國家地下水監測網共計監測站點20469個,星羅棋布于我國31個省(市,自治區),為使這張覆蓋我國人口密集區、城市建成區、大型及特大型地下水水源地、國家重大工程區、地下水超采區、地面沉降區等地區的巨型監測網正常運行,有一群人穿梭于黑暗與光明之間,跋涉于風霜與雨雪之中,中央電視臺發現之旅頻道《筑夢新時代》欄目組跟隨一線野外工作者走進國家地下水監測網運維工作,以權威、實用、紀實、靈活的視角解讀在新時代、新背景下自然資源部、中國地質調查局、中國地質環境監測院在推進現代經濟結構轉型升級進程中地下水監測工作所展現出來的新思路、新亮點、新方法,帶來專題紀錄片《地下水的守護者》。以下為圖文版水,一直是地球上一切生命形式不可或缺的存在,那些隱覓在巖石縫隙、深藏腳下的地下水,掌握著地球水資源生生不息的秘密。為了保護好這把自然生息的鑰匙,有一群人于黑暗中探索,在風沙雪雨中守護,艱難跋涉,步履不停。他們鑒往知來,承接守護著天地的遺贈,也開拓提升著科技的賦能。
1987年人們在遺址中發現了遠古時期人工修筑的木構淺水井,水井的出現為當時河姆渡文化的積淀和聚落擴張,提供了水源質量保障。作為人類社會世代維系的根源和持續發展的資源,地下水在近現代的高密度生活與生產中,更是地球生態循環的重要基礎,保護地下水資源的急迫性日益突出,科學而系統的地下水監測工程成為重中之重。2003年原國土資源部向國務院提交全國地下水戰略問題研究報告,40位中國科學院和中國工程院院士也在第二年聯名呈送了關于建立國家級地下水監測工程的建議。

中國地質環境監測院首席科學家李文鵬:國家地下水監測工程是我們國家對于地下水監測的一個具有里程碑意義的一個工程,那么這次監測工程覆蓋面比較廣,同時采用了許多新的技術,也就是全國的數據就是自動的匯到這兒,然后我們再通過網絡就是幾乎沒有時間差的返回給各省。
我國地形和氣候條件復雜,有時候地下水監測井站和它的維護人員也需要面對不同的自然環境和挑戰,為實現所有地下水監測數據的全自動化采集傳輸。
【江蘇】
江蘇省地質調查研究院的工程師們正在打開一眼專門用于地下水進行監測的井點。這也是2015年國家地下水監測一期工程的第一眼井。這一年,黨的十八屆五中全會審議提出“建設國家地下水監測系統,開展地下水超采區綜合治理”,將國家地下水監測工作上升到國家戰略高度。

江蘇境內水網密布,水域面積達1.73萬平方公里,卻是水質性缺水地區。早期為了發展,曾抽調大量地下水用于城市工業。
江蘇省地質調查研究院監測與預警室主任 鄂建:80年代的時候,由于經濟社會發展速度很快,所以這個地下水的開采的量就很大了。在短短的幾年時間內,我們的這個累計沉降量就超過了1米。
九十年代,蘇錫常地區開采的峰值曾經達到45億立方,此時而地面沉降所帶來的地面塌陷、建筑毀壞,土壤鹽堿化以及海水倒灌等一系列災害正式引起所有人的警醒。
江蘇省地質調查研究院總工程師 于軍:地面沉降它是由于開采地下水引發的,我們通過對地下水的監測,包括水位水量,我們就知道你這個地方到底有沒有超量開采,就能夠實時的掌握。
隨著灌溉力度和面積的增加,地下水使用量的劇增也導致水的蒸發量增高,生態系統良性循環被打破。為獲得關鍵水文地質參數和基礎數據,自然資源部和水利部通過不斷的研討融合,圓滿完成國家水網一期的立項和建設,應用井下水壓力、水溫自動化傳感器,輔之以氣象、測繪觀測,采用地面移動通信為主和北斗補充的傳輸方式,共建監測站20469個,監控覆蓋國土350萬平方千米。其中我部10171個站的全網運維上線率達99%,居于國際先進水平。每年獲取水位、水溫、水質監測數據近9000萬組,使我國地下水監測能力有了質的飛躍。完成全國地下水資源年度評價、特大城市地面沉降風險評價、全國地下水儲存量評價和戰略儲備區劃,研究編制國家水資源白皮書,面向國家、社會、學界提供高質量專業服務。
【青海】
按要求,每年10171個國家級監測井會進行2次常規巡護,對于平均海拔3500米以上的青海省來說,只有3到11月才是他們安全的維護時間。高原冰凍和大雪都會讓
青海省地質環境監測總站 張文穎:我們這個海拔水已經燒不開了,我們基本都帶饃饃咸菜為主,像這種天氣惡劣,氣壓低,還是很多隊員會出現高原反應。

