浅谈给排水与生态环境保护

傅建刚

[摘要]：由于地下水的不合理排水和开采，导致排水，供水和生态环境保护之间的冲突越来越严重。解决问题的办法是保持地下水盆地输入和输出之间的长期动态平衡。解决方案必须保证生态环境质量。本文提出了排水，供水最佳结合的新思路和生态环境保护，以解决因整个组合系统的排水变化引起供水不稳定的问题。有些部门在解决排水冲突，供水和生态环境保护进行了系统的研究，并提出了一些最佳组合方案，这些计划可作为可持续发展战略的重要科学基础。

[关键词]：排水 ；供水与生态环境保护相结合；优化组合。

1、组合必要性分析

众所周知，华北煤层积水盆地矿井水文地质特征显示立体注水结构，由液压连接的多层含水层组成连同各种内部或外部边界，主要问题有以下几点：（1）盆地的煤炭储量受到水的威胁。例如在凤峰，邢台，焦作，淄博，淮北，淮南煤炭，矿区预计煤炭储量受到水危害的威胁分别高达52%，71%，40%，60%，48%和90%，这很明显是因水灾害造成的矿井现象严重。（2）煤层下水爆发事故，严重影响了安全生产。一些统计数据显示那里从1927年到1985年，共有17次水爆发生超过1立方米每秒的流量。（3）盆地煤矿区供水需求越来越难满足，原因不仅是因为干旱和半干旱的天气条件，还有大量的排水煤矿深度落后和非法开采水资源。像中国西部大片地区因地下水位下降导致荒漠化等其他很多生态问题。

这三个问题是相互矛盾的。为了解决问题确保安全采矿，满足水资源需求，减缓步伐生态环境恶化，有必要研究排水，供水和生态环境保护[1]。

2、研究的最新状态和问题

一些國家虽然对排水与供水相结合的研究很早就开始，他们的观念很简单，在研究中还有一些关于组合的理论与模式优缺点。中国的研究历史可以分为三个阶段。第一阶段是利用矿井水。一个世纪以前，矿井开始被用作供水矿山，但当时的利用规模和效率相当有限。第二阶段是一个综合的阶段：利用矿井水来防止水灾害。

3、三位一体系统

三位一体系统结合了排水，供水和生态环境质量保护。三位一体系统的整合与协调根据组合区分。该系统的整合意味着利用矿井和水泵下的排水水到地面上作为供水不同目的而不伤害生态环境质量。煤矿不仅是排水场，而且是供水来源。

系统的协调意味着为不同的供水渠建设一些供水来源，要确保地下水补给和生态环境质量。它提前拦截向地下充水的地下水，这不仅可以为消费者提供优质的地下水，达到降低目标矿井中的地下水位，也有效降低了排水和水的成本治疗，改变了传统的被动防范模式将地下水危害控制变为主动拦截。

为了三位一体系统的综合性，矿山和土地下的地表抽水井主要渗透到直接薄层岩溶含水层中采煤层，而对于系统的协调，浅层地表井主要为无渗透到非常厚的岩溶含水层。 因此，水文地质概念模型为系统涉及由不同内部边界液压连接的多层含水层。设立立体水文地质概念模型和相应的数学模型是解决系统管理问题的先决条件[2]。

三位一体制度的管理不仅考虑到降低地下水的排水系统和安全操作，也注意到供水子系统的需求和生态环境保护的质量变化子系统。 它们在整个组合系统中扮演着相同重要的角色。 它控制每个含水层的地下水头，以满足某些水头的安全并保证矿井和附近的一定数量的供水地区，但不得超过地下水的最低水位，这可能导致降低生态环境质量。

4、以矿井为例研究

基于这些问题，应考虑以下约束条件：

（1）含水层中地下水压力的安全采矿约束。共有三个典型行业的煤矿，即汉王矿，燕马庄矿，九里山矿。这些矿山的采矿水平升高是不同的，因为在中国科学定为汉王矿矿开采二级，燕山庄二矿开采二级，九里山矿为第一矿区。根据采矿经验，安全采矿状态下的地下水水位压力高度被认为是大约100-130米。因此，在三个管理步骤中，地下水位下降至少在三个矿井的含水层必须相当于安全的下降值防止矿井下的地下水危害，并保证其安全运行。（2）地质生态环境质量约束。为了防止地下水泄漏从上部多孔含水层进入底部，然后进一步向下渗透污染了薄层石灰石含水层在，地下水的位置底部多孔含水层的头部必须保持一定的高度，即地下水的下降它不允许超过最大值。（3）含水层浅层地表井的地下水头约束。浅地表井应渗透含水层，以避免地质环境危害，如岩溶崩塌和深层岩溶地下水污染。地下水位下降在含水层中，浅层地表水井不允许超过临界值。（4）含水层地下水源的工业供水约束。行业北部计划的火电厂所需的工业用水供应根据行业系统的综合设计，设计为1.5 m3 / s。为了满足水的需求，地下水源的工业用水量每个管理时间段的含水层必须至少等于1.5 m3 / s。（5）可用于抽象的地下水资源的最大限制。为了长期维持该地区地下水系统的平衡，避免任何因地下水头不断下降而造成有害结果。地下水的使用中不允许超过可用的地下水资源量。

这种情况不仅考虑了有效的保证优势矿井下人工浮游井和安全稳定的供水优势，也注重安全保障率低的矿山下的救援井下供水和大面积钻井。同时，在这种情况下，含水层的浅层地表井不但可以按计划为火力发电厂提供供水，也可以发挥对底层含水层进行脱水的重要作用，地下水的主要补给来源为矿山。如果矿山下的排水系统运行正常，这种情况就可以完全提供矿井下人工浮游井的有效脱水功能，使三位一体系统正常运行。但是，如果排水系统由于意外事故必须突然停止，这种情况仍然可以充分利用陆面抽水井和浅层地表井，并提高其排水率，以弥补三位一体制供水暂时不足，造成经济损失减少[3]。

5、结论

（1）排水，供水与生态环境保护的最佳组合研究在生态领域具有重要的理论意义和应用价值，解决供水不平衡与发展的各地供水来源和保护弱生态环境。（2）组合研究不仅涉及技术管理，也受到经济效益，社会，生态，环境质量的约束。（3）组合模式首次打破长期以来现有的封闭情况，政府部门在其下排水，供水生态环境保护从地质调查阶段到管理评估工作。经济上可以省去重复的地质调查和特别评估工作，节省了大量资金；在技术上，使用一个模型以弥补干扰并相互影响的地下水渗流场，保证计算精度高的预测、管理和评估工作。

[参考文献]：

[1]张闽.浅议市政给排水工程施工中质量的影响因素和项目质量控制[J].沿海企业与科技，2007（11）.

[2]朱穗斌.市政给排水工程施工管理要点分析 [J]. 科技信息 ： 科学教研 ， 2007（11）.