Medidas Técnicas para la Gestión de Recursos de Aguas Subterráneas

(1) Planificación unificada y asignación razonable de los recursos hídricos regionales

Existe una conexión interna inseparable entre el agua subterránea, el agua superficial y el agua atmosférica, y se transforman constantemente entre sí en el ciclo del agua. Para evaluar correctamente los diversos recursos hídricos de la región y formular planes de desarrollo y utilización de recursos hídricos técnica y económicamente razonables, es necesario realizar una investigación y evaluación unificadas de todos los recursos hídricos de la región.

Para formular un correcto plan de gestión de los recursos hídricos, en primer lugar, debemos comprender la relación de transformación mutua entre la cantidad total de recursos hídricos de la región y los diversos tipos de recursos hídricos; proyecto de balance hídrico de los recursos hídricos regionales La importancia de su composición para el futuro suministro sostenible de agua y los cambios que pueden ocurrir antes y después del desarrollo y utilización finalmente, al desarrollar y utilizar, debe haber una perspectiva integral y equilibrada;

En la actualidad existe una **** en los planes de desarrollo de los recursos hídricos de los países de todo el mundo, es decir, la gestión global de los recursos hídricos en cuencas (o cuencas) fluviales con las mismas características, lo cual se refleja en los planes de desarrollo de los recursos hídricos. Principios de utilización integral y desarrollo conjunto de los recursos hídricos. El futuro desarrollo, protección y gestión de las aguas subterráneas se centrará principalmente en el aprovechamiento integral de las aguas superficiales y subterráneas. El mejor plan para el desarrollo de los recursos de aguas subterráneas es basarse en la utilización conjunta de las aguas superficiales y subterráneas y, al mismo tiempo, adoptar la recarga artificial, construir embalses subterráneos, controlar la sobreexplotación regional de las aguas subterráneas, utilizar aguas subterráneas salinas locales y ajustar el diseño de las aguas subterráneas. medida de los pozos de bombeo existentes.

(2) Ajustar la estructura de las fuentes de agua e implementar un suministro de agua basado en la calidad y el reciclaje del agua.

Los recursos hídricos son escasos, especialmente las fuentes de agua de alta calidad son limitadas. Por lo tanto, la utilización de las fuentes de agua debe basarse en los requisitos de calidad del agua de la estructura industrial y agrícola e implementar un suministro de agua basado en la calidad y un uso óptimo y de alta calidad. Esta es una medida eficaz para la utilización integral de los recursos hídricos limitados. El agua doméstica es principalmente agua subterránea o agua superficial de alta calidad; el agua industrial se puede dividir a grandes rasgos en agua de caldera, agua de refrigeración de lavado y agua municipal recuperada, que puede reutilizarse. En las zonas con distribución de agua salada, parte del agua salada se puede explotar adecuadamente para el riego de tierras agrícolas y complementar la escasez de agua agrícola. Al mismo tiempo, se debe coordinar el uso del agua entre las industrias para lograr el reciclaje. Para lograr la conservación y utilización integral del agua, se deben romper los límites del uso del agua en la industria, se debe adoptar un modelo de utilización integral de reutilización de aguas residuales y se debe usar un agua para múltiples propósitos gradualmente. Por ejemplo, el agua generada por energía térmica debe reutilizarse en el riego de tierras agrícolas tanto como sea posible, el agua caliente generada por energía térmica debe usarse para desarrollar el cultivo de hortalizas en invernaderos en invierno y el drenaje de energía térmica debe integrarse aún más con el agua de calefacción y de pesca.

(3) Ajustar la estructura industrial y optimizar la distribución de la productividad regional

En la actualidad, los recursos hídricos se han convertido en una limitación en la planificación y distribución de la producción y la construcción. es necesario ajustar y optimizar según las condiciones de los recursos hídricos Estructura industrial, distribución racional de la productividad regional, formación de una estructura económica que ahorre agua, realización de una distribución razonable de los recursos hídricos y de la economía nacional, y promoción de la optimización de la economía y beneficios medioambientales.

