地下水環境監測井評估體系構建研究

劉景蘭，葛菲媛，秦磊，黃歡

(1.天津市地質研究和海洋地質中心，天津 300170；2.中國地質環境監測院，北京 100081)

根據我國《地下水污染防治實施方案》(環土壤〔2019〕25號)要求，2025年年底前應構建全國地下水環境監測網，并按照國家和行業相關監測、評價技術規范，開展地下水環境監測。地下水環境監測井作為開展地下水環境監測工作的重要依托，其“健康狀況”直接影響到監測結果的準確性。

自《環境影響評價技術導則 地下水環境》(HJ 610—2016)[1]實施以來，企業、工業園區及相關單位已建設了大量的地下水環境監測井，但由于缺乏專業知識，且管理部門尚未制定系統的監測井維護和管理辦法，部分地下水環境監測井建成后存在維護管理工作不到位、亟待維修、監測功能喪失，甚至成為污染通道等問題。因此，現存的大量地下水環境監測井能否滿足地下水環境監測工作的要求，如何保障監測井可以長期有效地完成地下水監測工作等一系列問題值得關注。解決該系列問題的關鍵基礎保障是科學建立地下水環境監測井評估體系，對開展相應評估工作具有重要意義。

目前，《地下水環境狀況調查評價工作指南》(環辦土壤函〔2019〕770號)[2](以下簡稱《工作指南》)、《地下水環境監測技術規范》(HJ 164—2020)[3]、《地下水環境監測井建井技術指南(試行)》[4]《地下水監測井建設規范》(DZ/T 0270—2014)[5]、《水文水井地質鉆探規程》(DZ/T 0148—2014)[6]、《區域地下水位監測網設計規范》(DZ/T 0271—2014)[7]、《區域地下水質監測網設計規范》(DZ/T 0308—2017)[8]、《地下水監測網運行維護規范》(DZ/T 0307—2017)[9]、《地下水監測站建設技術規范》(SL 360—2006)[10]、《地下水監測工程技術規范》(GB/T 51040—2014)[11]等對地下水環境監測井的建設、篩選、管理和維護做了不同程度的要求，但均未提出“監測井評估”的具體概念，亦無監測井評估工作的具體方法。以往實際監測井評估工作中，多為人為經驗判斷，存在評價指標不全、結果隨機等問題，因此建立一套系統性的評價體系尤為重要?，F參考上述規范，在已開展的大量監測井評估工作的基礎上，對眾多實際情況進行了歸類分析，最終選擇合適的評估指標，制定適用的評估方法，提供全面的評估結果，建立地下水環境監測井評估體系，為地下水環境監測井的評估工作提供參考。

1 評估指標

根據各指標對監測井監測功能的影響程度，選擇評估指標具體包括井口保護裝置、井管內徑、上部井管保存狀態、監測井是否串層、井結構保存狀態、井的連通性6個評估指標。

井深是監測井重要的指標，其對監測功能的影響一方面取決于區域水文地質條件，即目標含水層巖性、厚度和地下水水位動態特征；另一方面取決于污染風險特性，即污染風險源是否涉及輕質非水相液體(LNAPL)或重質非水相液體(DNAPL)?？梢娋罹哂忻黠@的地域性和個體差異性，不適納入普適性的評估體系，因此未將其納入監測井評估指標。建議開展監測井評估工作時，根據工作需要綜合考慮井深的合理性。

根據相關指南要求，規范的監測井應配套建設相應的輔助設施，例如：井口固定點標志、圖形標、監測井銘牌、警示柱和井口標識等。但考慮到監測井建設、維護成本以及監測井的實用性，本次評估指標未考慮輔助設施。

1.1 井口保護裝置

《工作指南》《HJ 164—2020》《地下水環境監測井建井技術指南(試行)》《DZ/T 0270—2014》和《SL 360—2006》均對井口保護裝置的建設提出不同的要求。

地下水環境監測井的井管材質一般為聚氯乙烯(PVC)，容易受撞擊等被損壞，安裝井臺和井口保護筒，可起到保護井管的作用，從而保護監測井。監測井的井蓋和井帽(特別是井帽)是防止監測井受污染的關鍵設施，如無井蓋且無井帽，則井管處于敞開狀態，地表水、雨水或污染物等直接進入井管，存在地下水污染風險；如有井帽或井蓋，且井蓋由井口鎖具封閉，一般情況可以起到保護地下水的作用，但如遇特大暴雨，井口保護裝置被地表積水淹沒等特殊情況，必須有井帽才能有效避免雨水污水倒灌。井口保護裝置的狀況分為完整完好、不完整、破損和無4種情況[12]。

1.2 井管內徑

《HJ 164—2020》《DZ/T 0270—2014》和《GB/T 51040—2014》等根據各自工作需求對井管內徑提出不同的要求。生態環境部相關規范要求井管內徑不小于 50 mm，以能夠滿足洗井和取水要求的口徑為準。綜合實際工作經驗，監測井徑太小(<50 mm)，不便于開展洗井、取樣工作，且容易因井損過大導致出水量太小[13-14]，無法采集新鮮地下水，因此將井管內徑作為監測井評估的指標之一，分為井管內徑<50 mm、內徑≥ 50 mm 2種情況。

1.3 上部井管保存狀況

井管分為井壁管、濾水管和沉淀管，《HJ 164—2020》《DZ/T 0270—2014》和《SL 360—2006》等對井管的建設提出不同的要求，且將井壁管/濾水管有嚴重斷裂的判定為報廢。大量調查工作中發現存在部分監測井只是地上以及地下淺表內的井管錯位斷裂，無需報廢的情況。為節省資源和成本，方便后期開展監測井修復管理工作，將井管分為上部井管和下部井管。上部井管為地上及地下淺表內通過簡單修復即可恢復井管完整性的井管，其余部分為下部井管。上部井管保存狀況分為完好、輕微損壞、較嚴重損壞和嚴重損壞4種情況[12]。

