水的规划统筹.docx
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1、水的规划统筹地下水库不同于地下水人工补给,它不是地下水资源超采后的一种补救措施,而是一种有目的、积极性的储存、调节和运用地下水资源的一种工程措施。1地下水库的发展简史地下水库的发展离不开地下水人工补给的历史,美国、荷兰、俄罗斯等国家自二十世纪三十年代就开始了大规模的人工补给地下水实践。如美国加州沿海岸线一带的注水井,每年回灌解决后的几十亿方地下水,阻止了海水的继续入侵。荷兰阿姆斯特丹的滨海砂丘人工补给设施,运用洪水季节淡化莱茵河水,注进天然入渗井和大井,年回灌量达4000万立米。俄罗斯编制了地下水回灌系统设计及工程运营指南。可以说国外地下水人工补给的技术是比较成熟和先进的。我国大规模的地下水人
2、工补给始于二十世纪六十年代,上海为解决地面沉降问题,进行了深井回补地下水的实践。随着地下水人工补给的发展,地下水库由设想变为现实。日本于1972年在长崎县野母崎町桦岛建成了第一座地下水库,尽管仅9000立方米的库容,毕竟是世界上初期的地下水库。1975年在河北省兴建的具有深井回灌系统和开采系统的南宫地下水库,却标志着我国地下水库的开始。近年来,我国北方地区为解决干旱和海水入侵问题,又兴起了建造地下水库的高潮,北京进行了西郊地下水库的实验,山东从1990年开始,先后兴建了黄水河地下水库、王河地下水库和大沽河地下水库等,辽宁省也修建了龙河地下水库、三涧地地下水库,南方贵州省也兴建了普定县马官地下水
3、库等。可以说我国的地下水库建设技术和水平达成和超过了世界先进水平,地下水库将是我国继地表山区水库、平原水库之后兴起的又一类重要的蓄水水利工程。2地下水库基本概念和分类2.1地下水库的基本概念在国外上,地下水库(groundwaterreservoir)是一个水文地质学术语,除指地下水库意思外,还具有地下含水层(aquifer)的意思,地下水库(groundwaterreservoir)与地下含水层(aquifer)具有相似的意思。而我国初期的“水文地质学”中,没有地下水库的概念,只有含水层、含水构造等专业术语。我国学者提出的地下水库定义:林学钰1984年提出“地下水库是一个便于开发和运用地下水
4、的储水地区,具有多种功能,涉及水的供应、储存、混合和输送”1。赵天石2023年提出:“地下水库是运用地壳内的天然储水空间,储存水资源的一种地下水开发工程。”2。杜汉学2023年提出:“地下水库就是指存在于地下的天然大型储水空间。”3。水文地质术语中,将地下水库定义为地下储水层。而有些学者认为:将一些地区的厚大含水层或大型储水构造应命名为“地下水库”。可见,国外没有将地下水库和地下含水层的概念区别开来,国内虽将地下水库与地下含水层的概念区别开来,但没有一个严格的定义,有时又将地下含水层与地下水库混为一谈。地下水库的概念是相对地表水库而言的。地表水库不同于地表湖泊,在于地表水库具有人为地拦蓄和调节
5、地表水流的功能。与此类似,地下水库不同于地下含水层,在于人为地干预了地下水流的天然调节能力和扩大了地下含水层的蓄水能力。笼统地将厚大含水层或大型储水构造命名为“地下水库”是不科学的,从水利工程的角度来讲,可将天然的厚大含水层或大型储水构造命名为地下湖。从水利工程定义地下水库的概念:地下水库是运用天然地下储水空间兴建的具有拦蓄、调节和运用地下水流作用的一种水利枢纽。这个地下水库的定义包含三层意思:一是地下水库位于天然地下储水空间中,这里的天然地下储水空间一般指地下含水构造,地下储水空间由岩体和松散堆积层中的孔隙、裂隙和溶隙组成;二是强调地下水库具有人为地拦蓄和调节地下水流的作用;三指明地下水库是
6、一种水利枢纽,说明地下水库是具有多种用途的水利工程。2.2地下水库的分类我国地下水库的分类,最初由林学钰按工程构筑形式将地下水库分为有坝、无坝和混合类型三种。赵天石结合辽宁省的特点,根据地下水库的介质、地貌成因、位置、人为开采情况将辽宁省的地下水库划分为五种类型:调蓄型、开采漏斗型、河谷型、陆地岩溶型、滨海岩溶型。下面提出此外几种分类方法。从地下水库分级管理的角度,按地下水库有效库容的不同,可将地下水库分为大型(大于1亿m3)、中型(0.11亿m3)、小型地下水库(小于0.1亿m3)。应当强调这里的库容指有效地下库容,即地下水库中参与调节的那部分地下库容。与地面水库不同,地下储水空间的深度可超
