回灌

回灌

回灌是工程中的一種技術。用人工方法通過水井、砂石坑、古河道等,或利用鑽井修建補水工程,讓地下水自然下滲或將地表水注入地下含水層

基本介紹

  • 中文名:回灌
  • 外文名:recharge
  • 讀音:huí guàn
  • 形式:水井、砂石坑、古河道等
  • 作用:使地下水或地表水流入地下含水層
  • 學科:水文地質學
回灌目的,回灌水源,回灌方法,地表灌水回灌,河道和溝渠行水回灌,水庫、坑塘蓄水回灌,向井中注水回灌,發展前景,

回灌目的

回灌的意義主要有:①增加地下水資源。②控制和提高地下水水位,防止由於地下水水位大幅度下降導致水質惡化、地面下沉或海水入侵等不良後果。③冬季向地下灌注冷水,夏季開採用於冷卻降溫或夏季向地下灌注熱水,冬季開採用於取暖。④地表水常含有許多懸浮物、有機質和細菌,不符合供水要求,將地表水通過回灌,使之轉化為地下水,在其滲漏過程中,經過土壤的過濾和淨化作用,使水質得到淨化。⑤對於含鹽量過高或含有其他有害物質的地下水,通過打井、抽排劣質水、回灌優質水,可逐漸改善地下水質。⑥利用地下的巨大容積,調蓄河道部分洪水及非用水季節的徑流,代替修建地上水庫。⑦為開發石油和天然氣,向地下油、氣層注水,可保持油、氣壓力。⑧為防止地震和增加地熱資源等向地下注水。

回灌水源

當地降雨徑流、河川基流和洪水,經過淨化處理的生活污水和工業廢水等,凡能滿足回灌水質要求的均可作為回灌水源。
用於地下水回灌的水質,一般含重金屬及難以降解的有毒物質應不超過生活飲用水水質標準,以防污染地下水。當直接向井中注水回灌時,還要求水質低濁度、低鐵、低溶解氧、無細菌和有機物,以及不捨對井管和濾水器有腐蝕作用的物質。
回灌時地表水需經過簡易處理,其方法為:將地表水送入大水池,先使小顆粒泥沙沉澱;再送入加藥池,加入氯、硫酸鋁(10%溶液)、碳酸鈉(10%溶液),形成絮凝狀物質沉澱於池裡;然後經過沙過濾池和淨化池;淨化後的水即可用於回灌。

回灌方法

地下水回灌方法有多種,主要為利用地表灌水回灌,利用河道和溝渠行水回灌,利用水庫、坑塘蓄水回灌和向井中注水回灌。這些方法可單獨使用,也可配合使用。

地表灌水回灌

這類回灌又可分為兩種:①在生長作物的田塊或休閒地上,結合正常灌溉引地表水回灌,這種方法可減少地下水的開採量,本身就起著涵養地下水源的作用;引地表水灌溉,經各級渠道及灌水田塊的滲漏水也有補給作用。因此,在井灌區引地表水進行補充性灌溉,就是最有效和簡便易行的回灌方法.②汛期引洪,或在非灌溉季節引河川基流,專門進行地下水回灌。為了在有限的時間內補給大量的水,需選擇適宜的地形和滲透性強的地塊,作為回灌場地,修築引水渠和地邊埂,進行深水淹灌或大水漫灌。

河道和溝渠行水回灌

覆蓋著卵礫石、砂或沙土的乾河灘,地表廢棄的古河道,以及修建在沙土和壤土地區的灌溉渠系和排水溝道,都具有較強的滲水能力。利用這些溝渠行水,或構築工程蓄水,對沿岸地下水有顯著的補給作用。

水庫、坑塘蓄水回灌

在山丘區,利用溝谷地形修建山塘水庫;在平原地區,利用窪地修建平原水庫。其中有些工程可能由於庫區漏水,不具備蓄水的條件。但這類工程有攔洪、滯洪作用,滲漏的水還可補給周圍和下游地區的地下水。北京市房山區的天開水庫(中型山谷水庫)和大寧水庫(永定河盧溝橋下游右岸的平原水庫)即屬此類工程,對補給地下水有顯著作用。

向井中注水回灌

這是一種直接補給地下水的方式,占用場地小,適用於城市和工業區,也是補給深層承壓水的有效途徑。但是這種回灌方法由於井的濾水管過水麵積小,易堵塞,堵塞後清除也較困難,故回灌用水應加消毒、過濾處理。
(1)回灌井堵塞原因。①物理堵塞:即水中的泥沙和其他懸浮物堵塞了井的濾水器及含水層沙粒孔隙;或者由於回灌水流挾帶常在濾水器上形成堅硬的垢,阻塞過水。③生物化學堵塞:主要是由鐵細菌和硫酸還原細菌造成的。當地下水中有鐵細菌存在時,能加速濾水管的電化學腐蝕,形成棕紅色含水氫氧化鐵絮狀物、聚集在濾水管周圍,造成堵塞。
(2)回灌井堵塞處理方法。向井中注水回灌,一般都存在著隨著時間的延長,回灌流量逐漸衰減的現象,這就說明井內阻力增加,發生了堵塞問題。解決單純的物理堵塞可通過抽水洗井(俗稱回揚),使抽出的水變清,回灌能力即可恢復。故回灌井的工作方式常需灌、抽交替進行。對於化學堵塞,用一般的抽水洗井法不能消除,需加入一定量的鹽酸,使碳酸鈣沉澱物溶解,然後通過抽水解決。但鹽酸可腐蝕鋼管和鉛絲,使用時必須慎重。
(3)向井中注水的回灌裝置。當淨水池內水位高於回灌井內水位時,可用水平管或虹吸管將水流直接導入回灌井。用虹吸管連線,俗稱真空回灌,須在開始回灌時,先向管內充水排氣,方可使淨水池內的水流連續不斷地流向回灌井。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決。圖1是安裝深井泵的真空回灌管道裝置圖。
自流向回灌井注水,若井水位與地下水水位的水頭差較小,則回灌流量小,效率低。為了提高回灌效率,需對井水加壓。加壓的辦法是將井口密封,將加壓的水流從進水管導入回灌井。進水管接自來水管,或與從水源地(淨水池)抽水的水泵壓力水管連線。圖2是安裝深井泵的正壓回灌管路裝置圖。

發展前景

中國北方地區缺水,一些地區競相開採地下水解決城鄉供水和農田灌溉問題。2000年地下水源供水占總供水量40%以上的有京、晉、冀、魯、豫、遼、陝、內蒙古、黑等9省(自治區、直轄市),已經形成了許多處以城市為中心的大面積的地下水位區域下降漏斗,許多環境地質問題也隨之出現。因此,在這些地方開展地下水人工回灌勢在必行。另外,據北京市有關部門調查統計,該市城區和近郊區52個不同類型的工廠資料表明,其中空調冷卻棄水約占工業總用水量的74%。這部分棄水含雜質少,可以作為回灌水源。在城市以儲冷、儲熱為目的的地下水回灌,經濟效益顯著,經驗也已成熟。開展城市地下水人工回灌具有良好的發展前景。

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