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水生态修复工程案例范文1
关键词：生态措施 生态系统 水下森林
1、 工程概况
本工程是一个以城市景观为主的城市内湖，生态修复湖面320000m2，清淤完成后平均水深1.74m，库容55700m3，集雨面积达16.59km2。随着环湖土地大量开发，周边污染源源不断进入，湖区水位并没有明显降低，湖面已被水浮莲密集覆盖，通过水质检测其主要水质指标全部超标，已经成为严重富营养化的湖泊，极大影响了湖泊的城市景观效果，为改善湖区周边的人居环境质量，实施湖泊的综合整治工程已势在必行。
2、 综合治理技术措施
从以往富营养化水体的治理与修复实践案例分析，采用单一技术治理富营养化水体的成效有限，因而选择采用外源与内源控制，工程与生态措施相结合的综合治理方案。
目前，此湖正在实施污水截流，初期雨水截流及净化，生态引水及底泥疏浚等综合整治工程。通过以上综合整治措施，可以有效控制外源污染的输入量和污染物的富集与释放，增强底泥对水体的净化能力，增加水体的复氧能力，使湖区水体水质在较短时间内有明显改善。但湖区内必须建立健康的水生生态系统，才能长期有效地控制内源污染。
3、水质和污染源分析
通过下表的水质检测数据可以看出，其主要水质指标全部超标，显示为劣Ⅴ类水质。
根据资料查阅及现场踏勘，此湖目前存在的主要污染源还有：地表径流污染和污水处理站尾水污染。其中地表径流污染主要由于其周边集雨面积较大，尤其是农村生活社区、农田及绿化地表径流是该湖污染负荷的主要来源。近几年，该地区降雨径流监测显示，各类城市降雨径流中的氮磷浓度差异较大，总氮，硝态氮，氨态氮与总磷的平均含量范围分别为1.96～6.77mg/L、0.62～4.89mg/L、0.35～1.18mg/L和0.04～0.66mg/L。
根据现有的污水处理站的资料分析，现有3座污水站尾水排放入湖，排放量为32800m3/d，排放标准为一级A。
4、 水体生态修复技术措施
此湖水体生态治理主要含6个部分：？生态拦截 ？污水处理站尾水入湖口处理措施
？水下地形改造 ④底质改良 ⑤生态系统构建 ⑥漂浮湿地。
4.1 生态拦截
4.1.1 生态集雨
湖区水体其中的主要污染为面源地表径流，采用雨水生态收集过滤渠净化路面及绿化带来的入湖污染负荷。
4.1.2 环湖生态湿地带
对于不易收集或集中入湖的漫流形式的地表径流，采用构建环湖生态湿地带的技术措施，过滤初级地表径流。
4.2 污水处理站尾水入湖口处理措施
4.2.1 生态浮岛净化系统
采用生态浮岛净化入湖污水，在达到水质净化的同时，又具有较好的景观效果。
4.2.2 复合湿地净化系统
为最大量的削减污水处理厂的尾水，采用表流湿地深度过滤污水，提升水质量标准。表流湿地的净化作用主要体现在：植物吸收、微生物分解、物理吸附。
4.3 水下地形改造
借助清淤工程开展，营造合理的水下地形，由陆域、湖滨区（0-40cm）、浅水区（40-100cm）、过渡区（100-150cm）、深水区（150cm以上）组成的多生境条件的水下地形，有利于生物多样性的恢复。
4.4 底质改良
底质消毒主要是杀死一些土壤表面的藻类孢子以及一些有害病原菌；底质改良主要对底质 pH等进行改善。经过底质预处理，可中和底泥中的各种有机酸，改变酸性环境，起到除害杀菌、施肥、改善底质的作用，含有水生动、植物生长发育所需的全部常量元素和大部分微量元素，这些元素都以离子状态存在，能被水生动、植物所利用。
4.5 生态系统构建
4.5.1 沉水植物构建
沉水植物是水体中的生产者及动物生境条件的营造着，在水生态系统中具有重要作用。
本案从湖区水深及功能定位选取沉水植物的种类及栽培区域。
浅水区（0-80cm）构建水生草皮系统；过渡区（80-150cm）构建水生森林I型；深水区（150cm以上）构建水生森林II型。
