永定河地下水入渗回补影响研究

项目完成了水文地质补充调查、河道调查、地下工程调查、地下水位监测等工作，此外，施工了3组（16眼）地下水监测井，并进行了地下水取样分析；完成河道内渗坑试验两组、弥散试验一组、双环入渗试验六组；提出了永定河流域工程地质条件及环境地质条件控制下的地下水适宜水位；开展了山区段河水渗透对平原区地下水补给分析，建立了永定河各水文站流量多元统计方程；综合建立了永定河流域平原段地下水数值模拟模型及北京西山岩溶水数值模拟模型；进行了永定河平原段渗漏量对地下水影响的预测。 2100433B

依据水利部、河北省人民政府研究制定了《华北地下水超采综合治理河湖回补地下水试点方案》（2018-2019年），选定滹沱河、滏阳河、南拒马河三条河流先行开展地下水回补试点，为总体推进治理行动提供经验和示范。

据河北省水利厅介绍，试点河段补水工作2018年9月13日正式启动，2019年8月底结束，计划利用1年时间，补水7.5亿-10亿立方米，实现滹沱河、滏阳河、南拒马河三条重点河流生态水量有效增加，沿线地下水位普遍回升，河湖生态功能逐步恢复，水生态空间有所增加的目标。

补水期间，河北省要求各市、各单位把安全运行管理放在首位，严格执行河北省水利厅调度指令，未经省水利厅同意，3条河沿线所有引水闸门不得启闭。

与地表水库相比，地下含水层通常有巨大的储存空间，能够储存大量的水资源，并且不存在因水库损坏造成的垮堤或渗漏情况，因此地下水回补可以有效增加水资源的储存量和安全性；

通过MAR技术在地下水漏斗区回补水量修复地下水漏斗，从而遏制地面沉降甚至可以使原本沉降的地面逐渐抬高，从而减少因地面沉降或因不均匀沉降引起的地裂缝或地表建筑物的损毁等环境地质问题的发生；

在沿海地区由于海平面上升或地下水超采会引起海水入侵，通过MAR技术将地表过剩的淡水储存到地下来抬高地下水位，随着水位的不断抬升淡水压力不断增加，形成的淡水屏障不仅可以遏制海水入侵，还可以将已被入侵区域的地下咸水逐渐驱离，恢复为淡水；

由于水资源储存于地下，与地表水资源相比，可以有效避免强烈的地表蒸发造成的水资源浪费，并且受人类活动的影响较小；

可以有效避免因蚊虫等生物所携带的有害微生物或病毒进入水中繁殖传播疾病或因藻类等浮游生物的爆发造成水体污染；

地表水在向含水层入渗运移的过程中，其中的部分有害物质可以被含水层吸附，从而可以有效改善水质；

含水层具有可以改善水质的作用，并且可以满足法规要求的相关标准，增强公众对再生水转化为自来水的信心和接受程度。

美国加州南部洛杉矶奥兰治县，人们在1956年就发现，由于大量开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内陆海岸带达到5英里，急需加以防治，他们利用当地有利的地形和地质条件，将当年剩余的水资源和将污水处理后的达标水，甚至从其他水务局购买质高价低的水，采用河道和人工湖渗入，竖井回灌等地下水回灌技术，回灌到地下，储存在近地表的含水层中，这样不仅保存了珍贵的水资源，避免了无效蒸发，做到水资源的多年调蓄，使当地产水量达到总用水量的75%，并保证了水的年度和年际的稳定供给，同时也阻止了由于开采地下水而引起的海水倒灌 。

荷兰利用沿海沙丘进行人工回灌已有60多年历史，它的水资源开发模式是“引莱茵河水-净化-回灌至地下-抽出供水”。除此之外，还与日本合作在阿姆斯特丹地区开展帷幕灌浆工程修建地下水库，用以储存地下水和防治海水入侵 。

德国是欧洲开展再生水回灌较早的国家。德国回灌地下水主要有两种方法：一种是采用天然河岸渗漏；一种是修建渗池、渗渠、渗井等工程措施实施回补。20世纪60年代，德国就利用被污染的河水通过砂、砾石构成的河床实施地下水补给，通过与河道相隔一定距离的井取用循环后的地下水，取水量占总供水量的14%。德国柏林在20世纪70年代将经过生物净化的污水处理后进行地下水回灌，经地质净化后作为饮用水重新抽取出来。Langen市为解决地下水位下降问题，将污水处理厂的二级出水重新处理后，利用土壤渗滤回补地下水，该工程1979年投入运行 。

澳大利亚Mount Gambier市城市雨洪水通过市区500多眼排水井补给到非承压石灰岩含水层 ，这些井大部分都完全位于白云质灰岩含水层中，最终排泄到该市的城市供水水源地蓝湖，地下水年补给量500～650万m3，占蓝湖总补给量的 35%～ 55% 城市雨洪水增加了含水层的补给量，同时也增加了各种污染物的含量。Joanne Vanderzalm检测了城市雨洪水中24项污染物以及微量有机化合物、少量挥发性有机物，并对含水层补给风险进行评价，结果显示确定污染物在裂隙含水层的停留时间为500～18000d，参照微量污染物在潜水含水层降解半衰期的运移时间，并通过检验蓝湖的24项水质指标均满足饮用水标准，表明石灰岩含水层对城市雨洪水污染物具有一定的自然衰减作用，过去100多年的雨洪水径流排放未对蓝湖水质表现出任何可量度的损害 。

上海市在历史上由于大量开采地下水造成大面积沉降，城区最大地面沉降达到2.63米，对工业生产和城市建设造成了严重威胁。1958年，由于大量抽取地下水，地下水位下降至-35-40米，为了增加地下水补给量，抬高地下水位，上海棉纺厂工人利用废弃井（深95米，直径250mm）进行回灌试验，揭开了地下水人工补给的序幕，至1966年，共有七十多家工厂134口深井同时回灌，大大增加了地下水补给量，使地下水位抬高了十多米，夏季开采时，获得了原水温低的地下水，夏用期结束后，上海地面不但没有下沉，反而平均上升了6mm，这是十几年来连续下降后第一次出现上升现象，开始控制了上海的地面沉降 。

孟加拉湾沿岸海水入侵现象严重，13个村庄的居民为应对淡水资源短缺问题，他们应用ASR技术在由淤泥和黏土覆盖的浅层细-中沙承压含水层中回补淡水，这里一般的ASR项目是由一个19.5m3大的双室级配砂渗池组成，渗池的水通过带有开关和阀门的PVC管流入4-6个直径为30.5或56cm的井中，这些渗水井埋深在18-31米不等，13处ASR项目运行一年后的平均入渗量在3m3/d，11个项目的抽取量范围在5-40%，与回补的源水浊度100NTU相比，抽取的水浊度为5NTU；堵塞管理中，人工冲洗后回补效率可以恢复到年平均值以上；与源水相比，抽取的水中大肠杆菌数量大大减少，但仍可以在大约一半的样品中检测到；有三个ASR项目抽取的水中砷含量>100 μg/L，这就意味着砷的问题一定要认真对待并进一步研究 。2100433B