中国水利报:西安市:地下水回灌力解地面沉降之危

13.02.2015  13:06
第3597期    出版日期:2015-02-12
 
  “从2009年第一口地下水回灌井建成至今,已有超过160万立方米自来水灌进距地表100多米的地下,这些水足以填满640个长50米、宽25米、深2米的标准游泳池。”陕西省西安市水务局水政水资源处副处长李晓健说。

  据了解,位于沉降区内完好的自备井,几乎都可当回灌井使用,西安很多地方都具备回灌地下水的条件。

危机:城区多处是漏斗
  位于渭河谷地的西安市水资源总量约为23.47亿立方米,人均水资源总量为275立方米,不足全国平均水平的三分之一,属于资源型缺水城市。特别是地下水方面,由于资源性缺水,西安市地下水开发利用程度相对较高,市区主要开采埋深100~300米的承压水。

  “原来一口井钻10多米就出水,2000年左右,需钻50多米才可能有水,一些老井都在那时候吊空了。”西安市水务局机关党委副书记孙满江说。

  上世纪90年代,西安城区出现“水荒”,城区自备水井数量激增。超采地下水,导致地下水水位下降,形成大面积漏斗区,诱发了地裂缝、部分地面沉降。

  研究表明,地面沉降中心与承压水降落漏斗基本一致,在西安沉降区已形成多条地裂缝。长期疯狂开采地下水,致使建筑物破坏和城市沉陷,严重威胁到市区公共设施及建筑物的安全,影响西安城市长远发展。西安地标建筑大雁塔向西北倾斜达1.0105米。

  “较严重的西安南郊小寨、大雁塔一带的地下水水位已降至100米以下,而地下水水位下降最严重的地方位于东郊老动物园附近,地下水水位深达120米左右。”西安市水资源技术利用服务中心技术员白萌说。

  “华北平原地下水演变与调控”首席科学家、中国地质科学院水文地质环境地质研究所所长石建省说,从严谨的科学角度分析,如果地下水的补给项小于排泄项,自然的水均衡条件被打破,就可以说危机发生了。危机的效应包括地下水水位持续下降,形成地下漏斗,区域上发生地面沉降,地表干旱沙化,这些已经影响到人们日常最起码的生存条件。

施救:压采地下水配合自来水回灌
  西安市为应对城市地面沉降灾害,全面限制地下水开采,于2006年成立由22个市级单位、城6区政府组成的西安市封井工作领导小组及其办公室,专职负责全市封停自备水井工作。每年确定封井目标,有序有力推动封井工作。“1996年石头河水库开始向西安供水,特别是2002年黑河金盆水库建成供水,是我们封停自备井的底气。”李晓健表示。

  2007年以来,西安市区内已累计封停、填埋各类自备井2215眼,年减少地下水开采量2.1亿立方米。这项工作换回的结果是西安的地下水位连年回升,地下水水位平均每年上升2厘米。

  但靠这样的速度自然恢复地下水水位,所需周期非常长,因此开展人工回灌十分必要。西安市在多处设立了地下水回灌点,使用自来水进行回灌。

  灌入地下的水全部使用净化过的自来水,是因为地下水一旦污染难以恢复洁净。此外,除抬升地下水水位、修复地面沉降带来的环境地质问题,地下水回灌的另一重要作用则是在丰水期将富裕的地表水储存于地下,使用洁净的自来水进行回灌,一旦遇到城市供水紧急状况,还可以抽水以备不时之需。

  在西安理工大学老校区内的一处人工回灌井处,一套精密仪器加盖在井口。井口架设的这些设备便于精准控制流量和远程控制水量。据了解,这处回灌点一天可以回灌300立方米,相当于150个三口之家1个月的用水量。

  在回灌井隔壁的监测房里,监测仪器显示实时水温16.5摄氏度,水位埋深即井口距离地下水面69.78米,瞬时流量9.39立方米每小时,累计回灌量33.7454万立方米。

成效:倾斜的大雁塔已缓慢归正
  西安市水资源技术利用服务中心结合地下水漏斗点和封井分布情况,选择了长安大学北校区、长安大学南校区、中核262厂、西安理工大学、西安工程技术学院等处进行回灌。最明显的成效是,已向西北方向倾斜1米多的大雁塔,自2006年起开始平均每年以1毫米的速度向相反方向缓慢归正。

  据介绍,在自来水水量有保证的情况下,不考虑费用支出,通过采取加压的方式,在目前具备7眼回灌井的条件下,自来水每天的回灌量可以达到8000立方米以上,一年可以达到290万立方米以上。

  目前西安市八成以上的监测点监测到地下水水位有明显上升。通过封井、回灌地下水,西安市地下水水位已开始缓慢回升,地面沉降和地裂缝问题得到遏制。