4.5.2 水生动物生态系统的构建
完善生态系统的食物链和食物网结构，实现水体生物多样性。通过滤食浮游藻类，有效控制蓝藻水华； N、P通过藻类营养级转化，以鱼产量形式得到固定，进而达到净化水质目的。
4.5.3 水生微生物净化系统
水生微生物在水生态系统中具有重要作用，实现了营养物质（污染物）从有机向无机的转化，有效分解水体中的悬浮物、沉积物、动植物遗体、碎屑等，因此，在建设生态系统的最后，完善有益微生物的种类及数量。
4.5.4 滨水湿地带构建
湖区水系的景观功能是本案打造的重点，依据陆域景观的不同，合理搭配适生、水生植物形成自然、生态的湿地景观，同时兼顾一定的水质净化效果。
4.6 漂浮湿地
漂浮湿地是采用漂浮物质及种植土拼着而成，可以漂浮在水面上，可移动也可以固定，栽培植物的种类可以是草皮、水生植物甚至是小型的灌木等。在湖区内构建漂浮湿地，具有一定的水质净化效果，同时提升水域景观。
5、水体维护
5.1日常维护：枯死植物更新补植、残梗败叶及时清捞、收割长势茂盛植物、及时捕捞动物，并视具体情况适量补充。
5.2专业养护：定期对景观湖水质进行检测
检测指标：氨氮、亚硝氮、硝酸氮、总氮、总磷、 CODMn、叶绿素a、浮游植物、浮游动物等；检测频率：1次/季度，具体检测频率根据实际情况而定。
6.注意问题
1）流域面积比较大，流域范围内的降雨、人类活动、市政建设活动对湖泊水生态系统具有较大的影响和扰动。
2）恶劣天气如台风天气、潮水顶托、强降雨等，使湖区水位超过常水位较长时间和反复次数过多，对湖区清水水生态系统造成破坏。
3）人们的放生活动会影响清水生态系统。禁止随意投放草鱼、鳊鱼、鲤鱼等鱼类。
4）外来物种如罗非鱼、福寿螺等对水生态系统也有破坏作用。
5）生态建设所采用的水生动植物品种均为项目区域土著物种或历史曾有物种，杜绝使用外来种或入侵种，保证湖区的生态安全。
参考文献：
1.夏宏生，蔡明，向欣 人工湿地净化作用与微生物相关性研究【J】，广东水利水电，2008，3：4-8
2.郑涛，穆环珍，黄衍初等 非点源污染控制研究进展【J】，2005（2）：31-34
3.贺锋，吴振斌 水生植物在污水处理和水质改善中的应用【J】，植物学通报，2003年06期
水生态修复工程案例范文2
关键词：城市水系；改造；整治；修复
1 存在问题
通过对桂畔海及其主要支涌现状调查以及对河涌水质资料进行分析，河涌现状存在以下主要问题：
（1）城区截污管网建设滞后，排水体系缺乏系统性，多数地段现状排水体系仍为雨污河流制，大量污水混合雨水排入内河涌，造成污水收集率较低，污水处理厂的实际处理能力得不到充分发挥，内河涌沿岸排污口密布，部分工业废水和生活污水直排入河。（2）河涌内源污染严重。通过现场调查发现，内河涌在穿越老城区的河段，河床质呈现明显的黑臭状态，即使在沿岸排污口未排污和上游水质良好的情况下，水体流经内源污染严重的老城区，由于内源污染物质的释放，导致河涌水体水质明显恶化。（3）部分内河涌涌障林立，导致河涌断面局部萎缩，并极易造成河涌底泥淤积和表层垃圾截留，严重影响河涌的防洪和水体交换。（4）河涌断头现象存在。现场调查发现，少数支干河涌和多数支河涌存在断头现象，尤其是以充当毛细血管功能的支河涌为甚，断头现象严重影响枯水期的水体交换。（5）区内大多数河道为单一的排水功能，且河道边坡多为硬质直立式护坡，同时滨水景观建设缺乏整体规划，景观开发不成体系，景观的旅游价值未能得到实现。
2 水系整治与修复
2.1 面源污染处理
2.1.1 鱼塘面源污染处理。在勒流街道江义村桂畔海沿岸试点建立一个占地约8亩的调节池。主要收集从鱼塘排入河涌最终流入桂畔海的污水。区域内的鱼塘换水时，先经过调节池沉淀、稀释、水生植物降解达标后再排入桂畔海，可有效降低农村鱼塘面源污染对桂畔海水质的影响。征地及建设费用约1000万元。
