地下水回灌

採用人工措施將地表水或其他水源的水注入地下以補充地下水，又稱地下水人工回灌、地下水人工補給。

基本介紹

• 中文名：地下水回灌
• 外文名：artificial recharge to groundwater
• 目的：淡水資源的再生利用
• 注意事項：應當採取可靠回灌措施

發展

20世紀60年代以來，隨著水資源供需矛盾和環境問題日益突出，世界各國開展地下水人工回灌的工作發展得很快。1970年在英國里丁(Riding)召開了地下水人工回灌討論會。1973年，在美國紐奧良召開了地下廢液管理與人工回灌地下水的國際學術討論會。據統計，人工回灌地下水的數量占地下水開採量的比例為：德國為30%，瑞士為25%，美國為24%，荷蘭為22%，瑞典為15%，英國為12%。中國從20世紀50年代開始研究以儲冷為目的的地下水人工回灌工作。至60年代，上海市用人工回灌地下水來控制地面沉降和儲冷、儲熱。70年代以來，華北平原地區由於大量開採地下水，使地下水水位大面積持續下降，形成了30多處地下水位區域下降漏斗，產生了一系列環境問題。為此，在北京、天津二市和河南、河北、山東三省的城鄉地區，相繼開展了淺層地下水和深層承壓地下水的回灌試驗；河北省在南宮市開展了利用古河道的含水層作為地下水庫、人工回灌、調蓄河道洪水的試驗研究。1979年10月，中國地質學會在北京召開了人工回灌地下水學術討論會。

回灌目的

地下水回灌的意義主要有：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。