7、过几百米,深层地下水有也许占据大部分库容,而从经济、环境和生态学的角度出发,仅能让有限深度内的地下水参与水库的调节,用总库容难以真实地反映地下水库的实际规模。根据储水介质的不同,可将地下水库分为松散介质、裂隙介质、岩溶介质和混合介质地下水库。这是强调的是,由于储水介质的不同,地下水的分布特性也不同,地下水动力性质也不同,所采用的地下截渗、回灌、开采工程也会不同。如对于松散介质地下水库,库区内含水层分布相对均匀,一般采用板墙、防渗膜截渗,对回灌及开采工程布局限制较少;对于裂隙介质地下水库,库区内含水层随断裂构造分布,灌浆截渗、回灌及开采工程布置受限于断裂构造;对于岩溶介质地下水库,库区内含水层分
8、布由岩溶发育特点决定,一般采用级配灌浆、筑坝(地下河)截渗,回灌及开采工程布置受限于岩溶构造。根据地下水埋藏条件,又可将地下水库可分为潜水、承压水和潜水承压水混合地下水库。这是考虑地下水压力水头的差异会影响到地下水回灌工程和地下水开采工程。此外,还可以根据地下水库的用途进行分类等。综上所述,从不同的角度,地下水库分类也不同,但按照储水介质进行分类,最能反映地下水库特性,具有实用性,上面提到山东、辽宁已建成的地下水库大部分属于松散介质地下水库,而贵州马官地下水库则属于岩溶介质地下水库。3建立地下水库的基本条件建立地下水库最基本的条件有两个:一是需要有足够的天然地下储水空间;一是需要有充足的水源。
9、这也是建立地下水库的两个必要条件。此外,还应考虑可连续条件、环境条件和生态条件等,特别是环境条件有时会成为建立地下水库的决定因素。地下储水空间构成地下水库库容,天然地下储水空间一般指各种地下含水构造,如洪积扇、冲积扇、地下岩溶等,地下水库的库容由库区内岩体和松散堆积层中的孔隙、裂隙和溶隙等组成。地下水库库区由库区边界所围成的相对封闭的地下空间组成,库区边界涉及进水边界、泄水边界以及由地下水分水岭、地下坝或不透水带组成的隔水边界。水源是形成地下水库的决定性条件。水源通常指本流域或跨流域调水引来的没有污染的地下水、地表水,以及由废水的再运用得到的中水、矿坑排水等。地下水库最重要的特性就是实现了人工
10、调节地下水流,它涉及三种调节措施:一是通过建造地下截渗工程抬高地下水位,截住和多蓄地下水;二是通过人工入渗补源工程,增强了地表水转化为地下水的能力;三是通过地下水开采,预留了地下蓄水空间,相应地增大了地下水的蓄水量。环境因素是决定地下水库能否兴利的重要因素,它涉及两方面,一方面指库区污染、地表水回灌等环境因素对地下水水质的影响,被污染的地下水库是没有经济效益的;另一方面是指建立地下水库后地下水位变化是否带来不利的环境问题,地下水过高、过低都会影响库区内作物的生长,地下水位的大幅减少会产生地面沉降等。可连续条件是指建立地下水库不是一次性的,应满足可连续发展的规定。生态条件指建立地下水库是否会对植
11、物、生物的生存带来不良的生态问题。3.1地下水库设计理论框架地下水库的设计理论可称为地下水库工程学。它是研究如何运用地下储水构造蓄水、兴利和防止灾害的一种水利工程学。水利工程学、地下水动力学、水文地质学、地下水水文学等学科的发展为地下水库工程学的建立奠定理论基础,国内外陆续兴建的地下水库工程为地下水库工程学的建立提供了丰富的实践基础。地下水库工程学是水利工程学、地下水动力学、水文地质学和地下水水文学等专门学科在地下水库领域的应用和发展,既有别于各专门学科而自成系统,又不能代替各专门学科作用,更不能完全脱离各专门学科而单独发展。地下水库工程学的设计理论框架有:(1)地下水库的建库理论。重要研究适
12、宜建造地下水库的储水构造、水源,以及研究适宜建库的环境、生态、可连续发展条件。(2)地下水库地下水水文学计算理论。重要研究地下水的形成和运动规律,地表水、包气带水和地下水的三水转化规律,地下水的动态特性和水均衡理论,地下水资源的计算和评价。(3)地下水库回灌和开采理论。回灌理论重要研究地下水回灌的机理、地下水回灌优化理论、回灌量的计算理论、回灌补给条件下地下水动态的规律等。开采理论重要研究地下水的开采机理、地下水开采优化理论、地下水开采量计算理论、开采条件下地下水动态的规律等。(4)地下水库建筑物设计。涉及地下截渗工程,又称地下坝,用于截断地下潜流,形成库区不透水边界,可采用各种地下防渗墙、地