2.1.2 初期雨水污染处理。建设初雨调节池是建设海绵城市的措施之一，但考虑到初雨处理池需设置在城区河道沿线，而本工程实施路线较长，占地、投资大，现阶段难以实施。建议在道路新建、改扩建的时候或者片区改造的时候实施。由于现状的管网为雨污合流，如不进行彻底分流，大雨时还是会有部分污水进入河涌，以致污染水体，短时间内可降低河涌水质一到两个等级，所以必须彻底进行雨污分流改造。
2.1.3 垃圾收集处理。河涌沿岸的生活垃圾引起恶臭，滋生蚊虫。为此必须对河涌两岸居民随意丢弃的垃圾进行收集外运处理。共计治理河涌61条，工程费用约11028.8万元。
2.2 管网普查及破旧管网修复
排水管道经过多年运行后，由于腐蚀、运行管理不善等原因，不可避免的会产生各种损伤和泄露，时间一长，地下水的渗入就会把管道外侧的泥土带进管内流走，在泥土被慢慢掏空后，便会形成新的地面坍塌隐患；除此以外，污水也会渗出，污染环境。全线更换新管道，不仅工程量庞大，而且耗资大、工程期长。为此必须对区域内的排水管网进行彻底普查及对破旧的管网进行修复。
2.3 底泥清淤和岸坡修复工程
2.3.1 桂畔海流域生态系统现状及存在问题。桂畔海干流大部分河段，是经济、文化的中心区域，人口密集，工商业发达，是未来发展的重要地区，根据主干河涌现状调查结果，这类河段这些年都已实施护岸工程，特别是近80%流经城镇中心的河段已有不同程度的整治，如砌筑岸墙，或作护坡，破坏了原始生态结构。虽然这些河涌的整治标准普遍偏低，但该类河涌两岸现状一般为公路或城镇居住区，实施生态恢复二次改造成本高，难度大。
2.3.2 清淤（污）工程。底泥是河涌生态系统的重要组成部分，底泥对水体中污染物的吸附-解吸能力直接关系到上覆水体的自净能力和河涌生态系统的稳定。在众多河流污染整治的初期，即使在河流水质得到初步改善的情况下，由于底泥中内源污染物质含量大，污染物质在水相与固相体系中的分配系数发生变化，导致底泥对污染物的吸附-解吸平衡破坏，造成底泥中的污染物向上覆水体释放。
2.3.3 岸坡修复工程。本次方案从经济、务实的角度考虑，对河床护岸主要以保持原结构的基础上对两岸进行清理并加固美化为主，不进行大规模的改造。通过现场调查，顺德的河床护岸主要有以下三类：土坡、砌石及混凝土护岸。为此方案的河岸整治也以此三类为主。
2.4 水体活化工程
2.4.1 桂畔海流域水系概况。随着经济社会现代化建设进程的不断推进，顺德区已从城乡一体化发展成为人口、财富高度密集的城市，城市化发展迅速，堤防的保护对象也由过去的乡村为主的农业经济转型为以城市为主的工业经济。同时，城市化进程还将改变城镇的雨洪情势，导致城镇孕灾环境、致灾特性以及承灾特性的变化，加大人口及财产的承灾风险，加剧城市的防洪压力，桂畔海及其支流急需改造。
2.4.2 桂畔海流域水利设施概况。随着经济社会的迅猛发展，城市化建设对排涝工程设施提出了更高的要求：部分电排站，建成于上世纪六七十年代，设备老化严重，运行效率低下，排涝能力达不到设计要求，迫切需要对其进行更新改造或扩容重建。一部分建设年代较久的涵闸存在渗泾不足、防洪高程不足、闸门及启闭设备简陋、闸身结构沉、漏、裂等安全隐患。
2.4.3水体活化工程。（1）本方案在金陡涌、三益涌段及龙盘涌段建议设置引调水设施，以实现河涌生态补水，提高河涌的自净能力，缓解内河涌生态压力，使河涌生态系统功能逐渐恢复。（2）为防止片区水体污染扩散，可在桂畔海各支涌与主涌的汇合处设置节制闸，一旦支涌发生突发污染事件，可马上关闭节制闸，以保持主涌的水体洁净。经过现场踏勘，除了蛇岗涌及鸡洲村涌以外，桂畔海沿线的支涌大部分已设有节制闸，本方案在此两处补充设置节制闸。
3 非工程措施
3.1 管理措施
3.1.1 严格环保准入，控制污染物排放总量。严格执行建设项目主要污染物排放总量前置审核制度。建立健全重污染企业退出机制，逐年淘汰重污染企业，对区域内重污染企业实施限期治理。
