地热水回灌

对以热水为主的热水型地热田，回灌困难最大，因为要回灌处理的废热水数量很大。在评价回灌方案时，要考虑回灌水的数量、温度和化学成分。实践证明，回灌废热水以保持热储层的压力和总开采量并不困难，重要的是不要因回灌温度较低的水而使生产井的水温降低。

选择合适的回灌方式是重要的。从平面布置上讲，回灌井的布置有“混杂排列”和“边对边排列”两种。前者是生产井和回灌井穿插排列，保持一定的距离；后者是生产井在一边，回灌井在另一边，中间有较远的距离。对这两种排列方式的优劣，专家们看法不一。有的专家支持边对边回灌方式，认为这种方式对裂隙热储层合适。热储层热导率大，水流速度快(已观测到示踪剂重现速度达100m/h)，生产井若离回灌井近，就会发生热干扰。但像巴黎盆地那种孔隙型热储层，生产井和回灌井成为对井，距离约为1km，计算表明，生产井温度可以保持30年，以后逐渐降低。温度下降是缓慢的，可能要5年才下降1~2℃。这些，都和热储有关。回灌井深度的选择也很重要，它可以比生产井浅、相同或深。在美国盖塞尔斯地热田，回灌井一度曾较浅，结果回灌进去的水又重新被开采出来；后来采用深层回灌，就没有发生上述情况。这可能是温度较低的回灌水比重大，容易向下运移的原因。回灌井浅，灌入的水向下流动正好进入生产井；反之，就不会影响生产井。总之，回灌方式的选择取决于地质、环境和经济等综合因素；但一般地说，边对边的、深一些的回灌井布局能避免热干扰。

中国北京城区地热田从1981年冬季开始进行采暖后的弃水回灌，取得了较好的效果。从一口生产井抽出36t/h、49℃的热水，经采暖后将36~38℃的回水灌入到距生产井350m远的回灌井。在灌入量为12~17t/h时，水位仅回升2.8m，在灌入1.2万t弃水后，经过8个月，热储层深度的水温恢复到49.5℃，两年来未发现周围生产井水温降低。由于中国华北地区采暖期为4个月，因而回灌对恢复井温是有利的条件。中国地热田的回灌工作尚处于试验阶段，成熟的经验不多；但是，有一点是清楚的，那就是要取得回灌的良好效果，搞清热储是十分必要的。近年开展较多的热储模型和数值模拟研究，能比较有效地建立回灌模型，预测回灌的效应。2100433B

地热水开采系统有不回灌和回灌两种：不回灌系统只设置开采井,抽出的地热水被送往用户,经利用后废弃；回灌系统设置开采井和回灌井，开采井抽出的水在用户放出热量后再返回回灌井，井和井之间保持一定距离，以免相互干扰。按利用方式分有直接利用和间接利用两种：直接利用是把地热水直接引入热用户系统；间接利用是通过表面式换热器，以地热水加热二次水,二次水进入热用户系统循环供热。图1为单井直接利用的地热水供热系统，其优点是系统简单，基建投资少，但大量开采会由于地下水补给不足而使水位逐年下降，以及由于地热水中含有硫化氢等成分而对系统的管道和设备造成腐蚀。图2为对井间接利用的地热水供热系统，其优点是排水回灌能保持地下含水层水位不下降，换热器后的用热系统的管道和设备不受腐蚀,从而可延长使用寿命和减少维修费用,但系统较复杂，基建投资较高。

为了掌握回灌的效果, 及时发现回灌引起的不利影响, 应该对开展回灌的地热田进行更为严格的监测。对于回灌井, 需要观测回灌的水量、水温、井口压力(水位)和水质。对于开采井, 观测项目包括开采量、出水温度、压力(水位)和出水的水质, 还要监测示踪剂的浓度。此外, 还应对周围的地热井进行监测, 除了正常的水量、水温、压力和水质监测外, 也应采取一些水样监测示踪剂的浓度。当回灌停止或暂停时, 应以一定的时间间隔测量回灌井和开采井内的温度剖面, 以观测回灌井停灌后的升温情况和开采井中可能的冷却。

