永定河地下水入滲回補(bǔ)影響研究

項目完成了水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查、河道調(diào)查、地下工程調(diào)查、地下水位監(jiān)測等工作，此外，施工了3組（16眼）地下水監(jiān)測井，并進(jìn)行了地下水取樣分析；完成河道內(nèi)滲坑試驗兩組、彌散試驗一組、雙環(huán)入滲試驗六組；提出了永定河流域工程地質(zhì)條件及環(huán)境地質(zhì)條件控制下的地下水適宜水位；開展了山區(qū)段河水滲透對平原區(qū)地下水補(bǔ)給分析，建立了永定河各水文站流量多元統(tǒng)計方程；綜合建立了永定河流域平原段地下水?dāng)?shù)值模擬模型及北京西山巖溶水?dāng)?shù)值模擬模型；進(jìn)行了永定河平原段滲漏量對地下水影響的預(yù)測。 2100433B

依據(jù)水利部、河北省人民政府研究制定了《華北地下水超采綜合治理河湖回補(bǔ)地下水試點(diǎn)方案》（2018-2019年），選定滹沱河、滏陽河、南拒馬河三條河流先行開展地下水回補(bǔ)試點(diǎn)，為總體推進(jìn)治理行動提供經(jīng)驗和示范。

據(jù)河北省水利廳介紹，試點(diǎn)河段補(bǔ)水工作2018年9月13日正式啟動，2019年8月底結(jié)束，計劃利用1年時間，補(bǔ)水7.5億-10億立方米，實現(xiàn)滹沱河、滏陽河、南拒馬河三條重點(diǎn)河流生態(tài)水量有效增加，沿線地下水位普遍回升，河湖生態(tài)功能逐步恢復(fù)，水生態(tài)空間有所增加的目標(biāo)。

補(bǔ)水期間，河北省要求各市、各單位把安全運(yùn)行管理放在首位，嚴(yán)格執(zhí)行河北省水利廳調(diào)度指令，未經(jīng)省水利廳同意，3條河沿線所有引水閘門不得啟閉。

與地表水庫相比，地下含水層通常有巨大的儲存空間，能夠儲存大量的水資源，并且不存在因水庫損壞造成的垮堤或滲漏情況，因此地下水回補(bǔ)可以有效增加水資源的儲存量和安全性；

通過MAR技術(shù)在地下水漏斗區(qū)回補(bǔ)水量修復(fù)地下水漏斗，從而遏制地面沉降甚至可以使原本沉降的地面逐漸抬高，從而減少因地面沉降或因不均勻沉降引起的地裂縫或地表建筑物的損毀等環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生；

在沿海地區(qū)由于海平面上升或地下水超采會引起海水入侵，通過MAR技術(shù)將地表過剩的淡水儲存到地下來抬高地下水位，隨著水位的不斷抬升淡水壓力不斷增加，形成的淡水屏障不僅可以遏制海水入侵，還可以將已被入侵區(qū)域的地下咸水逐漸驅(qū)離，恢復(fù)為淡水；

由于水資源儲存于地下，與地表水資源相比，可以有效避免強(qiáng)烈的地表蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi)，并且受人類活動的影響較??；

可以有效避免因蚊蟲等生物所攜帶的有害微生物或病毒進(jìn)入水中繁殖傳播疾病或因藻類等浮游生物的爆發(fā)造成水體污染；

地表水在向含水層入滲運(yùn)移的過程中，其中的部分有害物質(zhì)可以被含水層吸附，從而可以有效改善水質(zhì)；

含水層具有可以改善水質(zhì)的作用，并且可以滿足法規(guī)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)公眾對再生水轉(zhuǎn)化為自來水的信心和接受程度。

美國加州南部洛杉磯奧蘭治縣，人們在1956年就發(fā)現(xiàn)，由于大量開采地下水使地下水位降到海平面以下，造成太平洋海水入侵內(nèi)陸海岸帶達(dá)到5英里，急需加以防治，他們利用當(dāng)?shù)赜欣牡匦魏偷刭|(zhì)條件，將當(dāng)年剩余的水資源和將污水處理后的達(dá)標(biāo)水，甚至從其他水務(wù)局購買質(zhì)高價低的水，采用河道和人工湖滲入，豎井回灌等地下水回灌技術(shù)，回灌到地下，儲存在近地表的含水層中，這樣不僅保存了珍貴的水資源，避免了無效蒸發(fā)，做到水資源的多年調(diào)蓄，使當(dāng)?shù)禺a(chǎn)水量達(dá)到總用水量的75%，并保證了水的年度和年際的穩(wěn)定供給，同時也阻止了由于開采地下水而引起的海水倒灌 。