3.1.2 全面开展村级工业环境整治。借力“三旧”改造，结合百村升级行动计划，全面开展村级工业区环境整治提升工作，实行村级工业区环境保护规范化管理。
3.1.3 强化综合整治，解决突出水环境污染问题。以流域为体系、以河涌为单位，实施河涌综合整治，恢复河流生态系统，有序推进重点河涌的水环境治理，因地制宜推M引水活化、清淤疏浚等多项治水工程，提高河涌自净能力和活水能力。
3.2 保障措施
3.2.1 创新机制，加强督办考核。从制度建设入手，着力构建水环境整治工作的长效机制。明确全区各级政府水环境质量改善目标和要求，针对每条河涌设定分阶段水质目标以及确定建设任务计划，开展水质目标与建设任务推进双考核制度。
3.2.2 加大投入，确保资金到位。全区各级政府要逐步提高用于水环境整治的资金投入，每年安排专项资金切实推进水环境污染治理。强化资金保障，积极争取中央和省级各类专项资金支持，整合涉水、涉农、城建项目资金用于治水，并列入财政预算，确保整治资金落实到位。
3.2.3 加大宣传，鼓励公众参与。动员广大群众关心和支持水环境整治工程，发挥舆论监督作用，建立有效的信息反馈机制，使人民群众的意见能够迅速及时地反馈到有关部门，并将有关结果能够迅速地通达到人民群众，保证信息的双向交流。
水生态修复工程案例范文3
关键词：海绵城市；城市环境；作用及浅析
引言：主席高度重视城市化发展的质量，并且发表了“加强海绵城市建设”的讲话，明确指出要大力构建“海绵城市”。目前海绵城市理念在多个发达国家，如美国、加拿大、新加坡、日本等都发挥了巨大的功效，我国海绵城市理念的提出相对较晚，要善于借鉴发达国家的成功经验。建设海绵城市，是实现城市建设和自然生态系统协调发展重大举措，从根本上解决“城市病”，推动我国城市发展早日走上生态化、持续化的道路，实现城市发展的可持续。
一、海绵城市的概念和特征
1.海绵城市的概念
我国《海绵城市建设技术指南―――低影响开发雨水系统构建》中对海绵城市的概念进行明确了定义：指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。在这一“吸”一“收”的过程中实现了城市内部良性的水循环系统，还能自动吸收水系统的污染物质，保持城市水土。
2.海绵城市的特征
第一，注重城镇化和自然环境的协调发展，在对城市地下水、自来水等进行存储、排放、使用时不是依靠传统的地下管道而是依靠城市自然环境综合利用各种措施吸收、存储大气降水和地下水，进而缓解城市的洪涝问题；第二，让城市“弹性适应”环境变化与自然灾害，海绵城市建设思路不仅注重恢复和保持城市内部的水系统，更注重原有自然生态系统的保护，重视城市系统的自我调节；第三，转变了排水防涝思路，海绵城市彻底摒弃了“快排式”传统的排水模式，在城市排涝过程中始终坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”的六字方针；第四，开发前后的水文特征基本不变，海绵城市构建了一个良性的水系统。
二、分析“海绵城市”对城市环境的作用
根据《指南》的相关规定，海绵城市建设规划实施的主要内容包括以下几点：：一是充分保护城市原有生态系统；二是对已经受到破坏的自然环境及水体进行修复；三是低影响开发。海绵城市的建设对解决城市内涝问题、调节地下水、净化水中污染物质、维护自然生态环境的多样性、美化城市环境等发挥了巨大功效。
1.缓解城市内涝问题
海绵城市建设理念在城市发展过程中的应用，起初就是从解决城市雨洪问题出发，发挥着雨洪调蓄、雨水资源收集利用与地下水涵养等作用，完善城市雨水管理体系。海绵城市的建设，改变了以往单纯使用市政地下排水管道和泵站的现状，侧重于依靠城市自然生态系统来吸收、存储、排放降水，综合利用自然生态调节和人为调节措施来缓解城市内涝问题。
