地下水人工补给的作用包括:①增补地下水,保持地下水采补平衡;②利用地下蓄水构造作为地下水库,对当地或外地的水资源进行季节性调节或多年调节;③把工业和农业的一部分弃水和废水经过处理达标后,人工回灌补给地下水以达到重复利用水资源的目的;④控制地面沉降;⑤防止地下水污染和海水的入侵;⑥用优质的地面水源补给地下水,经过抽咸换淡,逐步把原来的劣质地下水改造成为可供开采利用的地下水;⑦利用地层的自净能力改善供水水质;⑧利用腾空的地下库容承蓄暴雨径流和洪水,减轻洪涝灾害;⑨为已停止喷涌的名泉补充水源,恢复自然风光,发展旅游业;⑩利用地下含水层热交换较弱的特点,冬季回灌储冷,冬灌夏用,夏季回灌储热,夏灌冬用;⑪在地热异常区或干热地层中注入冷水,经地下循环加热成热水后再抽取利用。
在查明地质、水文地质条件,选定补给水源的前提下,因地制宜选择合理的人工补给方法,是取得最佳效果的关键。方法选择得当,可以达到入渗补给快、占用土地少、工程投资小的目的。通常地下水人工补给方法有三类(见图)
地下水人工补给方法示意图:①地面入渗法。即利用地面自然条件(如田面、洼地、坑塘等)或地面工程(入渗池、沟渠等)引蓄地表水,增加对地下水的补给。②地下灌注法。通过钻孔、大井(竖井)、廊道(坑道)或天然落水洞等设施,将水注入储水层中。③诱导法。在地表水体附近施工水井,抽取地下水使水位降低,诱导地表水补给地下含水层,是一种间接的地下水人工补给方法。
中国常用的人工补给方法包括:①田面入渗回灌。如引水漫灌、格田淹灌、蓄水冬灌和春灌等。②沟渠河网引渗回灌。如地面沟渠或地面、地下沟渠结合引渗回灌等。③坑塘引渗回灌。④利用水井注水回灌。一般在含水层埋藏较深、且上部有黏土层覆盖的情况下采用。中国有不少城市和工业用水地区利用此法向承压含水层补给地下水,控制地面沉降和地下储冷,取得较好的效果。
地下水人工补给尚存在未解决的问题:①在人工补给过程中补给地下水的水动力、水化学和水温等变化特点和规律;②土壤和岩层对污水的净化机制及净化能力的强化和恢复途径;③由人工补给造成各种污染的预防方法和治理途径;④人工补给时各种堵塞(淤填)机理及其处理方法;⑤人工补给技术的改进。