1.4 監測井是否串層

《HJ 164—2020》等明確規定監測井篩管不得越層，監測井不得穿透目標含水層下的隔水層的底板?！稄U棄井封井回填技術指南(試行)》指出，若井管開篩位置不佳造成層間連通，將加大地下水污染風險。綜上，將監測井分為監測井串層和未串層2種情況。監測井濾水管穿透2個及以上含水層即為串層，否則為未串層。

1.5 井結構狀況

井結構狀況是下部井管保存狀況和井內狀況的綜合狀況?！禜J 164—2020》等指出由于井的結構性變化，造成監測功能喪失的監測井應當報廢。

井下電視可有效探查監測井結構狀況[15]，結合實際工作經驗，將井結構保存狀況歸納為5種情況：(1)監測井結構完好，井管無損壞，具有濾水管；(2)監測井結構完好的同時，井下有異物或井水渾濁或井管有污垢等情況；(3)下部井管嚴重斷裂或變形；(4)井中污垢/泥沙淤積，導致井內外水力連通中斷；(5)無濾水管。

1.6 井的連通性

《HJ 164—2020》指出井的出水量宜> 0.3 L/s；同時指出每2年對監測井進行1次透水靈敏度試驗，目的是保證井的連通性良好，確保在地下水樣品采集時可以采集到新鮮的足夠量地下水，保證樣品結果具有代表性。井的連通性分為連通性良好、連通性一般和連通中斷3種情況[12]。

2 評估方法

本次建立的評估內容包括監測井維護評估和監測井功能評估2個方面。評估采用單指標評估和綜合評估方法。

監測井維護評估，是從保障監測井的長期監測功能而建立。最終評估結果為無需修復、修復和報廢。用于指導監測井的管理者如何去維護監測井，使之可以長期有效地滿足地下水監測工作要求。

監測井功能評估，是從能否滿足當前或短期監測工作要求而建立。例如，某井口保護裝置的井筒發生破損，從長期來看，需要進行監測井維護，但目前井口保護筒的破損不會影響監測功能。此外在一些場地調查、地下水修復等項目中會建設一些臨時監測井，只服務于一段時期的工作，對于該類監測井也只需要對其目前的監測功能進行評估即可。監測井功能評估的最終評估結果為監測功能良好、監測功能一般和不具有監測功能。

2.1 監測井維護評估

2.1.1 單指標評估

對每一評估指標均進行單獨評估，具體評估規則見表1。

表1 監測井維護評估單指標評估規則

2.1.2 綜合評估

綜合評估是綜合單指標評估結果，本著“從劣”原則，按最差的單指標評估結果確定。具體評估規則見表2。

表2 監測井維護評估綜合評估規則

2.2 監測井功能評估

監測井功能評估亦采用單指標評估和綜合評估。需要說明的是，井口保護裝置的建設是為保護監測井及井內的監測儀器等不受人為損壞，防止地表水及污染物質進入監測井內。一些簡易井通常不建設完整的井口保護裝置，只有井帽，也能防止地表水及污染物質進入監測井內，不影響監測井的監測功能。因此在監測井功能評估中，井口保護裝置不納入評估指標，用“井口狀況”來替代井口保護裝置。

井口狀況根據能否保護監測井內地下水不受污染分為具有保護功能和不具有保護功能2種情況。具有保護功能：有井帽或井蓋，能防止地表水、雨水或污染物等進入監測井內；不具有保護功能：無井帽且無井蓋，不能防止地表水、雨水或污染物等進入監測井內。

2.2.1 單指標評估

對每一評估指標均進行單獨評估，具體評估規則見表3。

表3 監測井功能評估單指標評估規則

2.2.2 綜合評估

綜合評估亦是綜合考慮各單指標后給出的評估結果，本著“從劣”原則，按最差的單指標評估結果確定。具體評估規則見表4。

表4 監測井功能評估綜合評估規則

2.3 措施建議

建議企業和管理部門高度關注地下水環境監測井的功能狀況，對評估結果為報廢和不具有監測功能的監測井，按照《廢棄井封井回填技術指南(試行)》進行報廢封井；對評估結果為修復的監測井，開展針對性的維護，例如洗井、井口保護裝置維修、井管修復、井管清洗和異物打撈等；對評估結果為無需修復的監測井，定期開展相關維護和檢查，保障其監測功能穩定有效。

3 監測井評估實例

選取天津市某工廠環評井1#為例(圖1)。潛水含水層底板埋深10 m，井深9.42 m，水位埋深1.62 m；濾水管位置為地表下5.80 ～9.42 m，監測層位為潛水；井臺規格為正方形，邊長50 cm；井臺高度15 cm；地上保護筒高度為55 cm；有井蓋；有井口鎖具；無井帽。根據井下電視探查結果，上部井管0.8 m處有輕微裂痕，井結構保存狀況良好，通過微水試驗，判定井的連通性良好。實例評估情況見表5，綜合評估結果為良好。

圖1 天津市某工廠環評井現狀

4 結語

選擇井口保護裝置/井口狀況、井管內徑、上部井管保存狀態、監測井是否串層、井結構保存狀態、井的連通性6個指標，從監測井維護評估和功能評估2個方面建立地下水環境監測井評估體系。該體系的構建為充分利用現有監測井，避免監測井重復建設，節約監測井建設及維護成本，推進地下水環境監測網建設提供技術支撐。