地下水庫水生態修復的應用范文

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1置換區的基本情況

置換區的范圍是地下水庫下游庫區，大沙埠橡膠壩以下宮家島水廠供水井影響區域，面積約5.7km2。根據《煙臺市夾河地下水庫水文工程地質勘察報告》，置換區地下水位-15m以上儲存量約為1220萬m3。

1.1截滲壩建成前后地下水水質變化情況據檢測，地下水庫截滲壩建成前，水庫下游區地下水中Cl-含量較高。地下水庫截滲壩建成運行后，經過多年的開采利用和水體自然交換，區內地下水Cl-含量總體呈下降趨勢。說明一是截滲壩截滲效果明顯；二是有集中開采的地段，由于人工開采及周邊補給強度大，水體循環加快，地下水中Cl-含量下降較快，水質改善明顯；三是在近壩址內側等無人工開采的地段，靠水體自然循環，地下水中Cl-含量雖有所下降，但下降速率較慢。因此，對地下水庫下游庫區可通過人工強排強補，加快水體循環，以改善水質，進行水生態修復。

1.2截滲壩上下游地下水水質對比情況2009年地下水庫截滲壩上下游地下水中Cl-含量西壩段上游為285.56～549.4mg/L，下游為634.9～1313.5mg/L；東壩段上游為410.6mg/L，下游為2278mg/L。說明截滲壩截滲效果明顯，起到了“蓄淡阻咸”的作用。

1.3置換區地下水水質評價地下水庫下游庫區地下水化學類型自南向北由Cl•HCO3—Ca•Na•Mg水變為Cl—Na水，按《地下水質量標準》評價多為Ⅳ～Ⅴ類水。

2水體置換與補源工程方案

2.1置換目標置換區水體置換目標為地下水中Cl-含量小于150mg/L，達到地下水Ⅲ類水標準。

2.2置換抽水天數計算根據《煙臺市城市供水應急工程宮家島水廠水文地質勘察報告》，置換區平水年地下水天然補給量為4.4萬m3/d，現有開采量為2.7萬m3/d，地下水位-15m以上儲存量約為1220萬m3。方案規劃抽水量6.0萬m3/d，現有地下水開采量為2.7萬m3/d，則每天抽水量合計為8.7萬m3。按置換區地下水Cl-含量背景值為250mg/L，天然補給量中Cl-含量100mg/L，人工回灌補源水Cl-含量50mg/L，采用Cl-通量均衡公式進行計算。設置換抽水天數為X，則：置換區地下水儲存量為1.22×1010L；抽水總量=8.7×107L•X；外圍入滲補給量=4.4×107L•X；回灌補給量=（8.7-4.4）×107L•X。按置換目標Cl-含量150mg/L計算，所需抽水天數為113d。考慮置換過程存在復雜性，水位降至-15m，激發增加補給量，同時-15m以下咸水及含水層中吸附Cl-將向上擴散，因此，設計置換歷時確定為140d。

2.3置換補源工程方案1）置換抽水井規模。按前述計算的抽水量和抽水時間，根據含水層的分布及抽水井的影響半徑，按單井出水量2000m3/d，確定布置抽水井30眼（新打25眼，利用宮家島水廠已有5眼），井深25～35m，抽水能力為6.0萬m3/d。2）回灌補源滲井規模。置換區水體達到置換目標需抽水140d，30眼井抽水加現狀已有的開采量2.7m3/d，置換期抽出水總量為1218萬m3，地下水的天然補給總量為616萬m3，其余602萬m3靠人工滲井補源。本次在置換區相應河段，布設滲井258眼，滲井的入滲能力按每眼360m3/d考慮，258眼井入滲能力為9.29萬m3/d，65d左右可完成對地下水的回補。3）抽水置換工序安排。進行置換抽水時，優先抽取高濃度的地下咸水，從而縮小咸水體污染范圍，降低其污染能力，先從下游開始抽水，逐漸向上游推進，并盡可能疏干抽水，在抽水過程中，上游外圍地下水向下游匯流。引滲補源在抽水后期進行，并跟蹤進行水質監測，當抽水井中Cl-含量小于100～150mg/L時該井停止抽水。

3水體置換與補源工程實施

水體置換抽水自2010-04-20至2010-10-30基本完成，30眼置換井共運行9.7萬臺時，加現有開采量，累計抽水量為1248萬m3，取Cl-含量分析樣1546組，監測結果如下：自置換抽水以來，區內地下水中Cl-含量下降明顯，總體呈波動下降趨勢如圖1示。25眼新井Cl-含量初始平均值為252.3mg/L，現狀平均值為156.1mg/L，平均降低96.2mg/L，至2010-10-30，僅剩小沙埠村以東區域的J1、2、3、12井Cl-含量略超飲用水標準，分析原因為：一是本區域為外夾河古河道，含水層厚度大，上游有電廠南上坊水源地及西牟水廠，歷年開采強度較大，截滲壩建成之前，為海水入侵較嚴重區域；二是本區域部分地段松散層下部基巖裂隙水為早期封存的苦咸水，置換井底部雖進行了封堵，但尚存在水力聯系及互補關系；三是置換抽水歷時較短，尚未完全完成對封存苦咸水的置換。

4結論與建議

1）對永福園地下水庫建庫前封存的苦咸水，利用已有資料進行水資源量計算和置換方案設計，與抽水置換歷程相吻合，達到了預期目的，通過人工進行強排強補，加快水體循環，修復了水生態環境。2）應進一步加強庫區地下水開采管理，并強化水質監測工作，發現異常立即進行原因分析，相應采取治理措施。

作者：王遠林閆慶峰柳娜單位：煙臺市水利建筑勘察設計院