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Science Exploration Institute

地下水修复与超采综合治理方案

作者

张丹

身份证:372923199310215323

1 引言

地下水是全球水循环重要部分,约占地球淡水资源 30% ,是人类重要水源。随着工业化和城市化发展,地下水资源面临挑战。一方面,工业废水、农业面源污染、生活污水等使地下水质量恶化;另一方面,过度开采致地下水位下降,引发地面沉降、海水入侵等问题。我国地下水污染呈现污染源多样、污染物复杂、影响范围扩大的特点,全国地下水环境质量总体差,Ⅳ类和Ⅴ类水质点位占比超 80% 。同时,超采问题严重,超采区面积超19 万平方公里,年超采量约150 亿立方米,华北、西北内陆和东南沿海超采突出。超采导致地下水位下降、地面沉降加剧、海水入侵范围扩大,威胁区域水安全和生态稳定。因此,建立科学有效的地下水修复与超采综合治理方案,是当前环保和水资源管理的重要课题。

2 地下水污染修复技术体系

2.1 物理修复技术

物理修复技术是地下水污染治理重要手段,包括抽出处理、空气注入、渗透反应墙等技术。抽出处理技术建抽水井网,抽出污染地下水地面处理后回灌或排放,适用于大面积、高浓度污染场地快速控制。空气注入技术利用曝气增加地下水中溶解氧,促进有机污染物生物降解,尤适用于石油类污染物处理。渗透反应墙技术在地下水流动路径设填充活性材料的反应墙,利用物理、化学或生物作用除污,有被动运行、维护简单、成本低等优点。实际应用中,需根据污染物性质、地质条件、处理目标等因素对这些技术优化设计和组合应用。

2.2 化学修复技术

化学修复技术通过向地下水投加化学药剂,利用化学反应去除或固定污染物。原位化学氧化技术用高锰酸钾等氧化剂降解有机污染物,适用于难降解污染物处理;化学还原技术投加零价铁等还原剂,降低重金属毒性和迁移性;化学沉淀技术用pH 调节等方法去除重金属离子。该技术处理效率高、适用范围广,但要防控二次污染,精确控制药剂投加量。

2.3 生物修复技术

生物修复技术是利用微生物代谢作用降解污染物的环境友好、成本低廉的绿色修复技术。原位生物修复通过向地下水中投加营养盐、电子受体等,促进土著微生物生长和污染物降解活性;生物刺激技术通过调节地下水pH、温度、溶解氧等环境条件,创造适宜微生物生长的环境;生物强化技术向地下水中投加特定降解能力的外来微生物,提高特定污染物降解效率;植物修复技术利用植物根系吸收、转化和固定污染物,适用于浅层地下水污染治理。该技术有无二次污染、成本低、可持续性强等优点,但处理时间长,需适宜环境条件。

3 地下水超采控制策略

3.1 开采总量控制机制

建立严格的地下水开采总量控制制度是防超采根本措施。先科学评估区域地下水资源量、生态环境需水量和经济社会发展需求,确定开采总量控制指标,实行年度用水计划管理。同时,建立开采许可制度,对新建、改建、扩建项目严格取水许可审批,禁止超采区新增开采量。再者,推行分区管理,划分超采区为禁采区、限采区和控采区,实施差别化政策。此外,建立监测网络,实时监控开采量、水位和水质,及时处理超采问题。最后,完善资源费征收制度,用价格杠杆调节开采行为,促进节水和优化开采结构。

3.2 替代水源开发利用

开发多元化替代水源是减少地下水开采压力的重要途径。可大力发展再生水利用,将城市污水处理厂出水、工业废水处理后用于非饮用用途,减少对地下水的依赖;推进雨水收集利用工程建设,建立雨水收集、储存、处理和利用系统,在城市和工业园区建设雨水花园、下凹式绿地等设施;发展海水淡 ,在沿海地区建设海水淡化厂,为工业和生活用水提供稳定水源;加强地表水资源开发利用,通过水库建设、河道整治、跨流域调水等增加地表水供给能力;同时推广节水技术和设备,提高水资源利用效率,减少各行业用水需求。

