2020年5月20

表面地下水充电

作者编制的/
Meiyoshi Acabal Masgon(徐可持续raybet CS:GO卫生中心)
Robert Gensch (XU可raybet CS:GO持续卫生中心)
Dorothee Spuhler(Seecon International GmbH)

执行概要

人工充电是计划,人造的地下水位增加。通过改善其自然补充能力和从地表水中的渗透到含水层中,可用于抽象的地下水的量增加。经处理的流出物和/或雨水直接或预处理后(例如废水稳定池或构造湿地)排出到含水层中。这在水和地下水资源严重利用的地区特别有用,并且存在沿海地区的水土源,沿海地区的咸水侵入的急性问题,存在一般存在。人造表面地下水补给是指通过土壤渗透释放从地面释放到地下水含量的不同地下水补给技术。

好处
可提供“防旱”供水(来自地下水)
技术易于理解和操作
地下水补给在雨季收集水,在旱季使用,此时需求最高
在许多河流流域,地表水径流由于含水层补给而受到控制,从而减少了泥沙问题
用较少盐水表面水或处理的污水充电,提高盐水含水层的质量,促进水用于农业和牲畜
缺点
营养和微污染物的排放可能会对接收的土壤和含水层产生负面影响
污染物的引入可能具有长期影响
地下水污染的潜力从喷射的地表水径流,尤其是农业领域和道路表面
除非注入水的质量控制足够,否则回灌会使含水层退化
除非可以将重要的体积注射到含水层中,否则地下水补给可能在经济上不可行
在陷阱建造过程中,土壤和植被覆盖的干扰可能对项目区造成对环境损害

沉淀淡水灰水处理后的水

淡水

介绍

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人造地下水补给是卫生系统中污水的渗透(例如,废水稳定池塘表面水平流垂直流动建造湿地),雨水或表面径流进入含水层,以提高地下水资源的自然补充。人造表面地下水补给是指通过土壤渗透释放从地面释放到地下水含量的不同地下水补给技术。地下水随着地下水资源被耗尽而咸水入侵对沿海社区变得更大的威胁,充电越来越受欢迎(Tilley等,2008年)。

虽然这项技术的主要目的是保存或增加地下水资源,但人工补给也用于许多其他有益的目的。这些措施包括额外的处理(通过土壤过滤)和保护或处置处理过的废水或洪水,控制盐水入侵,储存水以减少抽水和管道成本,以及临时管制地下水抽取。此外,可以通过土壤过滤去除悬浮物来改善水质土壤含水层处理)或通过用天然存在的地下水(Asano 1985)稀释。此外,人工补给用于废物处理,二次采油,防止土地沉降,盐水含水层中的储存,作物发展和流动增强(Oaksford 1985; UNEP 1998)。

基本设计原则

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受污染的含水层(例如,致力学化学品)是不可能恢复的。因此,在表面地下水充电之前,应在表面地下水补给后进行严重污染废水,即使该方法在渗透过程中提供一些土壤过滤处理。

对于地表地下水补给接收土体的同化能力,必须仔细研究水电地质条件。应特别考虑以下基本因素(UNEP 1998):

  • 地质和液压边界的位置
  • 覆盖材料的含水层的深度和透射率
  • 岩性
  • 存储容量
  • 孔隙度
  • 液压导电性和自然的水和流出水含水层
  • 土地可用性、周围土地用途及地形
  • 关于充电的经济和法律方面
  • 公众接受程度

为避免将减少含水层孔隙率和充电能力的化学反应,则充电水必须与天然存在的地下水和其流过的含水层材料进行化学兼容。

在运行期间,质量(沉积物的浊度,也是藻类和细菌,温度,悬浮的固体,BOD,氮和磷,其他化学物质等)和待补充的水量必须进行仔细控制和监测。

表面地下水充电方法

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已经开发出各种方法,并应用于世界各地的人工充电地下水储层。通常,这些方法被归类为表面和地下地下水补给。