群力雨洪公园是海绵城市建设理念运用的一大成功案例。该区域在历史上是洪涝灾害多发区，在对其进行设计的过程中，以保护湿地为原则，巧妙的将其打造成收集雨水、储蓄雨洪、下渗雨水、补充城市地下水、涵养水源、净化水中污染物质、增加生物多样性等功能于一体的湿地公园。在具体实施的环节中，尽量保持原有的湿地区域，群力雨洪公园成功的运用了海绵城市建设理念，湿地公园的开发，为调节湿地公园的生态系统发挥了巨大的作用。
群力雨洪公园的成功案例实现了缓解城市内涝带来的问题和危害，增强城市排水系统的能力，通过协调市政道路和地下排水管之间的关系，增大城市的绿色植被覆盖率，完善城市水系统等措施来达到排涝的目的，确保在雨季时城市市民依然享受安逸的生活。
2.形成良性的水循环系统
海绵城市的建立，不仅有效的减轻城市洪涝灾害，还能够缓解我国水资源不足、水质恶化的局面，为建立良性的水生态系统提供助力。
武夷新区践行“海绵城市”在此方面取得了非常成功的效果。其主要理念体现在以下几个方面：一是注重对森林生态的修复工作，闽北地区原生态的森林在被人为的滥砍乱伐之后正呈现急剧下降的趋势，鼓励当地林农还林于上，加大对林业种植的补贴力度；二是城市生态修复同样不可忽视，一些贴近地面的建筑如广场、硬地、建筑等工程在材料的选择上采用通气、透水性较好的；三是恢复和修复自然生态环境，保持生态物种的多样性，扩大生态用地的面积，净化水资源，淡化水质，减少暴雨对城市的影响。
笔者认为，海绵城市就像被放大了的“湿地”一样，最大程度的修复城市原有的水生态系统，注重开发雨水的渗透、调蓄、净化、利用等综合作用，实现雨洪资源的有效利用，使地表径流和地下径流维持着一定的径流量。森林植被、湿地等大大提升地下水的涵养能力，净化水质，吸收水中的污染物质，确保居民生产和生活用水的安全性，促进雨水资源的利用和生态环境保护，同时实现地表水、地下水和自然降水三者之间的平衡循环。
3.保持城市水土
不可否认，城市水土保持是实现涵养水源、防风固沙、提供动植物栖息地等的关键，而海绵城市的建设，又能够给城市水土保持工作的雨水控制环节提供便捷。在建设海绵城市的过程中，做到了开发前后的水文特征基本不变，始终坚持低影响开发的原则，城市水土保持离不开对雨水的控制。
比如，我国投资建设的重庆海绵城市，其建立了完整的防水控制，也因为重庆地处高原，山地较多，在进行海绵城市建设的时候发展了绿化工程，让绿色植被对城市的水土进行保持。雨水较多季节植被能够吸收水分，保持水源，对于雨水能够做到有效控制。并且，绿色植被与重庆城市的人文特征相符，也是海绵城市与其人文气息相得益彰构建之处。
鉴于此，笔者从海绵城市建设和城市水土保持出发提出以下建议：一是结合海绵城市建立起合适的雨水控制利用设施，做到真正的系统优化；二是加强对水土保持工作的监测，纠正雨水控制期雨水控制的不当之处；三是注重低影响开发理念和水土保持临时排水措施相结合；四是政府部门要积极引进和开发雨水利用控制系统的新工艺、新技术、新手段等。
4.改善城市的人文和自然景观
在实施“建设海绵城市”的规划策略时，对居住区和城市道路进行分割，增大了建设绿地的用地面积，合理的修建了广场，广场铺装多采用透水式铺装，城市道路人行道也采用了透水式铺装的方法，增强了城市内部的水循环系统；另外，城市内湿地、公园面积增大，提供了良好的生态环境。
比如，嘉兴海绵城市的建设，便是对居住区和城市道路进行有效规划，开垦绿地面积，增加绿化建设，让百姓在享受到其“海绵”作用的同时还能够欣赏到美丽景色，增添了城市的人文气息，美化了城市的自然景观，可以说是一箭双雕。嘉兴海绵城市建设是全国海绵城市建设的标杆，也得到了全国各地的争相效仿。
结语：
海绵城市的建设是实现城市化和自然生态系统协调发展的有效途径，有力克服了城市化发展过程中的问题。当前，无论城市规模的大小，建设海绵城市已经是大势所趋，其推动了新型城镇的建设，在城市化发展中贯彻落实了以人为本的思想理念。
参考文献
[1]仇保兴. 海绵城市（LID）的内涵、途径与展望[J]. 给水排水，2015，03：1-7.
