地下水库的概念和设计理论

浅析地下水库的修建作者：李澜来源：《中国科技博览》2014年第31期[摘要]随着社会的发展，水资源对经济的发展已经成为制约因素。

在环境保护方面，水也承担着重要的作用。

然而传统的地表水库占地多、安全系数低，并可能诱发地震。

为了更好的解决用水问题，地下水库应时而生。

地下水库拥有其他水库所没有的优点，作为一种新生的工程，其技术理论还不够完善。

关于地下水库的修建，我们应该持有何种态度？[关键词]地下水库；水资源；含水层中图分类号：P641125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0062-01一.地下水库的提出水资源是稀缺战略性资源，对社会经济和对地球环境有重要的作用。

但是水资源具有时空分布不均的性质，所以我们要对其进行调节。

传统的调节方式是修建地表水库。

随着人水矛盾越来越尖锐，人类为了解决用水问题而大量开采地下水，由此产生地面沉降、海水入侵等问题。

这使人们意识到过度开发地下水资源所带来的严峻形势。

为了弥补地下水的过度开采，人们又开始注重地下水的补给。

但这毕竟是一种被动的补救措施，人们开始思考科学利用地下水资源的途径。

[1]二.地下水库的定义《水文地质术语》中，定义为：地层中能储存外来补给水源又便于开发利用的地下储水层。

[2]林学钰提出：地下水库是便于开发和利用，具有水的供给、储存、混合和输送的储水地区。

赵天石提出：地下水库利用地壳内的天然储水空间来储存水资源，是一种地下水开发工程。

天然储水空间即含水层，包括空隙、孔隙、裂隙、溶洞和坚硬岩石。

杜汉学提出：地下水库就是存在于地下的大型天然储水空间，范围较广、厚度较大的大型层状孔隙含水层，也可以是大型含水断裂带、大型岩溶储水空间等。

他认为为使社会易于接受，将一些地区的大型储水构造或厚大含水层命名为“地下水库”。

李旺林提出：地下水库是用天然地下储水空间修建的具有调节、拦蓄和利用地下水流作用的特殊水库。

杜新强、李砚阁等提出：地下水库是以岩石空隙为空间，人工干预作用下而形成的调蓄能力较强的水利工程。

地下水库设计理论初探李旺林1，3 束龙仓2 殷宗泽1（1.河海大学土木工程学院 南京 210024；2.河海大学水资源环境学院 南京 210024；3.山东省水利勘测设计院 济南 250013）【摘要】 探讨了地下水库的基本概念和建立地下水库的基本条件，介绍了地下水库的分类方法，探索性提出了地下水库设计的基本理论框架。

介绍了山东王河地下水库的设计实例。

【关键词】 地下水库 定义 分类 地下水库工程学0 前言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、主动性的储存、调节和利用地下水资源的一种工程措施。

本文在总结山东地下水库实践的基础上，并结合国内外其它的地下水库，分析探讨地下水库的基本问题，初步构造了地下水库设计理论框架，最后简单介绍了山东王河地下水库的设计情况。

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，每年回灌处理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，利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行指南。

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，毕竟是世界上早期的地下水库。

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试验，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库等。

话说地下水库
张桂芳;姚章村
【期刊名称】《水利天地》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】地下水库是指由地下砂砾石孔隙、岩石裂隙或溶洞所形成的,或建筑地下截水墙,截蓄地下水或潜流而形成的有确定范围的贮水空间。

无论在什么时候,地球上的淡水大约都有三分之二是蓄存于地下水库中。

地下水库与地上水库一样具有供水、蓄水、输水和水质掺和等各种用途,对水资源的调节有着巨大作用,但人们往往对其缺乏认知,
【总页数】2页(P19-20)
【作者】张桂芳;姚章村
【作者单位】黑龙江省850农场水务局,158400;黑龙江省农垦勘测设计研究院,150090
【正文语种】中文
【中图分类】TV623
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水资源短缺地区的地下水库可行性研究水资源短缺问题一直以来令人担忧，尤其在一些干旱地区，水资源的供应更加紧张。

为了确保水资源的可持续利用，保障社会和经济的发展，我们需要加强水资源的管理与保护，并寻求新的水资源的获取方式。

而其中，地下水库在解决水资源短缺问题中具有独特的优势。

一、地下水库的概念和特点地下水库是指在地下人工挖掘或通过井口直接向地下输送水资源，通过透水性好的地层将水存储于地下储层中，在需要时通过简单的提水机或水泵把水提升至地面利用的一种技术。