荷蘭利用沿海沙丘進(jìn)行人工回灌已有60多年歷史，它的水資源開發(fā)模式是“引萊茵河水-凈化-回灌至地下-抽出供水”。除此之外，還與日本合作在阿姆斯特丹地區(qū)開展帷幕灌漿工程修建地下水庫，用以儲存地下水和防治海水入侵 。

德國是歐洲開展再生水回灌較早的國家。德國回灌地下水主要有兩種方法：一種是采用天然河岸滲漏；一種是修建滲池、滲渠、滲井等工程措施實施回補(bǔ)。20世紀(jì)60年代，德國就利用被污染的河水通過砂、礫石構(gòu)成的河床實施地下水補(bǔ)給，通過與河道相隔一定距離的井取用循環(huán)后的地下水，取水量占總供水量的14%。德國柏林在20世紀(jì)70年代將經(jīng)過生物凈化的污水處理后進(jìn)行地下水回灌，經(jīng)地質(zhì)凈化后作為飲用水重新抽取出來。Langen市為解決地下水位下降問題，將污水處理廠的二級出水重新處理后，利用土壤滲濾回補(bǔ)地下水，該工程1979年投入運(yùn)行 。

澳大利亞Mount Gambier市城市雨洪水通過市區(qū)500多眼排水井補(bǔ)給到非承壓石灰?guī)r含水層 ，這些井大部分都完全位于白云質(zhì)灰?guī)r含水層中，最終排泄到該市的城市供水水源地藍(lán)湖，地下水年補(bǔ)給量500～650萬m3，占藍(lán)湖總補(bǔ)給量的 35%～ 55% 城市雨洪水增加了含水層的補(bǔ)給量，同時也增加了各種污染物的含量。Joanne Vanderzalm檢測了城市雨洪水中24項污染物以及微量有機(jī)化合物、少量揮發(fā)性有機(jī)物，并對含水層補(bǔ)給風(fēng)險進(jìn)行評價，結(jié)果顯示確定污染物在裂隙含水層的停留時間為500～18000d，參照微量污染物在潛水含水層降解半衰期的運(yùn)移時間，并通過檢驗藍(lán)湖的24項水質(zhì)指標(biāo)均滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)，表明石灰?guī)r含水層對城市雨洪水污染物具有一定的自然衰減作用，過去100多年的雨洪水徑流排放未對藍(lán)湖水質(zhì)表現(xiàn)出任何可量度的損害 。

上海市在歷史上由于大量開采地下水造成大面積沉降，城區(qū)最大地面沉降達(dá)到2.63米，對工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)造成了嚴(yán)重威脅。1958年，由于大量抽取地下水，地下水位下降至-35-40米，為了增加地下水補(bǔ)給量，抬高地下水位，上海棉紡廠工人利用廢棄井（深95米，直徑250mm）進(jìn)行回灌試驗，揭開了地下水人工補(bǔ)給的序幕，至1966年，共有七十多家工廠134口深井同時回灌，大大增加了地下水補(bǔ)給量，使地下水位抬高了十多米，夏季開采時，獲得了原水溫低的地下水，夏用期結(jié)束后，上海地面不但沒有下沉，反而平均上升了6mm，這是十幾年來連續(xù)下降后第一次出現(xiàn)上升現(xiàn)象，開始控制了上海的地面沉降 。

孟加拉灣沿岸海水入侵現(xiàn)象嚴(yán)重，13個村莊的居民為應(yīng)對淡水資源短缺問題，他們應(yīng)用ASR技術(shù)在由淤泥和黏土覆蓋的淺層細(xì)-中沙承壓含水層中回補(bǔ)淡水，這里一般的ASR項目是由一個19.5m3大的雙室級配砂滲池組成，滲池的水通過帶有開關(guān)和閥門的PVC管流入4-6個直徑為30.5或56cm的井中，這些滲水井埋深在18-31米不等，13處ASR項目運(yùn)行一年后的平均入滲量在3m3/d，11個項目的抽取量范圍在5-40%，與回補(bǔ)的源水濁度100NTU相比，抽取的水濁度為5NTU；堵塞管理中，人工沖洗后回補(bǔ)效率可以恢復(fù)到年平均值以上；與源水相比，抽取的水中大腸桿菌數(shù)量大大減少，但仍可以在大約一半的樣品中檢測到；有三個ASR項目抽取的水中砷含量>100 μg/L，這就意味著砷的問題一定要認(rèn)真對待并進(jìn)一步研究 。2100433B