水生态修复工程案例范文4
关键词地下水 修复技术 应用
中图分类号：P641.13 文献标识码：A
一、国内地下水环境质量现状
1.1地下水资源分布和开发利用状况
我国地下水资源地域分布不均。据调查，全国地下水资源量多年平均为8218亿立方米，其中，北方地区（占全国总面积的64%）地下水资源量2458亿立方米，约占全国地下水资源量的30%；南方地区（占全国总面积的36%）地下水资源量5760亿立方米，约占全国地下水资源量的70%。总体上，全国地下水资源量由东南向西北逐渐降低。
近几十年来，随着我国经济社会的快速发展，地下水资源开发利用量呈迅速增长态势，由20世纪70年代的570亿立方米/年，增长到80年代的750亿立方米/年，到2009年地下水开采总量已达1098亿立方米，占全国总供水量的 18%，三十年间增长了近一倍。北方地区65%的生活用水、50%的工业用水和33%的农业灌溉用水来自地下水。全国655个城市中，400多个以地下水为饮用水源，约占城市总数的61%。地下水资源的长期过量开采，导致全国部分区域地下水水位持续下降。2009年共监测全国地下水降落漏斗240个，其中浅层地下水降落漏斗115个，深层地下水降落漏斗125个。华北平原东部深层承压地下水水位降落漏斗面积达7万多平方公里，部分城市地下水水位累计下降达30-50米，局部地区累计水位下降超过100米。部分地区地下水超采严重，进一步加大了水资源安全保障的压力。
1.2地下水质量分类与监测
（1）地下水质量分类
《地下水质量标准---GB/T14848-93》依据我国地下水水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水水质最高要求，将地下水质量划分为五类。
Ⅰ类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。
Ⅱ类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。
Ⅲ类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。
Ⅳ类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。
Ⅴ类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。
（2）地下水水质监测
各地区应对地下水水质进行定期检测。检验方法，按国家标准GB 5750《生活饮用水标准检验方法》执行。
各地地下水监测部门，应在不同质量类别的地下水域设立监测点进行水质监测，监测频率不得少于每年二次(丰、枯水期)。
监测项目为：pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群，以及反映本地区主要水质问题的其它项目。
1.3地下水环境质量状况
根据 2000-2002年国土资源部“新一轮全国地下水资源评价”成果，全国地下水环境质量“南方优于北方，山区优于平原，深层优于浅层”。按照《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）进行评价，全国地下水资源符合Ⅰ类－Ⅲ类水质标准的占63%，符合Ⅳ类－Ⅴ类水质标准的占37%。南方大部分地区水质较好，符合Ⅰ类－Ⅲ类水质标准的面积占地下水分布面积的 90%以上，但部分平原地区的浅层地下水污染严重，水质较差。北方地区的丘陵山区及山前平原地区水质较好，中部平原区水质较差，滨海地区水质最差。根据对京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、淮河流域平原区等地区地下水有机污染调查，主要城市及近郊地区地下水中普遍检测出有毒微量有机污染指标。2009年，经对北京、辽宁、吉林、上海、江苏、海南、宁夏和广东等8个省（区、市）641 眼井的水质分析，水质Ⅰ类－Ⅱ类的占总数 2.3%，水质Ⅲ类的占23.9%，水质Ⅳ类－Ⅴ类的占73.8%，主要污染指标是总硬度、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、铁和锰等。2009年，全国202个城市的地下水水质以良好－较差为主，深层地下水质量普遍优于浅层地下水，开采程度低的地区优于开采程度高的地区。根据《全国城市饮用水安全保障规划（2006－2020年）》数据，全国近20%的城市集中式地下水水源水质劣于Ⅲ类。部分城市饮用水水源水质超标因子除常规化学指标外，甚至出现了致癌、致畸、致突变污染指标。