相比于地面水库，地下水库具有以下几个特点：（1）有较大的存储容量，可以长期存储水资源，且不会受到气温变化的影响。

（2）地下水库的位置相对隐蔽，不会占用地面宝贵的土地资源。

（3）地下水库可以避免水资源的蒸发和污染，保证水质的纯净。

因此，地下水库在缓解水资源短缺、保障水资源的可持续利用等方面具有很大的优势。

二、地下水库可行性研究和建设条件地下水库的建设需要考虑以下几个方面：（1）水文地质条件。

建设地下水库的地方需要具备透水性好的地层，水源丰富且水质好，并保证不与周围的地下水资源产生干扰。

（2）技术条件。

地下水库建设需要采用专业的挖掘工具和设施，并需要具备一定的水利工程技术和管理经验。

（3）经济条件。

地下水库的建设需要一定的投资成本，因此需要考虑建设成本和建设后的运营成本，并评估其经济效益。

（4）社会环境条件。

地下水库的建设需要得到当地政府和社会的支持，通过宣传和沟通等方式提高社会公众的认识和接受度。

在上述条件齐备的情况下，地下水库建设就可以进行可行性研究和实施。

三、地下水库的优势和应用案例地下水库的优势在于水资源的存储容量大，且可以避免水资源的蒸发和污染，保证水质。

此外，在缓解水资源短缺、保障农业灌溉和城市供水等方面有广泛的应用。

以中国为例，中国西北地区干旱缺水严重，多年来一直在积极推广地下水库的建设。

1988年，中国甘肃省天祝县成功建设了世界第一口地下水库，这一技术也被逐渐应用到了新疆、内蒙古等干旱地区。

地下水库21世纪，摆在我们人类面前的有两大难点：一是有限的地球表面空间将不足以容纳日益增长的人口数量；二是水资源的短缺将越来越严重。

如何解决这两大难题是关系到人类能否持续生存下去的关键。

我认为地下水库的出现将是解决这两大难题的很有效的策略之一。

如今，大量的地下水正在被开采，地下水水位急剧下降，水位降落漏斗面积不断扩大，漏斗中心地下水埋深已降至近百米，再加上不少地方还有大量的矿坑废井，这为地下水库的建立提供了一个良好的外部条件。

一般来说，广义的地下水库是指地下水比较集中的地区，比如说冲积扇、河谷、历史遗留下来的河道、盆地、向斜等地貌以及构造、岩石地层控制地下水富集的场所，形成天然地下水库。

这样定义包括的范围很广。

而狭义的地下水库则是指在自然形成或者经过人类改造过的地下水富集区，采用人工方法减少地下水的排泄量，增加地下水的补给、蓄存和开采量。

所谓的人工方法，包括构筑暗坝或挡水墙拦截地下水径流量。

比如可以采用抽水井工程，降低地下水位，腾出地下水库库容来实现。

地下水库和地上水库相比，有着不少好处：第一，它节省了大量的地表空间，避免出现修建地上水库要大规模移民所带来的社会不稳定性。

第二，由于目前地上水库对环境的影响日益严重，而地下水库对环境的负面影响比较小。

因此修建地下水库，可以多方面改善生态环境。

例如，通过人工补给含水层抬升地下水位，可以消减因地下水超采形成的降落漏斗，缓解地面沉降，减少由于抽水引起不均匀沉降导致的地裂缝，阻止海水入侵，恢复湿地面积，缓解土地荒漠化、沙漠化等。

第三，地下水库灵活多变，即使是在大山大河底下也可以修建。

第四，地下水受到地面污染物的影响较小，因而水质也比较好。

第五，在地下修建水库，还可以减少水蒸发所带来的浪费。

第六，随着人类社会的发展和科技的进步，人类必将在地下修建商业街、各种娱乐场所甚至是地下城市。

到时候，如果修建了地下水库，人类就可以利用其来取水甚至是用来发电，那将是多么的方便啊。

水库设计的理念水库设计的理念旨在充分利用水资源，为人们提供稳定的水源供应，并通过水库的建设和管理来保护环境、减轻洪涝灾害、实现可持续发展。

水库设计的理念应该包括以下几个方面。

首先，水库设计的理念应注重人民的需求。

水是人类生存和发展的基本需求之一，水库的设计应以满足人民的用水需要为出发点，确保人们的饮水安全和农田灌溉用水的可靠性。

水库的规模和资源利用能力应与当地人口增长和经济发展需求相适应。

其次，水库设计的理念应考虑环境保护和生态平衡。

水库建设对生态环境和自然资源造成的影响是不可忽视的，因此在水库设计过程中，应充分考虑水库所在地的生态环境和自然资源的保护，最大限度地减少水库建设对生态系统的破坏，并采取相应的措施保护水库周围的生态环境，保持生态平衡。

