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我国应大力推广利用地下水库蓄水
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我国应大力推广利用地下水库蓄水
杜汉学
（吉林省地质矿产勘查开发局）
利用地下水库蓄水是本人在国外引进的人工补给理论的基础上，结合我国的水文地质条件，初步创立的新的蓄水理论方法。曾在《科技日报》上发表“利用地下水库蓄水是治水的一个重要途径”、《在吉林地质》上发表“利用地下水库蓄水是吉林省新的有效治水途径”、在国家核心期刊《水科学进展》上发表“利用地下水库蓄水的初步认识”等文章。文章中的观点内容，被中国地质科学院水文地质环境地质研究所、中国海洋大学、吉林大学、大连理工大学等单位的众多学者在公开发表的论文中引用。
1、利用地下水库蓄水是打破蓄水瓶颈的有效途径。
吉林省地表水资源量多年平均为356亿m3，全省大中型地下水库每年蓄水量100亿m3左右，占28.09%，其余全部流出省外国外。利用率很低，远远满足不了工农业发展对水资源的需求。造成这一现状的主要原因是吉林省地表空间的开发利用程度已经很高，严重限制了蓄水工程建设，构成了吉林省蓄水瓶颈，也是中国北方，甚至是全国的蓄水瓶颈。
那么能否开辟一个新途径，把大江大何中下游过境水的一部分留在境内利用呢？
勘察资料表明：有些大江大河的中下游地带，蕴藏着几亿、几十亿甚至上百亿m3的地下水，可谓明符其实的地下水库。利用地下水库蓄水是打破蓄水瓶颈的一个有效途径。
早在20世纪70年代末，一些国家的人工补给量在地下水总利用量中一般占20-40%。其中印度为10%、英国12%、美国和何兰各为24%、瑞士25%、前西德为40%、瑞典高达79%。
应着重指出：利用地下水库蓄水会比上述的人工补给更能充分的利用地下可蓄水空间，能更多的把过境水留在境内利用。
利用地下水库蓄水的指导思想和利用地表空间的指导思想是一致的，都是利用空间条件把过境水尽可能多的留在境内。
一般文献中的地下水人工补给和筆者提出的利用地下水库蓄水既有相同之处又有本质区别。相同之处都是通过人工措施向含水层补充新的水源，不同之处是两者理论上的出发点不同，做法不同，效果不同。
地下水人工补给往往是水源地超采后的一种补救措施，未能从利用地下空间条件蓄存过境水的观点去研究论证如何合理开发利用流域总水资源。由于其理论着眼点的局限性，限制了地下空间和过境水利用的最大可能性。因此地下水人工补给，对于一些大型、特大型有充分蓄水水源的地下水库来看，只能利用其部分甚至一小部分可蓄水的空间，其潜在最大蓄水空间得不到利用，不能充分挖掘地下水库的最大蓄水效益。
利用地下水库蓄水的理论基础是建立在充分利用地下空间，尽可能多的把过境水蓄存于地下，是主动蓄水而不是水源地超采后的补救措施。能充分的利用地下潜在的蓄水空间，充分的蓄存过境水，能产生最大的蓄水效益。
传统的人工补给，可看作是利用地下水库蓄水的组成部分。利用地下水库蓄水是人工补给的扩大和发展，是打破蓄水瓶颈的有效途径。
2、广阔的推广应用基础条件
利用地下水库蓄水是结合我国的水文地质基础条件提出来的，具有广阔的推广应用基础条件，具有广泛的推广应用价值。
应指出，不是任何地下水库都可以用来蓄水，要有适应的基础条件才行。这些条件初步概括为取水条件、地下库容、蓄水水源、蓄水方法及经济合理的工程措施。
取水条件：地下水库的开发利用，首先要考虑的一个因素是取水条件。地下水的特点决定其必需采用打井抽水的方式取水。因此地下水库的含水层必须透水性强、单井涌水量要足够大。因为只有单井涌水量大才能做到尽量少打井，又能大量取水腾出地下空间，为蓄水提供足够的空间条件。吉林省暂定临界单井涌水量为3000 m3/日，我国的大型地下水库的单井取水量绝大多数能满足取水的要求。
