工程介紹,發展狀況,技術措施,
工程介紹
調蓄水資源是解決這些矛盾的重要途徑之一。除了利用江河湖泊等天然地表水體外，世界各國愈來愈多地通過修建水庫調蓄水資源。近幾十年來，我國修建了很多地表水庫，這些水庫在防洪抗旱方面發揮了重要作用，並帶來了巨大的經濟利益。與此同時，修建地表水庫也出現了不少問題。例如：庫區泥沙淤積降低了水庫調蓄能力，甚至導致水庫壅水淤積、洪災加劇（如三門峽水庫）；乾旱半乾旱地區，水庫蒸發損失造成水資源的巨大浪費；水庫壅水及水庫滲漏導致庫區地下水位抬升，引起次生沼澤化和鹽漬化，觸發滑坡崩塌，破壞洄游魚類的生態環境；庫區移民造成了沉重的社會經濟負擔等。
基於以上原因，已開發國家正在放棄修建地表水庫調蓄水資源的傳統做法，甚至考慮拆除一些已建水庫，轉而利用地下含水層——地下水庫工程（ASR--aquifer storage and recovery）調蓄水資源。地下水庫工程將水蓄存在地下岩土的空隙中，可以避免因修建地表水庫引起的負效應，就蓄水能力來說造價也遠遠低於同等規模的地表水庫。修建地下水庫，還可以多方面改善生態環境。例如，通過人工補給含水層抬升地下水位，可以消減因地下水超采形成的降落漏斗，緩解地面沉降，減少由於抽水引起不均勻沉降導致的地裂縫，阻止海水入侵，恢復濕地面積，緩解土地荒漠化、沙漠化等。
總之，利用地下水庫調蓄水資源，可以對含水層有計畫的補給與回採，實現含水層的可持續利用，並有效改善生態環境。由於我國能源缺乏而水能豐富，降水分布不均，因此，利用地表水庫發電、防洪與調蓄水資源，仍有必要；與此同時，有必要大力發展地下水庫。
發展狀況
作為一種有效的、環保的、經濟的地下開發工程，地下水庫工程在國外發展很快。對於該類型的地下開發工程，國外常用的提法是“含水層人工補給”或“含水層儲存與回採（ASR--aquifer storage and recovery）”，而在我國則被稱之為地下水庫工程。
美國正在實施“含水層儲存回採ASR工程計畫”，到2002年7月，正在運行的ASR系統共有56個,而建成的系統則有100個以上。僅佛羅里達州南部，在墨西哥海灣沿岸已經修建了26個ASR工程，約有330口ASR井；下一步，該州將會在內陸湖Okeechobee周圍修建ASR工程。如今，ASR工程是美國CERP（Comprehensive Everglades Restoration Plan——綜合濕地恢復計畫）的重要組成部分。美國國家研究理事會水科學與技術委員會和美國地質調查局水資源研究分委會，還把“含水層儲存與回採ASR工程”作為“區域和全國尺度地下水系統調查”最優先資助領域之一。
瑞典、荷蘭、德國、澳大利亞、日本、伊朗等國，都在實施地下水人工補給，以解決國內水資源短缺問題。瑞典、荷蘭和德國的人工補給含水層工程，在總供水中所占的份額分別達到20%、15%和10%。20世紀50年代起，荷蘭在沿海人口稠密的城市地區開展了大規模的地下水人工補給工程；到1990年，地下水人工補給量達到了1.8億立方米/a。
我國也已經開始實施地下水庫調蓄工程，如北京西郊、山東龍口、大連旅順等地都已經修建了地下水庫，積累了一些經驗，但是尚未取得較大成效。處於永定河沖洪積扇中上部的北京西郊地下水庫，是個多年調節型地下水庫。該地下水庫利用舊河道、平原水庫、深井、廢棄砂石坑進行回灌，取得了一定的效果，使得永定河河床地下水位上升2～3m。山東龍口黃水河地下水庫,建成於1995年，是國內第一個設計功能較為完整的地下水庫，通過修建攔河閘、地下壩及大量引滲設施，聯合調蓄地表水與地下水；據估算，此工程每年可增加地下水1193.4萬～5967.0萬立方米（不同來源的資料，所提供的地下水增量很不一致，此值僅供參考），起到了阻斷海水入侵的作用，同時也改善了庫區的生態環境。
但是迄今為止，我國利用地下水庫工程技術調蓄水資源的工作僅局限於個別地區，已經修建的地下水庫報導較少，尚未形成示範工程。因此有必要充分理解其意義，總結國內外經驗，有計畫、分步驟、講究實效地加以系統推廣。
地下水庫的優勢 一是建設成本低,工程不占地、不移民,通過“一截一蓄”,達到蓄水功能； 二是工程更安全,和地面水庫相比,地下水庫沒有垮壩的危險,對周邊生態環境不會造成破壞； 三是綜合效益顯著,地下防滲牆工程的實施,能夠有效阻斷海水倒灌路徑,起到防治海水侵染的作用,改善兩城河入海口區域的生態環境,推動兩城河口國家級濕地公園的建設；
通過攔蓄地表水、調節地下水,能夠形成一座中型水庫的儲水量,一定程度上彌補我市水資源不足的問題。
技術措施
地下水庫工程蓄水的形式主要分為有壩地下水庫和無壩地下水庫兩種。是否需要修築地下壩，取決於當地的水文地質條件。一般來說，平原地區地勢平坦，地下水水力梯度小，流速慢，或者是一個完整的地下含水層，可以不用修築地下壩。在地下水流速快（如山前沖洪積扇帶），或者有海水入侵威脅時，則往往需要修築地下壩。
相比於地表水庫，地下水庫“肚大口小，能容難進”。因此，採取各種措施增強地下水庫的進水能力，是成功建立地下水庫的關鍵。
如今，國內外採取的含水層人工補給方法主要有三種：地表入滲系統，人工滲透帶和灌注井。地表入滲系統一般適用於對潛水含水層的人工補給，需要一定的地面作為蓄水入滲池，通過滲透層補給含水層(圖1)；當含水層上方缺乏良好滲透層時，對於上覆弱透水層比較薄的承壓含水層或地下水埋藏較深的潛水含水層，需要開挖滲透溝渠或設定滲透砂井，製造人工滲透帶增加入滲（圖2）；當承壓含水層上覆弱透水層較厚時，可以採用管井進行灌注（灌注井法），由於灌注井法補給的水沒有經過土壤滲透層的淨化，要求灌注的水具有良好的水質，以免造成含水層污染。通常這三種方法都是綜合使用的，以求達到對含水層的最有效補給；例如，圖3所示的地下水補給系統便是由地表入滲系統和灌注井組成的。
值得注意的是，由於地表水中含有懸浮物質、營養物質、有機碳等，不論採用哪一種措施進行地下水人工補給，都會遇到滲透層堵塞的難題。因此，對於補給水源的預處理就顯得很重要。