Bajo la premisa de garantizar el valor de producción objetivo planificado, mediante la optimización y el ajuste de la estructura industrial, los recursos hídricos limitados pueden asignarse racionalmente en el sistema económico para maximizar los beneficios y la "industria basada en el agua". "Determinación" debe considerarse como el ajuste de la estructura industrial y los principios básicos del diseño de la productividad, que también es un medio necesario para utilizar racionalmente los recursos hídricos limitados. Este es también un medio necesario para utilizar racionalmente los recursos hídricos limitados. En el diseño de la producción industrial, debemos considerar plenamente las condiciones de los recursos hídricos, implementar el suministro de fuentes, combinar la oferta y la demanda, considerar y planificar el desarrollo económico desde una escala macro más amplia, aprovechar plenamente el papel complementario y coordinador de las zonas de cooperación económica, y Priorizar las industrias que consumen mucha agua en áreas con abundantes recursos hídricos, se puede lograr el desarrollo y la utilización local, lo que no solo puede reducir la presión del suministro de agua en las áreas urbanas, sino que también puede evitar la transición de la aglomeración industrial urbana y aumentar la demanda de agua subterránea. no sólo reduce la presión del suministro de agua urbana, sino que también puede evitar los impactos ambientales negativos causados ​​por la concentración excesiva de la industria urbana, el aumento de la demanda de agua y la intensidad de extracción de agua subterránea que excede con creces el volumen de extracción permitido. Al mismo tiempo, también reduce el costo del transporte acuático de larga distancia, lo que puede lograr enormes beneficios sociales, económicos y ambientales.

(4) Preste igual atención a "aumentar los ingresos" y reducir los gastos.

Según las estadísticas, la tasa actual de desarrollo y utilización de aguas superficiales en mi país es sólo el 17% de la La escorrentía anual de los ríos, y la tasa de utilización de aguas subterráneas poco profundas es sólo el 17% de la escorrentía anual de los ríos es el 24%, por lo que todavía existe potencial para encontrar nuevas fuentes de agua en algunas áreas. Sin embargo, en muchas zonas se debería prestar más atención a otras medidas para aumentar los ingresos (construcción de embalses subterráneos, recarga artificial de aguas subterráneas, etc.), y reducir los gastos es una tarea importante que no puede retrasarse.

1. Recarga de drenaje y asignación de recursos hídricos entre cuencas

Utilizar el drenaje minero como fuente de recarga es una de las mejores medidas para aprovechar al máximo los recursos hídricos y resolver la contradicción entre el suministro de agua y el drenaje, y vale la pena promoverlo.

En la actualidad, las vetas de carbón inferiores de muchas yacimientos de carbón en las montañas Taihang, en el norte de mi país, están amenazadas por agua subterránea a alta presión en el fondo del pozo y no pueden extraerse. Su desplazamiento se estima en unos 500 millones de metros cúbicos al año. Si se pueden planificar el drenaje y el suministro de agua en el área en su conjunto y el drenaje se utiliza para el suministro de agua urbano o industrial y agrícola, se pueden aliviar los conflictos locales por el suministro de agua y el drenaje. En la actualidad, el drenaje minero de muchas minas en todo el país está en su mayor parte contaminado y no es adecuado para uso doméstico e industrial, o incluso para riego agrícola. Una gran cantidad de agua fluye en vano, convirtiéndose en una fuente de contaminación para las superficies circundantes. Además, la ampliación de los embudos de drenaje de las minas también ha reducido el suministro de agua circundante, lo que ha provocado el deterioro del entorno geológico. Por ejemplo, si implementamos una toma anticipada de agua, reducimos las emisiones para reducir las emisiones, cambiamos el drenaje para reemplazarlo, excavamos hacia arriba y hacia abajo, suministramos primero y luego descargamos, y combinamos drenaje y suministro, también podemos usar cortinas. Intercepción, drenaje interno y suministro externo para resolver el problema. Este contenido hablará más sobre esto en la tercera parte.

En áreas donde los altos niveles de agua subterránea causan salinización o inundación del suelo, el bombeo y el drenaje también se pueden combinar con el suministro de agua, y se puede implementar riego y drenaje de pozos para reducir el nivel del agua subterránea, acelerar la desalinización del suelo y mejorar las capacidades de control de inundaciones, mejorar el agua dulce poco profunda y lograr el propósito de aumentar la producción agrícola.