1.4地下水环境质量变化趋势
据近十几年地下水水质变化情况的不完全统计分析，初步判断我国地下水污染的趋势为：由点状、条带状向面上扩散，由浅层向深层渗透，由城市向周边蔓延。南方地区地下水环境质量变化趋势以保持相对稳定为主，地下水污染主要发生在城市及其周边地区。北方地区地下水环境质量变化趋势以下降为主，其中，华北地区地下水环境质量进一步恶化；西北地区地下水环境质量总体保持稳定，局部有所恶化，特别是大中城市及其周边地区、农业开发区地下水污染不断加重；东北地区地下水环境质量以下降为主，大中城市及其周边和农业开发区污染有所加重，地下水污染从城市向周围蔓延。
二、地下水污染防治法规及规划
2.1国内外地下水保护法规
（1）国内地下水保护法规
目前, 我国并没有地下水保护的专门法律，有关地下水资源保护的相关法律制度主要在《中华人民共和国水污染防治法》、《水污染防治法实施细则》、《中华人民共和国水法》等中有着不同程度的规定。《取水许可和水资源费征收管理条例》规定了对地下水开采实施总量控制同时通过水资源费征收机制控制地下水的开采；《饮用水水源保护区污染防治管理规定》专章规定了生活饮用水地下水源保护区的划分和防护。此外, 一些关于保护地下水的地方性立法, 如《河北省取水许可制度管理办法》、《北京市城市自来水厂地下水源保护管理办法》、《关于在苏锡常地区限期禁止开采地下水的决定》等。
（2）国外地下水保护法规
英国地下水资源保护的主要法律法规, 如下：
2.2我国地下水污染防治规划
(1)规划目标
到2015年，基本掌握地下水污染状况，全面启动地下水污染修复试点，逐步整治影响地下水环境安全的土壤，初步控制地下水污染源，全面建立地下水环境监管体系，城镇集中式地下水饮用水水源水质状况有所改善，初步遏制地下水水质恶化趋势。
到2020年，全面监控典型地下水污染源，有效控制影响地下水环境安全的土壤，科学开展地下水修复工作，重要地下水饮用水水源水质安全得到基本保障，地下水环境监管能力全面提升，重点地区地下水水质明显改善，地下水污染风险得到有效防范，建成地下水污染防治体系。
（2）主要任务
开展地下水污染状况调查
保障地下水饮用水水源环境安全
严格控制影响地下水的城镇污染
强化重点工业地下水污染防治
分类控制农业面源对地下水污染
加强土壤对地下水污染的防控
有计划开展地下水污染修复
建立健全地下水环境监管体系
三、地下水修复技术
根据其主要工作原理地下水修复技术可大致归并为4类，即物理技术、化学技术、生物技术和复合技术。物理技术包括水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法等；化学技术包括有机粘土法和电化学动力修复技术；生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、生物注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等；复合法修复技术兼有以上2种或多种技术属性，例如抽出处理法同时使用了物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术，综合各种技术优点，在修复地下水时更加有效。
3.1物理修复法
物理法修复技术是以物理规律起主导作用的技术，主要包括以下几种方法：水动力控制法、流线控制法、屏蔽法、被动收集法、水力破裂处理法等。其中屏蔽法、被动收集法多数应用在地下水污染物治理初期，作为一种临时控制方法。
水动力控制法
