人工补给地下水工程规划与补给措施

梅学嘉

摘 要：文章主要分析了人工补给地下水工程的规划和补给的具体措施，论述了如何采取人工补给的方法来进行地下水工程的规划，希望能够为今后的地下水工程提供参考。

关键词：地下水工程；人工补给；规划

一、地下水人工补给条件与方法

（一）补给条件

地下水人工补给区域主要分布于山前冲积平原、滨海地区、城市超采区、深层岩溶区以及由于干旱引起的地下水缺水区域。是否适宜采取地下水人工补给，主要取决于水文地质条件和水源条件。

实施地下水人工补给，必须考虑两方面的水文地质条件：一是含水层的渗透条件，二是含水层的储水空间。含水层的透水性将直接决定人工补给的效率。 利用降水、汛期洪水、河水以及水库弃水进行地下水人工补给是国内外最常用的补给方式，但在一些发达国家，城镇污水处理后的再生水及城市道路和屋面积水等非常规水源，在很多地区也是地下水补给的重要来源。充足的补给水源是实施地下水补给的重要条件，但由于地表水与地下水的物理化学特征有很大差异，用未经处理的地表水直接补给地下水，很大程度上会导致地下水水质恶化。

（二）补给方法

目前，国内外大量使用的人工补给方法为地面入渗法和管井注入法。

地面入渗法主要是利用天然的河床、沟道、洼地、草场或耕地，以及水库、坑塘、渠道或开挖水池等集（输）水工程设施，定期引、蓄地表水，利用地表水与地下水之间的水头差，使其自然渗漏补给地下含水层。该方法适用于地形平缓的山前冲（洪）积扇、冲积河谷、海岸沙丘、平原潜水含水层地区，以及一些基岩台地和岩溶河谷地区。地面入渗法要求地表土层具有较强的透水性，如砾石、砂土、亚砂土、裂隙等。

管井注入法是通过钻孔、坑道或大口径井直接将补给水源注入地下含水层的一种方法，主要适用于地面弱透水层较厚或因场地限制而不能修建地面入渗工程的地区，且适于补给承压含水层或埋藏较深的潜水含水层。此方法不受地形条件所限，也不受地面弱透水层的厚度和地下水位埋深等条件所限，此外，具有占地少，水量浪费少，不易受地面气候变化影响等优点。缺点是水量集中注入，井及其附近含水层流速较大，井管和含水层容易被阻塞；且对水质要求较高，需要专门的水处理设备、输配水系统及加压系统，工程投资和运转管理费用比较高。

二、地下水人工补给研究存在的问题与前瞻

（一）地下水人工补给研究存在的问题

地下水源的开发和利用不合理，导致一系列生态环境问题，给人类生命和财产造成严重损害。尽管地下水人工补给在理论、方法技术、试验、工程应用研究方面都进入一个新的发展阶段，但和生产实践的需要相比，还存在以下一些问题：（1）由于问题本身的复杂性，国内外地下水人工补给在理论研究上目前还没有实质性突破。（2）许多学者对地下水人工补给方法（方式）进行了系统的总结和创新性研究，但因专业知识的局限和地下水资源管理水平所限，对地下水人工补给方法（方式）的实用性、经济效益和管理办法缺乏深入系统研究，导致科研和生产在一定程度上脫离。（3）地下水人工补给的理论和方法研究需要通过大量试验来支撑。因各种原因，大多数学者的研究内容仅局限在补给过程中的淤积（塞）试验、补给效率试验、岩土层的净水机理等方面，也取得了一些认识，但实践中急需解决的一些针对理论研究的试验开展的很少。

（二）地下水人工补给研究前瞻

随着应用数学和地下水动力学的相互渗透，现代科学技术如系统论、系统工程、计算理论的输入，以及电算技术的广泛应用，地下水人工补给整体研究水平必将进入到新的高度。先进的测试技术和仪器设备可为研究地下水人工补给提供更加精确的观测数据，研究手段从过去的单一化向着多样化、综合化的方向发展。地下水人工补给模拟软件得到进一步开发，操作更方便。地下水人工补给研究成果的展示方式也由过去的图示化发展到数字化，再发展到网络化，有利于研究成果服务于社会。补给水源采用雨水、洪水、处理后污水等研究刚刚起步，其经济、环境效益前景看好。

三、地下水质保护问题

地下水人工回灌的早期，很少注意到水质的问题。近些年来随着环境问题的日益突出和环境科学研究的逐步深入，环境污染已引起越来越多的人们的关注。地下水作为人类极为宝贵的资源，是人们生活饮用水和工农业用水的最后保证。我国2/3的饮用水来自地下。与地表水相比，地下水一旦污染，存在着水质恢复费用昂贵，技术难度大，恢复周期漫长等突出的特点，因此世界各国在地下水保护方面都奉行“以防为主，重在保护”的原则。

在进行废水处理时，必须对土壤无法通过自净能力处理的污染水（如工农业废水、生活废水等）进行一些预处理，因为土壤的自净能力和河流的自净能力一样是有限的和有条件的，一般而言，土壤对主要污染因子的去除机制是：有机物经挥发、生物和化学降解等作用，悬浮固体经过滤，重金属和磷经吸附和沉淀，氮经吸附、硝化和反硝化，病原体经过滤、有为吸附、干燥、辐射而分别被去除。对土壤能通过自净处理的废水可直接进行人工回灌，这样人工补给地下水不仅能有效地贮存水资源，供缺水时使用，同时还能利用土壤的自净能力，对水中的某些有害物质进行有效的处理，正因如此近年来出现的废水人工回灌将可能达到污水处理和资源再利用的双重目的。

四、结语

综上所述，人工补给地下水工程实施过程中，首先要深入的分析补给的原则和具体的方法，其次才是科学采取补给的措施，只有这样才能够真正提高人工补给的水平。

参考文献

[1] 贺屹，彭翠华，刘燕.试论深层地下水人工补给——SPD人工补给系统[J].水文地质工程地质，2014（01）.

[2] 贺屹，彭翠华，刘燕.深层地下水SPD人工补给系统[J].地球科学与环境学报，2014（01）.