第三，水库设计的理念应注重水资源的合理利用。

水库建设不仅要解决水源供应的问题，还要合理利用水资源。

设计师应该考虑到不同季节和干旱年份的水量变化，确保在水资源稀缺时能够进行有效的调度和节约用水。

此外，水库建设还应结合水资源的优化配置，合理地安排水库的位置、容量和供水范围，最大限度地发挥水库的作用。

最后，水库设计的理念应注重科技创新和管理现代化。

水库设计应采用先进的技术手段和管理方法，利用先进的仪器设备和信息技术，提高水库的建设和管理效率，提高水库的安全性和可靠性，降低水库运行和维护成本。

同时，还应加强水库的监测和预警系统，及时掌握水库的水位、泥沙、污染物等信息，确保水库的安全运行。

综上所述，水库设计的理念应注重满足人民的需求、保护环境和生态平衡、合理利用水资源以及科技创新和管理现代化。

只有在这些理念的指导下，水库设计才能真正实现对水资源的有效利用和保护，为人们提供稳定的水源供应。

水库及大坝设计全套资料引言水库及大坝设计是一项复杂的工程，它对水资源的开发和利用具有重要的意义。

本文档将介绍水库及大坝设计的全套资料内容，并采用Markdown文本格式进行展示。

通过本文档的阅读，读者将获得关于水库及大坝设计的基本信息，在实际工程设计中能够更好地应用所学知识。

1. 概述水库及大坝是一项基础设施工程，用于储存和调节水资源。

水库主要包括水库堤坝、溢洪道、泄水建筑物、取水口等。

大坝则是水库的核心组成部分，主要用于阻挡水流和形成蓄水体积。

2. 设计步骤水库及大坝的设计通常包括以下步骤：2.1. 取得工程背景资料在进行水库及大坝设计之前，需要先取得相关的工程背景资料。

这些资料包括水资源勘测、水文资料、地质资料等，用于对工程规模和设计参数进行分析和确定。

2.2. 初步设计初步设计是水库及大坝设计的基础，它包括确定工程规划和建设目标、选取合适的大坝类型、确定水库容量等。

2.3. 水动力计算和稳定性分析水动力计算和稳定性分析是水库及大坝设计中的重要环节。

通过对水流的模拟和大坝结构的强度分析，确定水库及大坝的稳定性和安全性。

2.4. 结构设计结构设计是根据工程要求和技术标准，确定大坝结构的具体参数。

包括选择适当的材料和结构形式，设计引水设施、溢洪道和泄水建筑物等。

2.5. 施工图设计施工图设计是将设计方案具体细化为施工图纸，供施工单位和监理单位参考。

包括平面布置图、断面图、细部构造图等。

3. 资料要求水库及大坝设计资料通常包括以下内容：3.1. 设计报告设计报告是对水库及大坝设计过程的总结和说明，包括工程概况、设计目标、主要设计参数和结果、安全评价等。

3.2. 施工图纸施工图纸是水库及大坝设计的具体呈现，包括平面布置图、断面图、结构图等。

施工单位根据施工图纸进行施工作业。

3.3. 技术规范技术规范是水库及大坝设计的依据，包括国家标准、行业标准和设计规范等。

设计人员应根据技术规范进行设计工作，确保工程质量。

地下水库调蓄初探摘要：阐述了地下水库的概念特征、地下水库建立的条件及库址的选择及地下水位的储蓄，分析了地下水库发展中遇到的问题，提出了地下水库在水资源开发利用中的重要意义。