直接表面充电技术是最简单和最广泛应用的方法之一。地下地下水补给将水直接传递到含水层,而不会通过不饱和区(UNEP 1998)天然渗透到水渗透时发生的过滤或氧化。

直接表面地下水充电

随着地下水的直接补给,水通过土壤渗滤从地面上的储存库移动到含水层。西方国家现有的大规模人工补给方案大多采用这种技术,通常采用渗透盆地(扩散盆地)来加强水向地下的自然渗透。对推广技术的实地研究表明,在控制进入含水层的水量的许多因素中,补给面积和水与土壤接触的时间长度是最重要的(TODD 1980)。一般来说,基于渗流的直接地表补给系统建设成本相对较低,且易于操作和维护。

传播盆地

地下水补给扩展盆地,亚利桑那州
地下水补给扩展盆地,亚利桑那州。来源:帽(2002)

该方法涉及在现有地形中挖掘的盆地中的水面扩散。为有效的人工补给,需要高度渗透性的土壤,并且需要维持土壤表面上方的水层。撒布盆地的充电是最有效的,在土地面和含水层之间没有即将结算,透明水可用于充电。此外,该方法可容忍比任何井充电方法更浑浊(O'Hare等人1986)。

回灌坑和竖井

沟渠地下水补给
地下水在沟渠中补给。来源:贝茨(2004)

轴可以具有圆形,矩形或方形横截面,并且可以通过多孔材料来回填,增强渗透过程并防止水的停滞(这可能导致昆虫面包)。轴可以在水台上端结束或到达水工作台下方并用作液压连接器(O'Hare等,1986)。

沟渠

沟渠类似于扩张盆地,但它们的形状不同。沟渠可以被描述为一个狭长的沟渠,它的底部宽度小于它的深度。沟渠系统可以设计成适合特定地点的地形和地质条件(O'HARE等,1986)。水填满沟渠,自然地渗过土壤。

其他充电技术

另一种人工再充电地下水的方法是使用可渗透的路面,这允许水面径流(例如雨水)涓流地下,而不是使其在表面上池并蒸发(史密斯2003)。

应用于周围农田的地表水的洪水灌溉也是地下水补给的重要来源。由于农业土地被转化为城市使用,识别额外地下水充电的地点对于保持水供应均衡至关重要(城市地区的耗水量普遍较低,而且对洪水灌溉的深层渗滤的影响失去了; FRESNO 2005)。

适用性

地下水充电方法在具有长期保留时间的含水层的地区特别有用,其中水和地下水资源受到大量利用和脱落流域,土壤盐水,沿海地区的咸水侵入的急性问题,存在一般存在。

排放到含水层的有效性完全取决于水的质量和数量,以渗透到渗透,局部环境条件(例如液压导电性,接收土机构的营养增量能力)和法律法规。

虽然表面注射方法需要相对平坦或温和的倾斜的土地,但地形对地下充电方法几乎没有影响。最适合人造充电的含水层是那些可以吸收和保留大量水的含水层。在温带潮湿的气候下,下列冲积地区最适合人工补给:古老的加剧区域,埋藏化石河床和冲积球迷被主谷和支流交织在一起。在干旱的地区,近期河流加剧可能更适合。沿海沙丘和红叶区通常是人工充值方案的良好区域(UNEP 1998)。

回灌水的物理、化学和生物质量也影响着回灌方式的选择。如果存在悬浮物,表面应用技术往往比地下的技术这可能会导致注水井堵塞。含有有毒化学物质或能降低含水层孔隙度或回灌能力的化学物质的水,如果用于人工地下水回灌,必须进行预处理。

文化考虑和社会经济问题往往会影响充值方法和现场的选择。土地的可用性,土地用于邻近地区,公众态度和法律要求一般在定义给定环境中的人工补给的可接受性方面发挥作用。在城市地区,邻近地区的土地可用性,成本和用途可能施加限制,注射孔,需要高度控制的水供应的轴或小型坑,可能优选大规模的表面扩散充电方法。表面充电设施通常需要受保护的财产界限,定期维护和持续监测,如果公众接受。

图书馆参考文献

卫生系统和技术简编

本概要系统地概述了不同的卫生系统和技术,并介绍了各种现有的低成本卫生技术。

蒂尔利,E.Luethi,C.Morel,A. Zurbruegg,C.Schertenleib,R.(2008):卫生系统和技术纲要。瑞士的候选人:瑞士联邦水生科技学院(EAWAG)和供水和卫生协作委员会(WSSCC)URL[访问:15.02.2010]PDF.
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