經過短暫的休息,車隊繼續出發,來到海拔4600多米的個監測井的建設完成,全省地下水的動態變化現在可隨時調看。

青海省地質環境監測總站地下水監測室主任任永勝:這266組數據每天能產生6384組監測數據。我們對這6384組數據進行整編處理。然后通過這個網絡,然后實時傳輸給國家的那個地下室監測平臺連續四天(數據)異常,我們要派人員到現場去實施,去看去調的調查一下。
【甘肅】
這是1947年一位攝影愛好者拍攝的月牙泉,泉水豐盈。而在1997年勘探隊拍攝的照片上已經能看見裸露的泉底,一片狼藉,“月牙泉告急”的警報頻現人們視野。在人工淘沙和注水豐泉的方式均以失敗告終后,此后楊俊倉及他的同事們對泉水下降成因進行長達3年調查,經過對比勘探確定,月牙泉水位下降幅度達到82%,而周邊水域同樣下降了10.7米。
原甘肅省地質環境監測院副總工程師 楊俊倉:那么月牙泉為什么下降呢?就是因為整個敦煌盆地地下水在下降引起的。
經過甘肅近20年的產業結構調整,地下水限采等綜合治理的實施,如今的月牙泉面積已達到20多畝。作為整個治理中的重要一環,地下水位監測井在一期工程增加到20多眼。
原甘肅省地質環境監測院副總工程師 楊俊倉:地下水監測對這個全省的水資源包括敦煌地下水,它就是一個技術支撐。
上午8點半,甘肅省地質環境監測院辦公室在確認監測井的數據異常后,立刻聯系5組巡護隊中距武威民勤最近的劉勇。
甘肅省地質環境監測院黨群辦主任 劉勇:這邊是武威市164縣道南側,這周圍全是沙漠,也沒有信號,我們在這口監測井上安裝了北斗傳輸系統進行數據的傳輸。
東西橫跨1600公里的甘肅區域狹長,最南端緊鄰以水聞名的九寨溝,最西端緊靠以干旱著名的羅布泊,兩側自然風貌天壤之別,構造及其復雜,也正如此,在網絡覆蓋不到或信號較弱的區域,監測井的監測數據傳輸受到限制。

地下水監測一期工程中41個基于北斗傳輸的地下水自動監測站陸續在內蒙古、新疆、青海等特殊區域建成,打破信號傳輸的技術壁壘,最終實現了所有地下水監測數據的全自動化采集傳輸。
【河南】
在2022年7月遭遇百年一遇的暴雨侵襲后,為了保證監測設備及數據安全,河南省鄭州地質調查研究院的監測井巡護隊已經在全省監測點間連續工作三個多月,因為路橋被大水阻斷,工作開展的更加艱難。
河南省自然資源監測院水資源監測中心副主任 王帥:我們現在在內黃這邊,水比較深。
對于地下水的監測,河南比其他地區更加謹慎,作為黃淮海平原的代表,它的糧食總產量占據中國近十分之一,地下水甚至成為關乎國家糧食安全的保障。
河南省自然資源監測院水資源監測中心主任 潘登:我們分派出了六個檢測小組進行了一個統測,然后編制相關的圖件。這些圖件指導了我們省這些地礦單位打井進行了一個井位的指導。

國家地下水監測網二期已列入《水文現代化建設規劃》,作為“十四五”重點建設項目,將致力于應用現代井下水物理、水化學、水生物等觀測技術,建設高精高分、實時在線、智能運維、多維產出的新一代觀測系統。擬新建國家水資源觀象臺,通過觀測冰川、凍土、大氣降水、地表徑流、地下水等水循環界面通量,研究巖、土、水、氣、生等多圈層相互作用和互饋機制,提高對水循環演化規律和水資源形成機理的認知。
河南省自然資源監測院水資源監測中心副主任 王帥:(均衡試驗場)里面選取了我們河南5個不同地貌單元類型的實驗土柱把它填充起來,我們野外的地層微縮到我們實驗土柱當中,從而來模擬真實的地下水運移關系。

國家地下水監測工程凝聚著新中國三代水文和地質工作者的殷切期許和艱辛付出,推動了我國地下水科學研究范式的轉變,開創了地下水流場和循環演變過程的四維數字化構建技術,使我國地下水監測事業產生了質的飛躍,是標志著我國地下水監測工作邁入國際領先行列的里程碑。