关键词：地下水库；调蓄；探究1地下水库的概念特征1.1地下水库的定义地下水库是利用地壳天然储水空间，储存水资源的一种地下水开发工程。

天然储水空间就是含水层，包括坚硬岩石和松散堆积物中的空隙、孔隙、裂隙、溶洞等，目前还没有严格和通用的定义。

地下水库调节水资源的基本原理是在丰水期将多余的地表水储存在地下水库中，干旱缺水时期大量取用，以这种周期性补给、开采的运行方式调节水资源供需的时空矛盾。

1.2地下水库与地表水库的差异1.2.1 拦截和储存的对象不同。

地表水库拦截地表径流，地下水库拦截地下径流。

1，2.2地表水库将水储存在地表的峡谷、洼地中，仅是水的单相体系；地下水库将水储存在天然含水层(储水结构)的介质中，为“水——岩”两相体系。

它的存在和运动更为复杂。

1，2.3地表水库必须要有拦水工程——水坝，而地下水库有些需要有截水工程——地下水坝，有些情况不需要修建地下截水坝。

1.2.4地下水库要有含水层补给工程，即通过各种工程手段将地表水引入地下含水层中，这是实现调蓄的基本条件之一，地表水库不需要这项工程。

1.2.5地表水库的很多功能如航运、发电、养殖等是地下水库所不具备的，地下水库也有一些特殊功能，如储蓄功能等。

1.3地下水库的优点虽然地下水库与地表水库都是以储存和调节水资源为基本目的的水资源开发工程，但与地表水库相比，地下水库还具有以下优点。

①可将部分地表水转入地下进行多年调节，提高水资源可调蓄空间；②地下水库水温稳定，可储冷储热，节省能源；③就地蓄水，就地取水，可以丰蓄枯采，调节水资源时空分配不均匀，最大限度地利用降水资源，提高水资源的利用率；④地下水库蒸发损耗小；⑤不占用土地资源；⑥水库泥沙淤积较少；⑦由于含水层的过滤作用，水质良好，不易污染；⑧能改良土壤，涵养地下水源，改善生态环境；⑨工程投资少见效快；⑩地下水蓄水安全，不会带来大的灾害(如地震，滑坡，溃坝等)。

第4卷　第2期 地下空间与工程学报V o l.4 2008年4月 C h i n e s eJ o u r n a l o f U n d e r g r o u n dS p a c e a n d E n g i n e e r i n g A p r.2008　地下水库的概念、分类和分级问题研究＊杜新强1,李砚阁2,冶雪艳1(1.吉林大学环境与资源学院,长春　130026;2.南京水利科学研究院,南京　210024)摘　要:地下水库在水资源调控领域里发挥的作用已越来越大,地下水库的工程实践也有一定的基础,但在理论研究方面尚处于探索阶段,尚未形成统一的理论体系和工作规范。

从概念上理解,地下水库应作为系统工程来对待,并非单一的储水库区;按照储水介质不同可以将地下水库划分孔隙地下水库、岩溶地下水库和裂隙地下水库三大类,进一步按地下水库所处的地貌单元不同划分具体类型;参照地表水库的分级标准,将地下水库按照总库容划分为四个等级:特大型、大型、中型和小型。