13、下防渗薄膜、灌浆帷幕(岩体灌浆),筑坝(对岩溶地下河而言)等方法进行截渗。地表水回灌工程,重要指渗井、渗渠、回灌池(坑)和其它形式的入渗建筑物。地下水开采工程,重要指开采井和集水廊道等。地表水拦截工程,重要指闸、堰、坝等挡水建筑物。地下水泄水工程。重要指用于排泄库区内多余地下水和残留物等。地表排污工程。潮水拦截工程。库内残留咸水体的解决工程。地下水监测设计等。(5)地下水库环境影响和生态保护设计。涉及库区环境因素评价,因建立地下水库而引起的生态、环境问题评价,如地表水回灌对地下水水质的影响等。(6)地下水库经济效益分析和评价。3.2地下水库设计实例王河地下水库位于山东莱州市王河下游,是依王河兴
14、建的松散介质地下水库,建库的重要目的是补给连续消耗的地下含水层,防止海水入侵和三山岛镇城市供水。地下水库组成详见图1。图1王河地下水库工程布置图建库条件分析:库区内分布的冲洪积形成砾质粗砂层形成地下储水空间,穿过库区的王河是地下水库的重要补给水源。地下水库的组成:(1)、地下坝,涉及地下截渗西坝、北坝和副坝,全长13.6公里。(2)、回灌工程涉及三部分:由王河河道内机渗井、人工渗井渗渠组成的河道地下回灌工程,由引水渠道内机渗井、回灌坑(尹家人工湖)组成的渠道地下回灌工程,由西由闸、院上闸和过西橡胶坝组成的河道表面蓄水入渗工程。其中机渗井为穿透整个含水层的滤水管井,人工渗井渗渠为挖穿表层弱透水层
15、的井渠组合,回灌池为一废弃的砂石坑。(3)、地下水开采工程由两部分组成:沿库区分布的灌溉用机井和水源地井群。(4)、地下水监测系统由两部分组成:用于监测地下坝防渗效果的地下水位测压管和用于监测库区地下水位、水质状况的监测井。王河地下水库是松散介质地下水库的典型代表。它包含了地下水库最重要的四个组成部分:即地下截渗工程、地表水回灌工程、地下水开采工程和地下水监测系统。4结语以上初步讨论了地下水库基本概念、分类、建库基本条件,以及地下水库设计理论框架,并通过实例加深了对地下水库基本概念和设计理论的结识。随着地下水库工程实践的日益丰富,人们对地下水库的结识会不断深化,地下水库的设计理论也会不断地丰富
16、和完善。分享给你的朋友吧: 人人网 新浪微博 开心网 MSN QQ空间 对我有帮助3回答时间:2023-10-515:37|我来评论向TA求助回答者:yalal|八级擅长领域:娱乐休闲娱乐休闲文化/艺术参与的活动:暂时没有参与的活动水坝百科名片水坝,是拦截江河渠道水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物。可形成水库,抬高水位、调节径流、集中水头,用于防洪、供水、灌溉、水力发电、改善航运等。调整河势、保护岸床的河道整治建筑物也称坝,比如丁坝、顺坝和潜坝等。目录词语解释历史目的选址种类水坝以上的影响1. 水库的形成 2. 河流生态系统的分割 3. 水坝后的沉积水坝以下的影响水坝以外的影响1. 对于人类
17、的影响 2. 对于地球的影响水坝损坏 著名大坝词语解释历史目的选址种类水坝以上的影响1. 水库的形成 2. 河流生态系统的分割 3. 水坝后的沉积水坝以下的影响水坝以外的影响1. 对于人类的影响 2. 对于地球的影响 水坝损坏 著名大坝展开编辑本段词语解释词语信息词目:水坝拼音:shub基本解释dam拦蓄或容纳堰坝上游的水体的(例如河流或水库的)坝;横贯水道建造以限制或阻止水流的障碍物编辑本段历史世界上最早的水坝是公元前292023埃及人为向首都盂菲斯供水在尼罗河上建造的一座高15米的砌石坝。目前仍在使用的最古老的水坝现存于伊拉克,它建于公元前132023。公元前72023前250年,亚述人、
