國外“水銀行”--水的地下儲備

時間：2006-11-05 來源： 作者：

    現在發達國家已經放棄了修建地表水庫來儲備水資源的傳統做法，而是越來越多的利用地下含水層廣闊的空間，建立“水銀行”，來調節和緩解供水的緊張局面。實踐證明含水層人工補給是一種可行的、費用低廉的解決供水的方法，它不但可以提供大量的可靠供水，在許多情況下，這種方法還改善了水質。
    人工補給的最主要目的是儲備地下水，在水短缺的時候提供水量以滿足用水需求。此外，人工補給還用于控制海水入侵；控制由地下水下降引起的地面沉降；維持河流的基流；保護生態環境；提高地下水水位，減少地下水的抽取費用。進行人工補給的另一重要目的是管理不斷增加的大量污水。地下水的人工補給將在污水的循環再利用方面起著重要的作用。特別是干旱和缺水的地方，污水是重要的補給源。下面介紹國外一些進行含水層人工補給的情況。另外，美國還實施了“含水層儲存恢復(ASR)工程計劃”。自80 年代以來，美國便開展了鉆孔補給含水層的恢復(ASR)工程。ASR是一套補給鉆孔，它們同時作為補給和恢復鉆孔。業已證明，ASR是一種非常成功和經濟有效的補給技術。到1993年9月，美國已運行的ASR系統有18個，正在建設之中的ASR系統有40多個。ASR系統一般比地表水庫提供水的單位費用要節省50%，有的ASR系統達90%。實踐證明，這些ASR系統不僅可以解決用水高峰期的水需求，還降低了DBP的濃度，從而改善了水質。水質不僅可以在人們熟知的土壤帶中通過細菌作用、吸附作用或其它物理和化學作用得以改善，而且在飽水的含水層中也可以得到明顯的改善。這是以往所沒有認識到的。
    考慮到含水層補給在供水和保護生態環境中的重要作用，歐洲供水聯合會(EUREAU)于1993年2－3月EUREAU的12個成員國(比利時、丹麥、法國、德國、希臘、荷蘭、英國、西班牙、愛爾蘭、意大利、盧森堡和葡萄牙)以及歐洲自由貿易國－瑞士和瑞典進行了問卷調查。調查結果)表明，AR在一些國家是地下水資源管理的重要組成部分。人工補給計劃越來越重要，人工補給工程在不斷地增加。已有的補給工程是成功的，可以持續地滿足用水需求。10個國家不同程度開展了AR工程或正在規劃工程。有些AR系統已成功運行近100年之久。瑞典、荷蘭和德國的AR工程在總供水中所占的份額相當高，分別是20%和15%。10%，有的州已達到了20%。在開展AR工程的國家和地區，AR工程的主要目的是供水。但同時還有改善生態環境的目的(如比利時、荷蘭和英國)。另外的目的還有改善水質(如法國和瑞士)，或防止海水入侵(如荷蘭和希臘)。AR工程普遍使用的補給方式是在大河兩岸的盆地利用河水進行地表入滲補給。一部分AR工程的補給源是湖水、運河水、池塘水、地下水(如丹麥)、泉水(如希臘)、以及處理的廢水(如丹麥)。
    荷蘭自50年代起在沿海人口稠密的城市地區開展了大規模的地下水補給工程。荷蘭進行地下水人工補給的主要目的是增大供水能力，減少地下水的持續下降和海水入侵。其次是利用廉價的、天然過濾消毒入滲系統提供衛生可靠的水資源。到1990年，地下水人工補給量達到了1.8億/年。其中96%的水是通過砂丘地區的入滲系統進行補給的。抽取的人工補給水占荷蘭總供水的15%。荷蘭政府將繼續擴大地下水人工補給工程的規模。但是，政府將根據保護生態環境的總方針，增大井灌補給，減少地表入滲補給，重新設計一些地表入滲系統，以減少地表補給工程對生態環境的影響。
    倫敦使用含水層的人工補給進行干旱水資源管理。Enfield/Haringcy 人工補給工程是Thames水務有限公司為緩解倫敦干旱缺水，滿足倫敦用水緊張局面的幾個地下水戰略工程的一項重要的舉措。該工程由新建的14口補給井和現有的9口補給井組成。能提供戰略水資源是90ML/d。提供的地下水水質滿足英國或歐共體的有關法規標準。該工程不僅可以提供大量的供水水源，還是連接補給鉆孔和水處理廠的新河保持不斷的水流，產生了很大的生態價值。這種目前一種最現代的供水方式。
     在干旱和半干旱的一些中東國家，對于利用城市污水進行地下水人工補給并不陌生。如在約旦、科威特和摩洛哥都在繼續著小規模的污水補給工程。特別是以色列的Dan補給工程的成功經驗更是引人矚目。該地下水補給工程是利用經三級處理的污水，通過入滲盆地對含水層進行補給。該工程不僅提供了大量的非飲用水，還提供理論部分飲用水。目前，沙特在其東部地區進行了一項全面的地下水補給工程可行性研究。目的是調查利用Dammam城市的污水在適宜的含水層進行補給的可能性，以緩解沙特嚴重的地下水枯竭。沙特初步結果表明，利用二級處理的污水進行地下水人工補給在技術和經濟上都是可行的。阿曼的水的持續利用主要取決于飄忽不定的降水和水的地下儲備。80年代初，阿曼政府開始進行地下補給工程。在海岸平原的沖積干谷地區通過地下補給壩截獲洪水，進行地下水人工補給。