地下水人工补给的实践成果

地下水人工补给也称为地下水人工回灌，其实质就是借助某些工程设施，将地表水自流或用压力注入地下含水层，以增加地下水的补给量，稳定地下水位或对水资源进行季节之间及年度的调节，保证地下水的充分利用（谢乐云等，2003）。

8.1.2.1　国内外地下水人工补给发展历程

我国的地下水人工补给工作是从控制地面沉降开始的。20世纪60～70年代，人工回灌曾在我国风行一时，上海、北京、天津、杭州、西安、沈阳等许多城市都开展过地下水人工补给工作，主要是为了补给地下水，缓解供水紧张，同时也是东南沿海城市防止地面沉降和海水入侵的主要措施（武晓峰等，1998；张学真，2005）。1965年，上海市引黄浦江水，采用深井回灌方式向含水层补水，很好地解决了地面沉陷问题（Han Z S，2003）。

三江平原人工回灌地下水尚未大规模进行，但早在20世纪70年代初，中国科学院长春地理研究所就在三江平原农垦建三江分局前进农场等地进行了10年沼泽地井灌井排的试验示范，并取得部分科技成果。20世纪80年代以后，结合国家科技攻关课题“三江平原低湿综合治理与水资源合理利用模式研究”，出现了垂直方法地下水回灌模式（友谊农场和庆丰农场）和闸站沟井管洞缝综合地下水回灌模式（八五〇农场），都取得了较好的示范效果（赵卫等，2004）。

国外地下水人工补给具有悠久的历史，早在18世纪末19世纪初，欧洲的一些国家已经有了人工补给地下水。1821年在法国图卢兹市采用堤坝进行岸边淹浸来补给地下水。Pyne在1989年首次使用了“含水层储存和回用”（Aquifer Storage and Recovery，简称ASR）一词，现在对地下含水层的人工回灌和再利用国际上通称为ASR技术。美国、以色列、荷兰的ASR技术居于世界领先地位，加拿大、日本、澳大利亚、印度等国都在发展自己的ASR技术。约旦、科威特和摩洛哥等国都在进行着小规模的污水补给地下水工程（武晓峰等，1998；张学真，2005）。

8.1.2.2　地下水人工补给方法

目前，国内外经常采用的较为成熟的地下水人工补给方法主要有直接补给法和间接补给法（也成为诱导补给或激发补给）两种（田园等，1991），三江平原井灌水稻区在进行地下水人工补给实践时可以参考选用。

1.地下水人工直接补给法

（1）地表入渗补给法。一般采用坑塘、渠道、凹地、古河道、矿坑等地表工程设施及淹没灌溉等手段，使地表水自然渗透流入含水层，见图8.1（a）～（d）（《供水水文地质手册》编写组，1983）。直接补给法一般要求地表上层应有较好的透水性。北京从1984年开始，在潮白河地区利用水盆地入渗补给地下水，年补给量达到4×107～8×107m3/a，到1990年，该地区的地下水位已经上升了2～3m。青岛从1990年开始，在大沽河地区采用沟渠入渗补给地下水，使含水层得到有效恢复，确保了青岛市的地下水供给（Han Z S，2003）。塔里木河流域管理局为了挽救塔里木河下游尚存的生态植被，自2000年5月至2003年7月底，先后5次实施了由博斯腾湖及塔里木河干流向塔里木河下游的应急输水，自大西海子水库累计下泄水量1.38亿m3。由于接受了河道渗漏的补给，河道两侧1km范围内的地下水位有了较大幅度的上升（杨鹏年等，2005）。希腊从1994年开始，在色雷斯Xanthi平原的Kosynthos河地区利用一段古河道进行地下水补给，使得地下水位有较大幅度上升，有效地遏制了地下水的退化（Pliakas F等，(www.xing528.com)

2005）。

（2）井内灌注渗水补给。当含水层上部覆盖有弱透水层时，地表水入渗补给强度受到限制。为了使补给水体直接进入潜水或深部承压含水层，常采用管井、大口井、竖井和坑道灌水注入地下含水层。在城市内将再生的工业和生活用水储存于地下，因受场地限制也多采用管井回灌，见图8.1（e）。井内灌注补给包括自流回灌、真空回灌和压力回灌。北京市区从1981年开始，采用地表水、地下水、空调冷却弃水进行生产性深井人工回灌，到1999年累计回灌量为1.07亿m2，为城市节水和水资源的循环再利用作出了重要贡献（孙颖等，2001）。

2.地下水人工间接补给法——诱导补给法

诱导补给法是在河流或其他地表水体（如渠道、池塘、湖泊等）附近凿井，抽取地下水，使地下水位降低，从而增大地表水和地下水之间的水头差，诱导地面水大量渗入。此法一般在砂、卵石地层中效果较好，如图8.1（f）所示。

图8.1　地下水人工补给方法示意图

（a）灌溉补给；（b）水库补给；（c）水盆地补给；（d）渠道补给；（e）竖井灌注补给；（f）渠旁诱导补给