Cuando los recursos hídricos de una región no pueden satisfacer las necesidades de la vida diaria y la producción después de una asignación suficiente, se puede considerar desviar el agua superficial de las cuencas fluviales con excedentes de recursos hídricos.

2. Ahorro de agua

Dado que los países de todo el mundo generalmente se enfrentan al problema de la insuficiencia de recursos de agua dulce, todos los países están otorgando gran importancia a la investigación de tecnologías de ahorro de agua. En China, aunque el suministro de agua es escaso en muchas zonas, el desperdicio de diversos recursos hídricos es generalizado y en grandes cantidades. En este sentido, todavía falta una gestión eficaz. La "Ley del Agua" de China estipula claramente que "el Estado deberá conservar el agua, promover vigorosamente medidas de ahorro de agua, promover nuevas tecnologías y procesos de ahorro de agua, desarrollar industrias de ahorro de agua, agricultura y servicios de ahorro de agua, y establecer una sociedad que ahorra agua "La estructura económica, el sistema, las unidades y los individuos tienen la obligación de ahorrar agua". La implementación vigorosa de medidas de ahorro de agua no es sólo una necesidad para resolver la contradicción entre el suministro y la demanda de agua, sino también una medida eficaz para reducir las descargas de aguas residuales, mejorar el medio ambiente y aumentar los beneficios económicos de las empresas. En algunas zonas con recursos hídricos insuficientes, es difícil resolver la contradicción entre oferta y demanda aumentando los ingresos y reduciendo los gastos, y sólo se puede buscar alivio en la conservación del agua. Ahorrar agua es una forma importante de resolver el problema de la escasez de agua en mi país.

(1) Tratamiento y reutilización de la calidad del agua de aguas residuales para aumentar la tasa de reutilización. En la actualidad, la tasa de reutilización de aguas residuales en algunos países desarrollados ha alcanzado entre el 85% y el 98%; el consumo de agua doméstico, industrial y urbano es grande, pero la tasa de reutilización es muy baja. La mayoría de las ciudades todavía están estancadas entre el 20% y el 50%, y todavía existe un gran potencial.

(2) Promover medidas avanzadas de ahorro de agua. Primero, debemos establecer un sistema de gestión de la producción y luego promover medidas de ahorro de agua en el uso industrial, agrícola y doméstico. En términos de industria, debemos construir industrias avanzadas que ahorren agua y reducir las cuotas de agua industrial, mejorar los procesos de producción, minimizar el uso de agua en el proceso de producción y reducir el consumo de agua por unidad de producto; En términos de agricultura, mi país es un gran consumidor de agua, con un consumo promedio de agua de 448 m3 por mu. Sin embargo, la tasa de utilización de agua agrícola de mi país es sólo del 30% al 40%, mientras que llega al 70% al 80%. En el extranjero, la superficie de riego de las tierras agrícolas de mi país es de 750 millones de acres y el agua de riego anual La cantidad es de más de 400 mil millones de m3. Si la tasa de utilización del agua de riego aumenta en un 10%, se pueden ahorrar más de 40 mil millones de m3 de agua cada año. . Por lo tanto, es necesario mejorar la tecnología de riego y brindar apoyo a los proyectos de campo. Los canales de riego deben ser antifiltración o utilizar tuberías abiertas (mangueras de plástico) y tuberías ocultas (las tuberías geográficas y el riego fronterizo deben reemplazarse por riego por aspersión). El riego por goteo, el riego por filtración y el microriego pueden ahorrar agua y ampliar el área de riego.

(3) Ahorrar agua doméstica. El fenómeno del desperdicio de agua es común en la vida diaria (fugas de agua, fugas, goteos, fugas, agua corriente prolongada, etc. La variedad y cantidad son sorprendentes, especialmente en la industria de servicios y el uso doméstico del agua). Por lo tanto, es necesario publicitar vigorosamente la conservación del agua, mejorar la conciencia de la gente sobre la crisis del agua y la conservación del agua, e implementar un sistema de "recompensas para cada sección que supere la sanción". Hay muchos aspectos del ahorro de agua en la vida diaria. La promoción de artículos sanitarios que ahorren agua (incluidos inodoros, duchas, cocinas, artículos médicos y otros artículos sanitarios) debe ser una medida importante de ahorro de agua. Además, se debe promover vigorosamente el tratamiento y la reutilización de las aguas residuales domésticas.

