果具備長期地適用性。

    地下水是重要的城市和農(nóng)村供水水源并支撐各類生態(tài)系統(tǒng)。全世界地下水面臨越來越嚴重的由快速城市化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)發(fā)展造成的污染威脅。潛水含水層大面積硝酸根離子濃度升高；易污染的含水層中發(fā)現(xiàn)有農(nóng)藥殘跡；重金屬和有機質(zhì)也遷移到地下水。為了減緩目前的地下水污染和防止將來的污染必須采取行動。地下水污染監(jiān)測與評價為制定有效的地下水保護方案起到重要的作用。
地下水易污性評價、污染源調(diào)查和污染風險編圖能夠圈畫最易受到污染的區(qū)域、最有害的污染源和最嚴重的污染地區(qū)。這些評價結(jié)果為土地利用規(guī)劃、制定預防地下水污染的措施、確定地下水污染源治理的優(yōu)先次序、建立地下水水源保護區(qū)和設(shè)計地下水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)提供可靠的科學信息。只有系統(tǒng)地監(jiān)測地下水水質(zhì)才能準確評價地下水水質(zhì)狀態(tài)和識別地下水污染趨勢。
本次研究通過對地下水易污性評價、污染源調(diào)查和污染風險評價方法的研究，巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)施工工藝研究以及監(jiān)測地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議研究，為我國地下水監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)提供了技術(shù)保障。
本次研究編制完成的《區(qū)域地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》、《地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信接口協(xié)議規(guī)范》、《巢式地下水監(jiān)測井建設(shè)規(guī)程》等3個標準進一步完善了地下水監(jiān)測技術(shù)標準體系。

    本項目是面向地下水監(jiān)測行業(yè)的公開性技術(shù)標準制定，是約束和規(guī)范地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、地下水監(jiān)測井建設(shè)和地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)范類文件。不進行市場盈利活動。

    本項目成果面向地下水監(jiān)測類事業(yè)單位、企業(yè)和相關(guān)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測部門，成果免費公開，面向行業(yè)內(nèi)進行共享。

    本項目成果均以北京平原區(qū)、濟南巖溶泉域、新疆烏魯木齊河流域和黑河流域4個典型地區(qū)為示范基地，并且對國家級地下水監(jiān)測工程起了指導性作用，可以在全國的地下水監(jiān)測行業(yè)內(nèi)進行推廣。

    項目承擔單位中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院是全國地質(zhì)環(huán)境調(diào)查和監(jiān)測有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、標準和技術(shù)要求的組織實施單位，參與了多項地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測等技術(shù)標準制定工作。作為全國水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)監(jiān)測和信息中心，擁有一支技術(shù)力量非常過硬的隊伍，并積累了豐富的地下水監(jiān)測工作經(jīng)驗，為本項目的實施奠定了良好的基礎(chǔ)。在項目實施過程中嚴格按照項目實施方案、國土資源部項目管理辦法，定期進行項目進度和階段成果檢查，及時提出改進完善的措施。加強了項目的過程管理，提高了項目成果質(zhì)量。同時，為了確保項目成果質(zhì)量，聘請了水工環(huán)地質(zhì)領(lǐng)域有經(jīng)驗的專家組成專家組，在項目開展的各個階段提供咨詢和指導。
項目組培養(yǎng)了一名技術(shù)骨干，目前已經(jīng)獨立承擔項目。協(xié)助指導青島大學一名碩士研究生完成“濟南巖溶地區(qū)地下水水質(zhì)分析”論文。