根据监测数据可以发现回灌的短期效果, 要研究回灌的长期效果就需要建立适当的模型。一种较为简单适用的模型就是根据示踪试验得到的参数, 求取解析解。对于复杂的情况, 需要建立数值模型。

地下水回灌方法有多种，主要为利用地表灌水回灌，利用河道和沟渠行水回灌，利用水库、坑塘蓄水回灌和向井中注水回灌。这些方法可单独使用，也可配合使用。

地下水回灌地表灌水回灌

这类回灌又可分为两种：①在生长作物的田块或休闲地上，结合正常灌溉引地表水回灌，这种方法可减少地下水的开采量，本身就起着涵养地下水源的作用；引地表水灌溉，经各级渠道及灌水田块的渗漏水也有补给作用。因此，在井灌区引地表水进行补充性灌溉，就是最有效和简便易行的回灌方法．②汛期引洪，或在非灌溉季节引河川基流，专门进行地下水回灌。为了在有限的时间内补给大量的水，需选择适宜的地形和渗透性强的地块，作为回灌场地，修筑引水渠和地边埂，进行深水淹灌或大水漫灌。

地下水回灌河道和沟渠行水回灌

覆盖着卵砾石、砂或沙土的干河滩，地表废弃的古河道，以及修建在沙土和壤土地区的灌溉渠系和排水沟道，都具有较强的渗水能力。利用这些沟渠行水，或构筑工程蓄水，对沿岸地下水有显著的补给作用。

地下水回灌水库、坑塘蓄水回灌

在山丘区，利用沟谷地形修建山塘水库；在平原地区，利用洼地修建平原水库。其中有些工程可能由于库区漏水，不具备蓄水的条件。但这类工程有拦洪、滞洪作用，渗漏的水还可补给周围和下游地区的地下水。北京市房山区的天开水库（中型山谷水库）和大宁水库（永定河卢沟桥下游右岸的平原水库）即属此类工程，对补给地下水有显著作用。

地下水回灌向井中注水回灌

这是一种直接补给地下水的方式，占用场地小，适用于城市和工业区，也是补给深层承压水的有效途径。但是这种回灌方法由于井的滤水管过水面积小，易堵塞，堵塞后清除也较困难，故回灌用水应加消毒、过滤处理。

(1)回灌井堵塞原因。①物理堵塞：即水中的泥沙和其他悬浮物堵塞了井的滤水器及含水层沙粒孔隙；或者由于回灌水流挟带常在滤水器上形成坚硬的垢，阻塞过水。③生物化学堵塞：主要是由铁细菌和硫酸还原细菌造成的。当地下水中有铁细菌存在时，能加速滤水管的电化学腐蚀，形成棕红色含水氢氧化铁絮状物、聚集在滤水管周围，造成堵塞。

(2)回灌井堵塞处理方法。向井中注水回灌，一般都存在着随着时间的延长，回灌流量逐渐衰减的现象，这就说明井内阻力增加，发生了堵塞问题。解决单纯的物理堵塞可通过抽水洗井（俗称回扬），使抽出的水变清，回灌能力即可恢复。故回灌井的工作方式常需灌、抽交替进行。对于化学堵塞，用一般的抽水洗井法不能消除，需加入一定量的盐酸，使碳酸钙沉淀物溶解，然后通过抽水解决。但盐酸可腐蚀钢管和铅丝，使用时必须慎重。

(3)向井中注水的回灌装置。当净水池内水位高于回灌井内水位时，可用水平管或虹吸管将水流直接导入回灌井。用虹吸管连接，俗称真空回灌，须在开始回灌时，先向管内充水排气，方可使净水池内的水流连续不断地流向回灌井。向井中注水回灌常需先抽水清淤。故回灌井均各有水泵。虹吸回灌的管道充水，亦可用回灌井中的水泵解决。图1是安装深井泵的真空回灌管道装置图。

自流向回灌井注水，若井水位与地下水水位的水头差较小，则回灌流量小，效率低。为了提高回灌效率，需对井水加压。加压的办法是将井口密封，将加压的水流从进水管导入回灌井。进水管接自来水管，或与从水源地（净水池）抽水的水泵压力水管连接。图2是安装深井泵的正压回灌管路装置图。