(4) Realizar un agua para múltiples usos. Por ejemplo, el tratamiento y la reutilización de aguas residuales antes mencionados, las aguas residuales industriales (directamente o mediante tratamiento) utilizadas para riego o refrigeración, ecologización, protección contra incendios, entretenimiento y agua ornamental, etc., ahorrarán fuentes de agua de alta calidad para agua doméstica.

(5) Monitoreo de aguas subterráneas

Para comprender la implementación de los planes de gestión de recursos hídricos, predecir la dinámica natural y minera futura de las aguas subterráneas y las tendencias cambiantes de las condiciones ambientales, para para ajustar oportunamente los planes de manejo y tomar medidas preventivas y de control, es necesario realizar de manera integral y sistemática un monitoreo dinámico de las aguas subterráneas, especialmente en embalses subterráneos y áreas donde se utilizan aguas residuales recicladas para recarga artificial. Por lo tanto, el monitoreo dinámico de las aguas subterráneas es una parte integral de la gestión de los recursos hídricos. Muchos países han estipulado claramente en sus leyes de recursos hídricos que el diseño de gestión de recursos hídricos sin datos de monitoreo de aguas subterráneas no está permitido en absoluto por ley, y nuestro país también ha establecido regulaciones claras al respecto.

El contenido de seguimiento dinámico de las aguas subterráneas debe determinarse según el plan de gestión. Sus contenidos principales incluyen tres aspectos: dinámica del nivel freático, cambios en la calidad del agua, volumen de extracción y estadísticas de recarga. Cuando puedan ocurrir desastres ambientales causados ​​por el desarrollo de recursos hídricos en el sistema de aguas subterráneas, también se deben monitorear sus cambios.

El alcance de la red de monitoreo dinámico de las aguas subterráneas debería, en principio, incluir toda el área de gestión de los recursos hídricos y, en ocasiones, debería ampliarse a áreas adyacentes al área de formación de los recursos hídricos. El diseño de las redes y puntos de monitoreo debe considerar la regulación de los recursos hídricos dinámicos en la región, y enfocarse en el monitoreo en los tramos que tienen mayor impacto en la calidad y cantidad del agua de las fuentes subterráneas y en los tramos donde pueden ocurrir desastres geológicos. El diseño de la red de seguimiento y de los puntos de seguimiento también debe ser compatible con el modelo matemático seleccionado para calcular la cantidad y la calidad del agua. Los principios específicos para seleccionar puntos de observación son que primero deben ser representativos y utilizar puntos de pozos existentes tanto como sea posible para que un pozo pueda usarse para múltiples propósitos. Representatividad significa que las muestras de calidad del agua tomadas o los datos de nivel y flujo de agua observados pueden ser consistentes con la situación real de la masa de agua en ubicación y tiempo, y pueden controlar un determinado espacio y tiempo. Por ejemplo, no habrá diferencias en el nivel o la calidad del agua debido a diferentes profundidades de pozo o diferentes capas inferiores del filtro; no afectará el contenido real de oligoelementos y bacterias en el agua debido a la inactivación a largo plazo; También se debe tener en cuenta que la ubicación del punto de observación no debe cambiarse fácilmente, porque cambiar el punto de observación con frecuencia puede reducir en gran medida el valor de los resultados de la observación.

Los requisitos generales para la observación dinámica del agua subterránea se introdujeron en el Capítulo 6, y aquí solo se introducen algunos requisitos especiales.

