地下水库水生态修复的应用范文

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1置换区的基本情况

置换区的范围是地下水库下游库区，大沙埠橡胶坝以下宫家岛水厂供水井影响区域，面积约5.7km2。根据《烟台市夹河地下水库水文工程地质勘察报告》，置换区地下水位-15m以上储存量约为1220万m3。

1.1截渗坝建成前后地下水水质变化情况据检测，地下水库截渗坝建成前，水库下游区地下水中Cl-含量较高。地下水库截渗坝建成运行后，经过多年的开采利用和水体自然交换，区内地下水Cl-含量总体呈下降趋势。说明一是截渗坝截渗效果明显；二是有集中开采的地段，由于人工开采及周边补给强度大，水体循环加快，地下水中Cl-含量下降较快，水质改善明显；三是在近坝址内侧等无人工开采的地段，靠水体自然循环，地下水中Cl-含量虽有所下降，但下降速率较慢。因此，对地下水库下游库区可通过人工强排强补，加快水体循环，以改善水质，进行水生态修复。

1.2截渗坝上下游地下水水质对比情况2009年地下水库截渗坝上下游地下水中Cl-含量西坝段上游为285.56～549.4mg/L，下游为634.9～1313.5mg/L；东坝段上游为410.6mg/L，下游为2278mg/L。说明截渗坝截渗效果明显，起到了“蓄淡阻咸”的作用。

1.3置换区地下水水质评价地下水库下游库区地下水化学类型自南向北由Cl•HCO3—Ca•Na•Mg水变为Cl—Na水，按《地下水质量标准》评价多为Ⅳ～Ⅴ类水。

2水体置换与补源工程方案

2.1置换目标置换区水体置换目标为地下水中Cl-含量小于150mg/L，达到地下水Ⅲ类水标准。

2.2置换抽水天数计算根据《烟台市城市供水应急工程宫家岛水厂水文地质勘察报告》，置换区平水年地下水天然补给量为4.4万m3/d，现有开采量为2.7万m3/d，地下水位-15m以上储存量约为1220万m3。方案规划抽水量6.0万m3/d，现有地下水开采量为2.7万m3/d，则每天抽水量合计为8.7万m3。按置换区地下水Cl-含量背景值为250mg/L，天然补给量中Cl-含量100mg/L，人工回灌补源水Cl-含量50mg/L，采用Cl-通量均衡公式进行计算。设置换抽水天数为X，则：置换区地下水储存量为1.22×1010L；抽水总量=8.7×107L•X；外围入渗补给量=4.4×107L•X；回灌补给量=（8.7-4.4）×107L•X。按置换目标Cl-含量150mg/L计算，所需抽水天数为113d。考虑置换过程存在复杂性，水位降至-15m，激发增加补给量，同时-15m以下咸水及含水层中吸附Cl-将向上扩散，因此，设计置换历时确定为140d。

2.3置换补源工程方案1）置换抽水井规模。按前述计算的抽水量和抽水时间，根据含水层的分布及抽水井的影响半径，按单井出水量2000m3/d，确定布置抽水井30眼（新打25眼，利用宫家岛水厂已有5眼），井深25～35m，抽水能力为6.0万m3/d。2）回灌补源渗井规模。置换区水体达到置换目标需抽水140d，30眼井抽水加现状已有的开采量2.7m3/d，置换期抽出水总量为1218万m3，地下水的天然补给总量为616万m3，其余602万m3靠人工渗井补源。本次在置换区相应河段，布设渗井258眼，渗井的入渗能力按每眼360m3/d考虑，258眼井入渗能力为9.29万m3/d，65d左右可完成对地下水的回补。3）抽水置换工序安排。进行置换抽水时，优先抽取高浓度的地下咸水，从而缩小咸水体污染范围，降低其污染能力，先从下游开始抽水，逐渐向上游推进，并尽可能疏干抽水，在抽水过程中，上游外围地下水向下游汇流。引渗补源在抽水后期进行，并跟踪进行水质监测，当抽水井中Cl-含量小于100～150mg/L时该井停止抽水。

3水体置换与补源工程实施

水体置换抽水自2010-04-20至2010-10-30基本完成，30眼置换井共运行9.7万台时，加现有开采量，累计抽水量为1248万m3，取Cl-含量分析样1546组，监测结果如下：自置换抽水以来，区内地下水中Cl-含量下降明显，总体呈波动下降趋势如图1示。25眼新井Cl-含量初始平均值为252.3mg/L，现状平均值为156.1mg/L，平均降低96.2mg/L，至2010-10-30，仅剩小沙埠村以东区域的J1、2、3、12井Cl-含量略超饮用水标准，分析原因为：一是本区域为外夹河古河道，含水层厚度大，上游有电厂南上坊水源地及西牟水厂，历年开采强度较大，截渗坝建成之前，为海水入侵较严重区域；二是本区域部分地段松散层下部基岩裂隙水为早期封存的苦咸水，置换井底部虽进行了封堵，但尚存在水力联系及互补关系；三是置换抽水历时较短，尚未完全完成对封存苦咸水的置换。

4结论与建议

1）对永福园地下水库建库前封存的苦咸水，利用已有资料进行水资源量计算和置换方案设计，与抽水置换历程相吻合，达到了预期目的，通过人工进行强排强补，加快水体循环，修复了水生态环境。2）应进一步加强库区地下水开采管理，并强化水质监测工作，发现异常立即进行原因分析，相应采取治理措施。

作者：王远林闫庆峰柳娜单位：烟台市水利建筑勘察设计院