关键词:地下水库;地下水资源;水利工程中图分类号:P641 文献标识码:A　文章编号:1673-0836(2008)02-0209-06S t u d y o nC o n c e p t,T y p e s a n dG r a d e s o f G r o u n d w a t e r R e s e r v o i rD UX i n-q i a n g1,L I Y A N-g e2,Y EX u e-y a n1(1.C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a n d R e s o u r c e s,J i l i nU n i v e r s i t y,C h a n g c h u n130026;2.N a n j i n g A c a d e m y o f H y d r o S c i e n c e,N a n j i n g210024)A b s t r a c t:G r o u n d w a t e r r e s e r v o i r i s p l a y i n g a m o r e a n d m o r e i m p o r t a n t r o l e i n t h e f i e l do f w a t e r r e s o u r c e s r e g u l a-t i o n,a n dt h ee n g i n e e r i n gp r a c t i c e s f o r i t s c o n s t r u c t i o nh a dc e r t a i ne x p e r i e n c eb a s i s,b u t t h et h e o r e t i c a l s t u d yo ng r o u n d w a t e r r e s e r v o i r i s i n t h e p r i m a r y p h a s e y e t,t h e i r u n i f i e dt h e o r y s y s t e m a n d w o r k c r i t e r i o n h a s n't b e e nf o r m e d.T h e c o n c e p t,t y p e a n dg r a d e o f g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r a r e t h e p r i m a r y t h e o r e t i c a l i s s u e s o f g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r,b u t t h e s e i s s u e s h a v n't b e e n s t u d i e d s p e c i a l l y a n d s u c hs i t u a t i o n i s u n f a v o r a b l e t o b u i l d i n g a n dd e v e l o p i n g t h e g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r t h e o r y s y s t e m.F r o mt h e c o n c e p t o f g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r,s u c hr e s e r v o i r i s a k i n d o f w a t e r c o n s e r v a n c y s y s-t e me n g i n e e r i n g b u t n o t o n l y t h e u n d e r g r o u n d s t o r a g e a r e a.A c c o r d i n g t o t h e u n d e r g r o u n d s t o r a g e m e d i a,t h e g r o u n d w-a t e r r e s e r v o i rc a nb ec l a s s i f i e di n t op o r o u sm ed i ag r o u n d w a te r r e s e r v o i r,k a r s tg r o u n d w a t e r r e s e r v o i r a n df i s s u r eg r o u n d w a t e r r e s e r v o i r,f u r t h e r m o r e,a c c o r d i n gt ot h e d i f f e r e n t p h y s i o g n o m y e l e m e n t w h e r e t h eg r o u n d w a t e r r e s e r v o i rw a s b u i l d,t h e r e a r e e l e v e ni d i o g r a p h i c t y p e s o f g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r.B a s e do nt h e g r a d e c r i t e r i o nf o r s u r f a c e w a t e r r e s e r v o i r,t h e g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r w a s d i v i d e d i n t o f o u r g r a d e s a s f o l l o w s:o v e r s i z e s c a l e,l a r g e s c a l e,m i d d l e s c a l ea n d l i t t l es c a l e.K e y w o r d s:g r o u n d w a t e r r e s e r v o i r;g r o u n d w a t e r r e s o u r c e s;w a t e r c o n s e r v a n c y 修建地表水库一直是水资源人工调控领域中的主流方法,可用于防洪、供水、发电以及灌溉等目的。

水库设计的理念水库设计的理念是基于解决当今社会面临的水资源问题，保护生态环境，实现可持续发展的目标。

水库设计理念的核心是通过科学规划、设计和管理水库，充分利用水资源，提高水资源利用效率，保护水资源、生态环境和人类健康。

首先，水库设计的理念是以满足人民生产和生活的水需求为前提。

随着人口的增加和社会经济的发展，水需求不断增加。

水库设计要考虑人口密度、经济发展水平和用水需求等因素，合理确定水库的规模和蓄水量，确保水资源的供应和分配的稳定性和平衡性。

其次，水库设计的理念是保护生态环境和生物多样性。

水库建设和运行过程中，要充分考虑河流生态系统的重要性，运用生态补偿和生态恢复等措施保护和改善河流上下游的水生态环境，确保水库的健康运行和动态平衡。

再次，水库设计的理念是提高水资源利用效率和水资源节约。

水库建设和运行要协调兼顾经济效益和社会效益，减少水和土地资源的浪费，提高水资源的利用率。

通过科学的灌溉和供水技术，可减少水资源的消耗和污染。

此外，水库设计的理念是防洪减灾和保护水安全。

水库在防洪减灾中起到重要的作用，通过调节水库蓄水量和排放流量，可以有效降低洪水灾害风险，保护人民生命财产安全。

同时，水库设计要考虑水质安全问题，采取防止水污染和水生态系统破坏的措施，保障人民饮水安全和生态系统的健康发展。

最后，水库设计的理念是可持续发展。

水库的设计和建设应该考虑长远效益和可持续发展。

通过科学规划和管理水库，建立和完善水库的监测和评估体系，解决水库长期运行中的问题，确保水库的可持续发展和社会经济的持续发展相适应。

综上所述，水库设计的理念是以合理利用水资源、保护生态环境和实现可持续发展的目标为导向。

水库设计要以满足人民生产和生活的水需求为前提，保护生态环境和生物多样性，提高水资源利用效率和节约水资源，防洪减灾和保护水安全，并实现可持续发展。

这些理念是科学规划、设计和管理水库的基本要求，也是社会经济和人类生活发展的需要。

只有在这些理念的指导下，水库建设和运行才能真正为人民服务，为社会做出更大的贡献。