地下水库——隐秘的水源宝库

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地下水库——隐秘的水源宝库

时间: 2023-12-11 09:18 来源: 陕西省地下水保护与监测中心 雷媛

    水是生命之源,是维持生态平衡和社会经济发展不可或缺的资源。然而随着全球人口增长和气候变化带来的影响,水资源短缺问题日益凸显。在这种背景下,地下水库作为一种特殊的水源管理方式,逐渐成为全球许多干旱及半干旱地区的重要水源解决方案。


     地下水库,又称地下蓄水设施,是指利用天然地层或人工构筑的方法在地下储存、调节和保护水资源的水工建筑物。它包括了天然地下水体和人工增强的地下水存储系统,能够帮助人们在降水充沛时集水和储水,便于干旱季节时使用。


     20世纪30年代,美国、荷兰、日本等国家就开始了大规模的地下水库研究与建设。1975年,我国在河北修建南宫地下水库,一般认为这是我国地下水库发展开始的标志。此后,全国各地又相继修建了一大批地下水库,如:北京西郊地下水库、山东八里沙河地下水库、大连龙河地下水库、新疆的乌拉泊洼地地下水库、郑州市新石桥-黄庄地下水库等。


     地下水库的基本工作原理为:利用地下空间或地势低洼处存储过剩的地表水。在雨季时,水流通过天然渗透或者人工促进渗透进入地下水层,在那里被安全储存。待到干旱季节或其他需要用水的时候,可以利用抽水井、泵站等设备将储存于地下的水抽出用于农业灌溉、城市供水、工业用水等。


     地下水库的类型通常分为:1)天然地下水库:地下含水层(地下水存储空间)由天然地质结构构成,例如砂石层、砾石层或裂隙发育的岩层。人们通过开采井、泵站等方式抽取其中蓄水。2)人工增强型地下水库:通过人工注水方式增加地下含水层的蓄水量,常见手段有:人工补给(将地表水导入地下)、地下水阻挡工程(通过挡水墙等措施增加地表水对地下含水层的补给)。3)人工地下水库:在地下人工构建蓄水空间,例如地下蓄水池、隧道、压裂岩体等设施,用以存储水资源。


    地下水库的特殊优势有:1)减少蒸发损失:地下储水不像地表水库那样受日照和风化作用影响,蒸发损失大大减少。2)保护水质:地下存水有利于防止水体受污染,维护水质,尤其是在高污染地区。3)减少蓄水空间占地:与传统地表水库相比,地下水库不需要征用大量地面空间。4)平衡地下水位:合理利用地下水库,可以帮助调节地下水位,防止地面塌陷等地质问题的发生。


     建设地下水库是一项系统工程,涉及多方面技术和管理的协调。比如:地质调查与选址(确定地下水位、地质结构、渗透性等多种因素)、设计与施工(根据调查结果设计地下水库的容量、形态、补给方式等,施工阶段则包括挖掘、砌筑、注水等工序)、监测(地下水库投入使用后,需要定期监测水位、水质等情况,并据此调整注水量和抽取量,确保水资源的可持续利用)。管理上,地下水库的管理通常需要跨学科合作,包括水文学家、地质学家、环境科学家等多方面专家的共同努力,确保地下水库的长期安全和效益。


     地下水库能够有效减少水资源在输送和储存过程中的损失,提高水的利用率,有助于调节季节性强的地区的水资源供需失衡问题,缓解干旱时期的水匮乏状况,有助于保护地表植被,维护生态平衡。目前我省也在积极开展石川河地下水超采治理及地下水库工程建设,通过建设石川河地下水库,实施地下水人工调蓄,增大地下水补给途径,可以有效涵养石川河平原河谷区地下水,对于区域超采区治理、石川河生态复苏、提高区域水资源战略储备能力将起到切实有力的保障作用。


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