人工補(bǔ)給地下水工程規(guī)劃與補(bǔ)給措施

梅學(xué)嘉

摘 要：文章主要分析了人工補(bǔ)給地下水工程的規(guī)劃和補(bǔ)給的具體措施，論述了如何采取人工補(bǔ)給的方法來進(jìn)行地下水工程的規(guī)劃，希望能夠?yàn)榻窈蟮牡叵滤こ烫峁﹨⒖肌?/p>

關(guān)鍵詞：地下水工程；人工補(bǔ)給；規(guī)劃

一、地下水人工補(bǔ)給條件與方法

（一）補(bǔ)給條件

地下水人工補(bǔ)給區(qū)域主要分布于山前沖積平原、濱海地區(qū)、城市超采區(qū)、深層巖溶區(qū)以及由于干旱引起的地下水缺水區(qū)域。是否適宜采取地下水人工補(bǔ)給，主要取決于水文地質(zhì)條件和水源條件。

實(shí)施地下水人工補(bǔ)給，必須考慮兩方面的水文地質(zhì)條件：一是含水層的滲透條件，二是含水層的儲(chǔ)水空間。含水層的透水性將直接決定人工補(bǔ)給的效率。 利用降水、汛期洪水、河水以及水庫(kù)棄水進(jìn)行地下水人工補(bǔ)給是國(guó)內(nèi)外最常用的補(bǔ)給方式，但在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，城鎮(zhèn)污水處理后的再生水及城市道路和屋面積水等非常規(guī)水源，在很多地區(qū)也是地下水補(bǔ)給的重要來源。充足的補(bǔ)給水源是實(shí)施地下水補(bǔ)給的重要條件，但由于地表水與地下水的物理化學(xué)特征有很大差異，用未經(jīng)處理的地表水直接補(bǔ)給地下水，很大程度上會(huì)導(dǎo)致地下水水質(zhì)惡化。

（二）補(bǔ)給方法

目前，國(guó)內(nèi)外大量使用的人工補(bǔ)給方法為地面入滲法和管井注入法。

地面入滲法主要是利用天然的河床、溝道、洼地、草場(chǎng)或耕地，以及水庫(kù)、坑塘、渠道或開挖水池等集（輸）水工程設(shè)施，定期引、蓄地表水，利用地表水與地下水之間的水頭差，使其自然滲漏補(bǔ)給地下含水層。該方法適用于地形平緩的山前沖（洪）積扇、沖積河谷、海岸沙丘、平原潛水含水層地區(qū)，以及一些基巖臺(tái)地和巖溶河谷地區(qū)。地面入滲法要求地表土層具有較強(qiáng)的透水性，如礫石、砂土、亞砂土、裂隙等。

管井注入法是通過鉆孔、坑道或大口徑井直接將補(bǔ)給水源注入地下含水層的一種方法，主要適用于地面弱透水層較厚或因場(chǎng)地限制而不能修建地面入滲工程的地區(qū)，且適于補(bǔ)給承壓含水層或埋藏較深的潛水含水層。此方法不受地形條件所限，也不受地面弱透水層的厚度和地下水位埋深等條件所限，此外，具有占地少，水量浪費(fèi)少，不易受地面氣候變化影響等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是水量集中注入，井及其附近含水層流速較大，井管和含水層容易被阻塞；且對(duì)水質(zhì)要求較高，需要專門的水處理設(shè)備、輸配水系統(tǒng)及加壓系統(tǒng)，工程投資和運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用比較高。