La tarea básica de la observación dinámica de los niveles de agua subterránea en condiciones mineras: para captar las condiciones hidrodinámicas de todo el campo de filtración dentro de un período determinado, la tarea principal es preparar y dibujar diagramas de isohidrógeno (campo de flujo). diagramas) en diferentes períodos para analizar la dirección del flujo y patrón de movimiento de las aguas subterráneas, el alcance de influencia de los pozos de bombeo o de inyección (recarga artificial), y la intrusión de agua de mar, etc. Al mismo tiempo, este tipo de diagrama es también el diagrama básico para establecer modelos matemáticos de cálculo de recursos hídricos. Para dibujar mapas de campo de flujo de alta calidad, es necesario establecer una red de observación para controlar los cambios del campo de flujo en toda el área. Se deben establecer 1 o 2 líneas de observación principales en el embudo de caída del nivel del agua, el montículo de agua de recarga. y diferentes tipos de límites dentro del área. Los puntos de observación deben disponerse en la medida de lo posible en la línea del perfil del punto de cambio de pendiente de la superficie del agua subterránea. Para áreas donde la pendiente de la superficie del agua no cambia, se pueden usar varios puntos de observación para controlarla. ② Obtener una tendencia confiable de los cambios del nivel del agua a lo largo del tiempo y su tasa de cambio. Su tarea principal es comprobar si las condiciones de extracción de agua subterránea se desarrollan en la dirección esperada por el plan de gestión de recursos hídricos. En caso de existir desviaciones, se deben tomar las medidas correspondientes para proteger los recursos de agua subterránea. Dichos puntos de observación deben estar ubicados en el centro del embudo de caída del nivel del agua para representar verdaderamente la tendencia cambiante del agua subterránea regional. Esto se debe a que el nivel de agua en el centro del embudo responderá a los efectos de perturbación de todos los pozos de bombeo, mientras que los niveles de agua en los pozos en el borde del embudo no son necesariamente representativos. En segundo lugar, para eliminar el impacto de los cambios en la intensidad minera a lo largo del tiempo en la observación del nivel del agua, los pozos no productivos deben seleccionarse como pozos de observación dinámica del nivel del agua.

Para el monitoreo de la calidad del agua subterránea, se deben tener en cuenta las siguientes cuestiones: Los planes de monitoreo de la calidad del agua generalmente se pueden dividir en dos categorías: "planes de monitoreo básicos" y "planes de monitoreo selectivo". El primero se refiere a elementos que deben medirse en muestras de agua en todos los puntos de monitoreo de la región; el segundo son algunos elementos designados que se prueban en función de las características de la ubicación y los diferentes usos de cada punto de monitoreo. Para comprender las tendencias cambiantes de las condiciones hidrogeoquímicas en todo el sistema de agua subterránea, es necesario estipular una pequeña cantidad de componentes químicos convencionales como elementos básicos de monitoreo, pero los elementos de monitoreo deben centrarse en los componentes químicos que pueden tener un impacto dañino en el agua subterránea. calidad. Además, ciertas anomalías en la calidad del agua descubiertas también se pueden monitorear retrospectivamente basándose en la información sobre la calidad del agua durante un período determinado. Además del monitoreo rutinario de la calidad del agua, la gestión actual de los recursos hídricos nacionales y extranjeros enfatiza el monitoreo de trazas de iones de metales pesados, materia orgánica y bacterias y virus patógenos que son dañinos para la salud humana.

La gente se ha dado cuenta de que el daño de la materia orgánica es mucho mayor que el de la materia inorgánica o la contaminación microbiana. Por lo tanto, en áreas donde el agua subterránea está contaminada por materia orgánica, se deben incrementar los proyectos de monitoreo de trazas de materia orgánica. (iii) Los niveles de trazas de elementos metálicos pesados ​​y contaminantes orgánicos en las aguas subterráneas suelen ser muy bajos (generalmente se miden en microgramos o miligramos por litro). Por lo tanto, si el muestreo no se realiza estrictamente de acuerdo con los requisitos, o debido a cambios químicos o bioquímicos en la propia muestra de agua durante el proceso de almacenamiento, los resultados de estos componentes medidos en el laboratorio serán inconsistentes con la situación real, distorsionando la evaluación de la calidad del agua; o la misma muestra de agua será diferente. Los resultados de varios grupos de muestras son inconsistentes y no se puede llegar a ninguna conclusión de la evaluación. Por lo tanto, en primer lugar, debemos implementar estrictamente los procedimientos técnicos para el muestreo y conservación de muestras de agua, en segundo lugar, debemos intentar unificar el tiempo de muestreo y análisis, implementar muestreo centralizado y muestreo sistemático, y eliminar el impacto de los factores humanos en el análisis; resultados. Los proyectos, ubicaciones y requisitos de monitoreo de la geología ambiental deben organizarse en función de la geología local, las condiciones hidrogeológicas y los problemas de geología ambiental previstos o existentes. Generalmente se requiere monitorear todo el proceso de su generación, cambio y tratamiento.

