地下水人工回灌的目的、方法和效益

李 萍 安 宏 张丽莉 / 安阳市计划节约用水办公室

地下水人工回灌的目的、方法和效益

李 萍 安 宏 张丽莉 / 安阳市计划节约用水办公室

地下水人工回灌是保护地下水资源的一项重要措施。本文重点介绍了地下水人工回灌的概念、目的，地下水人工回灌的操作方法以及提高回灌效益的方法。

地下水；人工回灌

地下水人工回灌就是借助于某些工程设施，将地面水直接或用人工诱导的方法引入地下含水层中去，以达到调节、控制和改造地下水体的目的。

一、地下水人工回灌的目的

地下水人工回灌的目的主要有：

1、补充地下水量、抬高地下水位，并增加孔隙水压力，增大浮托力，使土层产生回弹，起到控制地面沉降的作用。

2、回灌储能

利用冬灌或夏灌方法来改变原地下水温度，为工业在夏季或冬季开采地下水时，取得冷源或热源，是解决空调降温、冷却和取暖能源有效的方法。

3、改善地下水水质，使地下咸水淡化，降低矿化度

一般地下水质的氯化物含量、矿化度、硬度往往高于地表水。有的不适于饮用，有时也不能直接用于生产。此时，可采用回灌方法，用淡水回灌，使原来的地下水咸水质逐步淡化，其变化程度随回灌水水质和水量而异。这方法还可替代因受海水倒灌咸化后无法用于生产的地表水，即采用淡水回灌后，咸潮季节使用地下水。这方法已广泛用于发电厂、煤气厂、造纸厂、纺织厂等，取得了较明显的经济效益。

4、抬高地下水位、增加深井开采能力（指小时出水量），节约取水电耗、降低生产成本。

5、采用人工回灌井，造成地下淡水压力帷幕，阻拦沿海地区海水入侵，污染地下淡水水源。

6、采用高压回灌，增加天然气和石油地层的压力，配合油气生产，提高产量。

二、地下水人工回灌方法

（一）确定回灌方法的条件

地下水位埋深较深、渗透性能较好的含水层，滤网结构强度较差的老井，一般采用真空回灌法，即回灌水在重力作用下，被灌入井内，通过滤网渗透到含水层中去。这种方法，不易损坏滤网，但回灌量较少。其小时回灌量可选用该井小时出水量的四分之一到五分之一。

地下水位埋深较浅，渗透性能较差的含水层、滤网结构强度好的新井，一般采用压力回灌方法，即采用人工增压设施，利用水泵使泵管内回灌水压升高，进行强制回灌。用此方法回灌其小时回灌量可选用该井小时出水量的二分之一到三分之一。倘回灌过大，易使回填砂层级配冲乱，造成井出砂现象。

（二）回灌操作步骤

1、测量静水位、水温、记录回灌和回扬水表的读数。

2、开引水阀5～10mm，使水面上橡皮轴承得到润滑面后关闭引水阀，开启1号阀门。

3、开泵扬水使管内浑水、沉积物和空气排出，至水清为此，一般开10～20mm。井深大于200m时可适当延长扬水时间。测量动水位和抄录回扬水表读数。

4、关小1号阀门，开启2号进水阀至压力为0.1～0.15MPa时，停泵和关闭1号阀，测量真空度。

5、逐步开启1号阀和5号阀，开大2号阀，控制小时回灌量为该井小时出水量的三分之一到五分之一左右。回灌应由小逐步加大，决不能相反操作。否则易使滤网冲坏和填料层级配冲乱，造成透水性减小或出砂现象。

6、每天定时测定回灌水位、真空度或压力、回灌水量、回灌水温和回扬水量等资料，以便及时分析回灌井的参数变化规律。

7、每回灌24h，要回扬冲洗一、二次，以便及时将沉积物或胶状物排出，以疏通水路，保持正常回灌。

8、回灌冲洗后按2到6的步骤，继续第二次的回灌程序。在回灌过程中如发现有异常现象，如回灌量明显减少，回灌水位上升，动水位下降，回扬量增加等，则应停止回灌，或减少回灌量和增加回扬次数。如情况未能好转，则必须停止回灌，进行检查，找出毛病，进行修理。

三、提高地下水人工回灌效益的方法

地下水人工回灌效益系指采用管井对地下含水层进行合理的补给时，在保证回灌设备正常完好的运转条件下，达到地下水采、补平衡，使地下水资源处于动态平衡状态，对社会效益和环境效益起着积极的作用而言。而同时，开采动态下的水质得到改善；水量得到更大的满足；获取冷（或热）量进一步提高；以促进国民经济的发展。提高地下水人工回灌效益的方法如下。

1、回灌井结构应严格要求，详见本章第五节地下水人工补给。

2、充分利用天然的补给水条件，在考虑计划灌用前提下，寻求合理的临界水位，使今后各层水位在临界水位上下幅度进行波动，而不致引起沉降的后果。

3、充分发挥回灌储能的作用，在计划灌用的前提下，使各开采含水层的水位尽量保持在最小幅度内变动，以使各土层产生尽量小的残余变形值，以求地面沉降达到相对稳定。

4、在一定的水文地质与工程地质的条件下，充分考虑不同土层的结构状态及其沉降规律的差异，而实在不同的灌、采计划。

5、充分利用天然气温和制冷条件，提高回灌压力，以增加注水率，缩短灌期，延长井的寿命。

6、提高回灌水水质，必要时，可将回灌水预先经静电水质稳定器或磁化器处理，以防止回灌水氧化产生沉淀物，堵塞滤网，这样可提高注水率。

7、为了提高小时回灌量，可在低水头下进行回灌，采用平衡方法，这样可大大减少自然水头的流泄和自然沉降的趋势，从而可提高单位回灌量，含水层储冷（或热）量和对控制地面沉降都起着很好的作用。

8、为采冷源所需，降低回灌水水温是提高含水层储冷量效率的重要因素。但是，地下水人工回灌时应考虑多方面的因素，如为控制地面沉降，通过回灌使土层回弹，克服土层残余变形量，而应尽量增加回灌量，延长灌期，为此，须使回灌水温升高，这就要降低储冷效能。目前降低回灌水的温度的方法，通常采用冷却塔或用制冷机采用夜间低峰用电时来将回灌水先冷却降温后进行回灌，这样可大大提高储冷效能。

9、灌用井布局合理，避免井群干扰或污染地下水水质其井距可根据影响半径来确定，或根据回灌井所处的水文地质情况，按不同岩性定夺之。

李萍女 安阳市计划节约用水办公室 助理工程师。

安宏男 安阳市计划节约用水办公室 工程师。

张丽莉 女 安阳市计划节约用水办公室 馆员。