地下库容：足够大的库容是蓄水的前提条件。地下库容越大，其调节用水蓄水功能就越大。究竟含水层的厚度多大、库容多大才有开发利用价值？要结合各地条件、蓄水量大小来决定。吉林省初步确定砂砾石含水层厚15m，临界库容为5亿m3。中国一些省份的平原区和山前地带以及山间盆谷地的河谷中，一般都有大型、特大型地下水库，具备充分的蓄水空间条件。
蓄水水源：地下水库之上或附近，要有足够的可作为蓄水水源的季节性或长年的过境水体，水质要求未污染或轻污染（符合国家水质标准的有关规定）。我国许多地区河水的正常过境流量，均能满足其下或附近河谷型地下水库的蓄水要求。在一般情况下，水质也能满足要求。
我国具有广阔的利用地下水库蓄水基础条件，许多地下水库待蓄水开发利用。
蓄水方法：1傍河打井引渗蓄水：一些山前地带和山间河谷平原的河谷中，河床都下切到地下水库的砂砾石含水层中，河水直接从砂砾石层中流过，两者水力联系非常密切。在这类地区只要傍河打井大量提取地下水腾出地下库容，河水就会通过砂砾石层大量流入地下水库中，地下水库就起到了夺取过境河水的作用。此法适用于大型集中供水水源地。2明渠引水蓄水：在地下水库上覆层较薄的条件下，可采用明渠引水把地表水蓄于地下。吉林省山前地带的白城、四平等地下水库、含水层上覆层的亚粘土、亚砂土一般厚2.0-4.0m，适合开挖明渠把上游地表水引入下游地下水库之中。3筑坝拦水蓄水：在河床切入含水层的条件下，可利用河床蓄水。在河床上建橡胶坝，抬高河水水位就会加大渗入补给量。北京等地采取此法已收到良好效果，一些山前河谷型地下水库可筑坝蓄水。
3、巨大的蓄水效益
北京等地在水源地超采后，开展了人工补给，收到了良好的水资源效益和社会经济效益。在利用地下水库蓄水方面我国刚刚起步。吉林省开展了利用地下水库蓄水调查工作，取得了喜人的成果。发现并初步评价了一些有蓄水利用价值的地下水库。
白城市计委水利局依据我的研究成果接受吉林省地质工程勘察院的建议，申报了“白城地下水库蓄水工程”。第一期蓄水工程于2004年竣工。利用长期废弃的白城运河，实现年蓄水量1亿m3左右。二期工程拟蓄水2亿m3以上，目前尚未兴建。蓄水工程全部建成后可实现地下蓄水3亿m3以上。
应指出，白城属干旱地区，蒸发量大，地表水库的蓄水利用率不到50%，大部分蒸发掉了。地下水库一般没有蒸发，或蒸发量很小，蓄水利用率可接近100%。地下水库不占用土地资源是另一大优点。因此在北方干旱半干旱地区利用地下水库蓄水既高效又经济合理。
吉林省可利用的地下水库如能充分利用，每年至少将增加供水量20-30亿m3，将大大提高吉林省农田水利化程度，并能缓解一些大中城市的供水紧张局面。
中国北方地区（西北、华北、东北）可蓄水的地下水库如能充分利用，也许可以产生和“中国南水北调”工程相媲美的供水效益，投资会大大低于南水北调的投资。
4、几点建议
（1）开展“利用地下水库蓄水的理论方法研究”。利用地下水库蓄水在我国还处于起步阶段，在理论方法上属于探索初建阶段，尚未形成系统的理论方法，更无规范可循。因此急需建立一套指导实际工作的理论方法和操作性强的应用规范。建议有关部门尽快开展关于“利用地下水库蓄水的理论方法研究”，早日建立起系统的理论方法和应用规范。
（2）建设地下水库蓄水示范工程，推广利用地下水库蓄水。鉴于利用地下水库蓄水是治水、蓄水的有效途径，首先国家要建几个有代表性的地下水库蓄水示范工程，以推动地下水库蓄水工作的发展。
（3）开展全国性的利用地下水库蓄水潜力调查。通过全国性的调查，在我国西北、华北、东北地区一些山间盆谷地、山前平原、山前冲洪积扇地带，筛选出一批有开发利用前景的河谷型地下水库、冲洪积扇型地下水库，为推广地下水库蓄水做好前期准备。
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