二、地下水人工補(bǔ)給研究存在的問題與前瞻

（一）地下水人工補(bǔ)給研究存在的問題

地下水源的開發(fā)和利用不合理，導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問題，給人類生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。盡管地下水人工補(bǔ)給在理論、方法技術(shù)、試驗(yàn)、工程應(yīng)用研究方面都進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段，但和生產(chǎn)實(shí)踐的需要相比，還存在以下一些問題：（1）由于問題本身的復(fù)雜性，國(guó)內(nèi)外地下水人工補(bǔ)給在理論研究上目前還沒有實(shí)質(zhì)性突破。（2）許多學(xué)者對(duì)地下水人工補(bǔ)給方法（方式）進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和創(chuàng)新性研究，但因?qū)I(yè)知識(shí)的局限和地下水資源管理水平所限，對(duì)地下水人工補(bǔ)給方法（方式）的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)效益和管理辦法缺乏深入系統(tǒng)研究，導(dǎo)致科研和生產(chǎn)在一定程度上脫離。（3）地下水人工補(bǔ)給的理論和方法研究需要通過大量試驗(yàn)來支撐。因各種原因，大多數(shù)學(xué)者的研究?jī)?nèi)容僅局限在補(bǔ)給過程中的淤積（塞）試驗(yàn)、補(bǔ)給效率試驗(yàn)、巖土層的凈水機(jī)理等方面，也取得了一些認(rèn)識(shí)，但實(shí)踐中急需解決的一些針對(duì)理論研究的試驗(yàn)開展的很少。

（二）地下水人工補(bǔ)給研究前瞻

隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)和地下水動(dòng)力學(xué)的相互滲透，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如系統(tǒng)論、系統(tǒng)工程、計(jì)算理論的輸入，以及電算技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地下水人工補(bǔ)給整體研究水平必將進(jìn)入到新的高度。先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和儀器設(shè)備可為研究地下水人工補(bǔ)給提供更加精確的觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究手段從過去的單一化向著多樣化、綜合化的方向發(fā)展。地下水人工補(bǔ)給模擬軟件得到進(jìn)一步開發(fā)，操作更方便。地下水人工補(bǔ)給研究成果的展示方式也由過去的圖示化發(fā)展到數(shù)字化，再發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)化，有利于研究成果服務(wù)于社會(huì)。補(bǔ)給水源采用雨水、洪水、處理后污水等研究剛剛起步，其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益前景看好。

三、地下水質(zhì)保護(hù)問題

地下水人工回灌的早期，很少注意到水質(zhì)的問題。近些年來隨著環(huán)境問題的日益突出和環(huán)境科學(xué)研究的逐步深入，環(huán)境污染已引起越來越多的人們的關(guān)注。地下水作為人類極為寶貴的資源，是人們生活飲用水和工農(nóng)業(yè)用水的最后保證。我國(guó)2/3的飲用水來自地下。與地表水相比，地下水一旦污染，存在著水質(zhì)恢復(fù)費(fèi)用昂貴，技術(shù)難度大，恢復(fù)周期漫長(zhǎng)等突出的特點(diǎn)，因此世界各國(guó)在地下水保護(hù)方面都奉行“以防為主，重在保護(hù)”的原則。

在進(jìn)行廢水處理時(shí)，必須對(duì)土壤無法通過自凈能力處理的污染水（如工農(nóng)業(yè)廢水、生活廢水等）進(jìn)行一些預(yù)處理，因?yàn)橥寥赖淖詢裟芰秃恿鞯淖詢裟芰σ粯邮怯邢薜暮陀袟l件的，一般而言，土壤對(duì)主要污染因子的去除機(jī)制是：有機(jī)物經(jīng)揮發(fā)、生物和化學(xué)降解等作用，懸浮固體經(jīng)過濾，重金屬和磷經(jīng)吸附和沉淀，氮經(jīng)吸附、硝化和反硝化，病原體經(jīng)過濾、有為吸附、干燥、輻射而分別被去除。對(duì)土壤能通過自凈處理的廢水可直接進(jìn)行人工回灌，這樣人工補(bǔ)給地下水不僅能有效地貯存水資源，供缺水時(shí)使用，同時(shí)還能利用土壤的自凈能力，對(duì)水中的某些有害物質(zhì)進(jìn)行有效的處理，正因如此近年來出現(xiàn)的廢水人工回灌將可能達(dá)到污水處理和資源再利用的雙重目的。

四、結(jié)語

綜上所述，人工補(bǔ)給地下水工程實(shí)施過程中，首先要深入的分析補(bǔ)給的原則和具體的方法，其次才是科學(xué)采取補(bǔ)給的措施，只有這樣才能夠真正提高人工補(bǔ)給的水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀屹，彭翠華，劉燕.試論深層地下水人工補(bǔ)給——SPD人工補(bǔ)給系統(tǒng)[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2014（01）.

[2] 賀屹，彭翠華，劉燕.深層地下水SPD人工補(bǔ)給系統(tǒng)[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014（01）.