18、巴比伦人、波斯人修筑了多座供灌溉用的水坝。同一时期,在也门、斯里兰卡、印度、中国也修筑了各种水坝,如中国的都江堰,约建于公元前240年。古罗马人在西班牙普洛色皮纳修筑了一座高12米,用混凝土做芯,可以看作现代填土坝的先驱。在科纳尔市修筑的另一水坝座水坝采用了倾斜的迎水面,代表了一种更完善的设计,这两座水坝至今还在。公元550年,拜占庭人在今土耳其与叙利亚边界的德拉建造一座弯曲结构的水坝,为现代重力拱坝的前身。14世纪初伊朗人在一狭窄的石灰岩峡谷上修筑了一座拱坝,高26米,而坝身的厚度还不到5米,中间弯曲部分的长度和半径均为38米,由两座直线坝支撑。1579年至1589年在西班牙蒂维建造的一座重
19、力拱坝,高42米,在后来近3个世纪中,始终是欧洲最高的水坝。在第二次世界大战结束前的12023中,设计和建造水坝的经验在许多方面取得了进展。如1936年美国建造的胡佛水坝是一座采用先进理论设计的重力拱坝。1940年竣工的佩克堡水坝,土方量9600万立方米,是当时世界最大的水利工程。当今世界最大的水坝就是中国建造的三峡大坝。大坝坝顶总长3035米,坝高185米。编辑本段目的电力发动、稳定水流量/灌溉、洪水防止、开开荒地、水转换。编辑本段选址其中一个最佳的地方为建造水坝是一个狭窄的部分的深河谷;谷边也许然后作为自然墙壁。水坝的结构的主功能将由小河渠道填补空白在自然水库线左。站点通常是那些空白成为一
20、个极小值为必需的存储容量的地方。最经济的安排经常是一个综合结构例如a石工水坝由地球堤防侧了。对土地的当前用途被充斥应当是可有可无的。重要别人工程学并且工程学地质考虑,当建造水坝时涉及:渗透性周边的岩石或土壤地震缺陷山崩并且倾斜稳定高峰洪水流程水库淤积环境影响在河渔场、森林和野生生物对人的居住的冲击报偿为被充斥并且人口再定居的土地毒性材料和大厦撤除从提出的水库区域编辑本段种类1.按结构与受力特点可分为:重力坝拱坝支墩坝预应力坝2.按泄水条件可分为:非溢流坝溢流坝3.按筑坝材料的不同可分为:土石坝砌石坝混凝土坝橡胶坝等4.按坝体能否活动可分为:固定坝活动坝5.按坝工技术历史发展的进程可分为:古代坝
21、近代坝现代坝编辑本段水坝以上的影响水库的形成在河流上建坝会在河流上游形成水库。水库的水会向周边扩散,淹没原有的栖息地。迄今,超过400,000平方千米的土地由于水坝的建造而被淹没。新产生的水库的表面积大于原先河流的,使得水分更多地被蒸发。这也许使河水每年减少2.1米的深度。根据近期的研究,水库亦使温室气体排放增长。水库最初的注水淹没原有的植被,使得富含碳的植物和树木死亡和分解。腐烂的组织向大气大量排放碳。腐烂的植物沉入不含氧的水库底部,由于缺少流水来增长水的含氧量,最终分解成甲烷。河流生态系统的分割水坝还会成为动物在上下游栖息地之间迁徙的障碍,比如美国和欧洲的鲑鱼。水坝阻碍了它们去上游产卵,从
22、而威胁到它们的繁殖,减少鱼群的数量。因此,人们采用了种种措施来给鱼留下通道。新建的水坝经常有人工的“鱼道”或“鱼梯”。也有地方采用驳船来运送鱼群去上游产卵。鱼群向下游迁徙也会受到水坝的阻拦,导致向下迁徙鱼群数量的减少,除非它们能安全经溢洪道游出。水库的泛滥也会改变河流周边的湿地,森林和其他栖息地。河岸和下游地区的生态系统亦受到破坏。在没有水坝的的河流,其自然的泛滥支持着河岸周边特别丰富的生物种类。水坝的建立减少了泛滥的发生,对依赖季节性水流的下游洪水平原产生负面影响。水库河流形成的相对不变的生态系统支持的野生动物种类大为减少。水坝拦截了滋养下游生态系统的泥沙沉积。有些地方性的物种无法在环境变化
23、下存活,而新物种会在这瑞安家。然而,由于水坝改变了周边生态系统习认为常的环境,水坝的建造几乎总是会减少物种多样性。水坝后的沉积“河流中具有不同形状、大小、粗细的沉积物,这些沉积物会被河流带到下游形成各种地貌,涉及:三角州,冲积扇,辫子河,牛轭湖,河堤等。然而水坝的建设阻隔了沉积物向下游流动,使下游原有的地貌逐渐被侵蚀,同时增长了水库中的含沙量。纵然泥沙沉淀的速度因水坝与河流而异,但含沙量的增长最终都会导致水库储水量减少。”编辑本段水坝以下的影响河岸线的侵蚀水温与没有水坝的情况相比,水库中的水在冬天更热而夏天更凉。当水库水流入河流,河水的温度也随之改变。这对水库和河流中的动植物均会产生影响,使它
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