3.3 地下水人工回灌

地下水人工回灌是恢复地下水位、防止地面沉降的重要技术。地表回灌技术通过建设回灌池、回灌渠等设施,利用重力将处理后的地表水、再生水等回灌到地下含水层;井灌技术通过回灌井将水直接注入目标含水层,回灌效率高、占地小;渗滤回灌技术利用土壤和包气带的过滤净化作用,回灌水质要求相对较低的水源。回灌时需严格控制水质,防止二次污染。同时,要建立回灌效果监测系统,定期检测水位恢复、水质变化和地面沉降控制效果,及时调整回灌方案。

4 综合治理管理体系

4.1 法律法规保障体系

建立健全地下水保护法律法规体系是综合治理的制度保障。需完善专门法律,明确地下水资源相关权益及开采、利用和保护的基本原则与制度;制定污染防治条例,建立全过程管理制度;完善环境质量、污染物排放和监测技术规范,为执法监管提供技术支撑;建立环境损害赔偿制度,明确污染者责任,形成“谁污染、谁治理,谁损害、谁赔偿”机制;加强执法监管,建立多部门联合执法机制,严厉打击污染和超采违法行为。

4.2 监测预警系统

建立完善的地下水监测预警系统是科学管理的重要基础。构建全国地下水环境监测网络,涵盖国家级、省级、市级和重点区域监测点,形成天地 体系 水水位、 水质、开采量实时监测系统,运用自动化监测设备、遥感技术、物联 。建立地下水信息管理平台,实现监测数据的集中存储、分析处 依据监测数据变化趋势及时发布预警信息,指导相关部门采取应对措施。完善 据质量评估和追溯制度,确保监测结果准确可靠。

4.3 经济激励机制

建立市场化经济激励机制是推动地下水保护的重要手段。完善地下水资源有偿使用制度,依水资源稀缺程度、开采难度和环境影响实行差别化收费。建立地下水生态补偿机制,对涵养区、保护区管理保护给予经济补偿。发展地下水权交易市场,允许节水单位向用水单位出售节约的使用权,以市场机制优化水资源配置。建立绿色金融支持体系,鼓励金融机构为治理项目提供优惠贷款、保险服务。设立专项基金,支持技术研发、工程建设和能力建设,形成多元化投入机制。

5 结论

地下水修复与超采综合治理是复杂系统工程,需技术创新、制度完善和管理协调结合。构建全链条管理体系、多技术集成修复技术体系,完善超采控制策略和管理机制,可解决地下水污染和超采问题。该方案技术可行、经济合理、管理有效,理论符合科学原理,实践具可操作性。未来要加强基础研究,开发高效环保治理技术;完善政策法规,建立长效机制;加强国际合作,借鉴先进经验;培养专业人才,提高技术水平。持续努力建立完善治理体系,实现地下水资源可持续利用,为建设美丽中国和可持续发展做贡献。

参考文献:

[1]段志鹏, 谢飞, 熊伟, 朱晓峰, 柴小军, 张世伟. 石羊河流域水资源治理现状与未来生态修复策略研究[J].水利技术监督, 2025, (06): 303-306.

[2]史文龙, 马若绮, 陈飞. 华北地区深层地下水修复思路与对策[J]. 中国水利, 2024, (10): 36-41.

[3]张广艳. 地下水超采综合治理与修复探索— —评《地下水资源的可持续性、管理和修复》[J]. 人民黄河,2023, 45 (07): 170.

[4]杨玉良. 地下水超采综合治理目标与修复模式浅析[A] 2022 中国水利学术大会论文集(第三分册)[C]. 中国水利学会, 中国水利学会, 2022: 4.

[5]羊艳, 唐世南, 于丽丽. 地下水超采综合治理与修复模式研究[J]. 水利规划与设计, 2021, (12): 92-96