(6) Utilizar el modelo de gestión de recursos de aguas subterráneas para gestionar científicamente los recursos de aguas subterráneas

El modelo de gestión de recursos de aguas subterráneas se establece utilizando técnicas de optimización en la investigación de operaciones para lograr ciertos objetivos de gestión. conjunto de modelos matemáticos de simulación. Esencialmente, un modelo de gestión de recursos de aguas subterráneas es un modelo compuesto junto con modelos numéricos como el flujo de aguas subterráneas o el transporte de solutos y modelos de gestión como la programación lineal. Mediante la operación de este modelo, se pueden optimizar los objetivos específicos del sistema para mantener el agua subterránea en el estado más beneficioso para la vida y la producción humana a largo plazo para obtener los máximos beneficios económicos, sociales y ambientales. En otras palabras, el modelo de gestión de aguas subterráneas es un modelo matemático que utiliza métodos de investigación operativa y principios de análisis de sistemas para establecer decisiones óptimas de gestión de aguas subterráneas para lograr objetivos de gestión específicos. Generalmente va acompañado de un modelo de simulación del estado del sistema de aguas subterráneas (como un modelo de simulación de flujo de aguas subterráneas, un modelo de simulación de solutos de aguas subterráneas) y un modelo de optimización. Un modelo de gestión de aguas subterráneas de este tipo puede cumplir estrictamente las leyes de movimiento de las aguas subterráneas y cumplir los requisitos de simulación del modelo conceptual hidrogeológico en el proceso de búsqueda de decisiones óptimas (Jacky Lin, 1995). El modelo de gestión de aguas subterráneas es una parte importante de la investigación sobre la gestión de aguas subterráneas. El uso de modelos de gestión de recursos de aguas subterráneas puede gestionar mejor científicamente los recursos de aguas subterráneas. A partir del análisis histórico del desarrollo de la gestión de los recursos hídricos, uno de los métodos de gestión técnica más importantes de la gestión de los recursos hídricos es utilizar la ciencia y la tecnología modernas, como la teoría de sistemas y los métodos de análisis de sistemas, para establecer un recurso hídrico o un sistema de recursos de aguas subterráneas. modelo de gestión y llevar a cabo la gestión más razonable del desarrollo de optimización de las aguas subterráneas. Esto se ha convertido en una importante medida de gestión adoptada a nivel internacional.

Desde la década de 1980, debido a la introducción de las matemáticas aplicadas modernas representadas por la teoría de los sistemas de aguas subterráneas, la teoría del flujo inestable y las soluciones numéricas o analíticas, así como al uso generalizado de nuevas tecnologías como la tecnología informática y la tecnología de isótopos. La aplicación de mi país ha traído cambios fundamentales a la investigación sobre los recursos de aguas subterráneas, es decir, todo el proceso, desde la evaluación hasta la gestión de los recursos de aguas subterráneas, ha entrado en el ámbito de la ingeniería de sistemas, estudiando cómo desarrollar, utilizar y regular racionalmente los recursos de aguas subterráneas. y cómo optimizar el desarrollo para lograr los mejores resultados. Estudiar cómo desarrollar, utilizar, regular y proteger racionalmente los recursos de aguas subterráneas para que se encuentren en el estado más beneficioso para la vida y la producción humana. Por lo tanto, no solo involucra varios campos de la hidrogeología, sino que también involucra el entorno natural, el entorno social y el entorno técnico y económico relacionados con las actividades de desarrollo de aguas subterráneas y, en última instancia, establece un modelo de gestión de aguas subterráneas y logra objetivos de gestión a través de modelos de enseñanza y técnicas de optimización.

La investigación sobre modelos de gestión de aguas subterráneas se centra actualmente en el despacho conjunto de aguas superficiales y subterráneas, la gestión integral de cantidad y calidad de aguas subterráneas, los modelos científicos de explotación y gestión de aguas subterráneas y los modelos de gestión de utilización sostenible de aguas subterráneas.