地下水既是不可或缺的水资源,也是重要的环境要素和生态支撑条件。入春以来,黄河长江流域相继发生罕见旱灾,地表水资源几近枯竭,向地下要水已成为解决燃眉之急的必然选择。在此情势下,如何准确和高效地监测地下水信息,认识和掌握地下水动态变化特征,科学评价地下水资源,最终为地下水的合理开发利用提供信息支撑和技术保障,是摆在每一位政策制定者和科研人员面前的首要问题。早在2008年4月,中国地质环境监测院向国家申报了《北京平原区地下水监测网管理与地下水监测关键技术研究》,项目起止年限为2009年10月至2012年12月。该项目通过地下水监测技术、一井多层监测技术、区域地下水监测数据库与信息管理服务系统、建设北京地下水三维反应溶质运移原位试验基地等四个方面的研究,将最终建成一个集地下水监测数据采集、传输、存储、管理、分析与发布为一体的区域地下水监测信息管理服务系统,实现地下水动态监测数据的实时传输和及时发布,向政府和社会公众发布更为丰富的地下水监测数据及成果信息,为地下水可持续管理提供科学依据。2011年6月1日,作为此项目前期重要组成的连续多通道监测系统(CMT)多层监测井(一期工程)、一井多层监测井的钻探工作胜利竣工,并顺利通过专家组的现场验收。验收专家组由中国地质调查局水环部副主任文东光、水文地质处处长郝爱兵,中国地质环境监测院院长侯金武、总工程师李文鹏及北京市地质环境监测总站地下水动态监测室等单位的领导、专家组成。经过评审,专家组一致认为项目建设达到了预期目标,填补了我国在相关领域内的多项空白,并具有很强的推广作用。记者了解到,CMT多层监测井的建设是为了在北京平原区建设地下水三维反应溶质运移原位试验基地。该基地建成后,可进行以下研究:利用国际上近期发展起来的“直接推进(direct-push)”方法测量水平水流渗透系数在垂向上的分布;研究该方法在研究场地的实用性和灵活性;利用国际上广泛使用的“钻孔流量计(borehole-flowmeter)”方法测量水平水流渗透系数在垂向上的分布;与“直接推进(direct-push)”方法测量值比较,探讨两个不同方法的精确度和实用性;以溴离子(bromide)为示踪剂开展1至2次原位“注水-抽水”示踪试验;建立水流和溶质运移数值模型;研究水力渗透系数分布特征以及对溶质运移的影响。一井多层监测井的建设是利用加拿大斯伦贝谢水务公司研发的Westbay系统,进行松散层多含水层地下水的监测。该技术采用一根带有阀口的密闭检查管,使用阀口通过单一套管进入井孔的不同位置。在部件实际长度与井孔相符合的限制情况下,可以实现对多层地下水位(水头)或者水化学特征的有效监测。同时,使用阀式接箍,可在每个区域进行所有的标准水文地质测试,无需重复清洗便可进行常规取样。另据了解,CMT多层监测井(一期工程)和一井多层监测井在多个方面属于国内首创:一是首次在国内建立地下水三维反应溶质运移原位试验基地,为地下水污染物运移及地下水污染治理提供科研和教育基地;二是首次在国内使用“直接推进(direct-push)”方法测量水平水流渗透系数在垂向上的分布;三是在钻井过程中使用的由50%膨润土颗粒和50%粗砂组成的止水材料属于首创,与传统的粘土球相比,该材料具有隔水性好、不易软化、无毒、无嗅、不污染水质等优点,具有很高的推广价值。   

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