其原理是建立井群控制系统，通过人工抽取地下水或向含水层内注水的方式，改变地下水原来的水力梯度，进而将受污染的地下水体与未受污染的清洁水体隔开。井群的布置可以根据当地的具体水文地质条件确定。因此，又可分为上游分水岭法和下游分水岭法。上游分水岭法是在受污染水体的上游布置一排注水井，通过注水井向含水层注入清水，使得在该注水井处形成一个地下分水岭，从而阻止上游清洁水体向下补给已被污染水体；同时，在下游布置一排抽水井将受污染水体抽出处理。下游分水岭法则是在受污染水体下游布置一排注水井注水，在下游形成一个分水岭以阻止污染羽向下游扩散，同时在上游布置一排抽水井，将初期抽出的清洁水送到下游注入，最后将抽出的污染水体进行处理。
流线控制法
流线控制法没有一个抽水廊道、一个抽油廊道（没在污染范围的中心位置）、两个注水廊道分布在抽油廊道两侧。首先从土面的抽水廊道中抽取地下水，然后把抽出的地下水注入相邻的注水廊道内，以确保最大限度地保持水力梯度。同时在抽油廊道中抽取污染物质，但要注意抽油速度不能高，要略大于抽水速度。
屏蔽法
屏蔽法是在地下建立各种物理屏障，将受污染水体圈闭起来，以防止污染物进一步扩散蔓延。常用的灰浆帷幕法是用压力向地下灌注灰浆，在受污染水体周围形成一道帷幕，从而将受污染水体圈闭起来。
被动收集法
被动收集法是在地下水流的下游挖一条足够深的沟道，在沟内布置收集系统，将水面漂浮的污染物质如油类污染物等收集起来，或将所有受污染的地下水收集起来以便处理的一种方法。
3.2化学法修复技术
有机粘土法
这是一种新发展起来的处理污染地下水的化学方法，有机粘土可以扩大土壤和含水层的吸附容量，从而加强原位生物降解，因此可以利用有机粘土有效去除有毒化合物。利用土壤和蓄水层物质中含有的粘土，注入季铵盐阳离子表面活性剂，使其形成有机粘土矿物，用来截住和固定有机污染物，防止地下水进一步污染，并配合生物降解等手段，永久地消除地下水污染。
电化学动力修复技术
电化学动力修复技术是利用土壤、地下水和污染电动力学性质对环境进行修复的新技术，它的基本原理是将电极插入受污染的地下水及土壤区域，通直流电后，在此区域形成电场。在电场的作用下水中的离子和颗粒物质沿电力场方向定向移动，迁移至设定的处理区进行集中处理；同时在电极表面发生电解反应，阳极电解产生氢气和氢氧根离子，阴极电解产生氢离子和氧气。近年来电化学动力修复技术开始用以去除地下水中的有机污染物，这种方法用于去除吸附性较强的有机物效果也比较好。电化学动力修复技术非常适合作为一项现场修复技术，安装和操作容易，既可用于饱和土壤水层，也可用于含气层土壤，不受深度限制，不破坏现场生态环境。
加药法
通过井群系统向受污染水体灌注化学药剂，如灌注中和剂以中和酸性或碱性渗滤液，添加氧化剂降解有机物或使无机化合物形成沉淀等。
渗透性处理床
渗透性处理床主要适用于较薄、较浅含水层，一般用于填埋渗滤液的无害化处理。具体做法是在污染羽流的下游挖一条沟，该沟挖至含水层底部基岩层或不透水粘土层，然后在沟内填充能与污染物反应的透水性介质，受污染地下水流入沟内后与该介质发生反应，生成无害化产物或沉淀物而被去除。常用的填充介质有：a.灰岩，用以中和酸性地下水或去除重金属；b.活性炭，用以去除非极性污染物和CCl4、苯等；c.沸石和合成离子交换树脂，用以去除溶解态重金属等。
冲洗法
对于有机烃类污染，可用空气冲洗，即将空气注入到受污染区域底部，空气在上升过程中，污染物中的挥发性组分会随空气一起溢出，再用集气系统将气体进行收集处理；也可采用蒸汽冲洗，蒸汽不仅可以使挥发性组分溢出，还可以使有机物热解；另外，用酒精冲洗亦可。在理论上，只要整个受污染区域都被冲洗过，则所有的烃类污染物都会被去除。
3.3生物法修复技术
生物修复是指利用天然存在的或特别培养的生物（植物、微生物和原生动物）在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。微生物修复利用土著的、引入的微生物及其代谢过程，或其产物进行的消除或富集有毒物的生物学过程。
生物修复的方法有包气带生物曝气、循环生物修复、空气注射法、地下水曝气修复、抽提地下水系统和回注系统相结合法、生物反应器法等。由于深埋于地下，地下水生物修复技术的实施一般应结合污染的具体情况，采取不同的方法。
循环生物修复
对于受污染的地下水，可以向地下水层钻井注入空气，提供氧气，同时利用回收井，抽取地下水，进行循环，通过渗透，提供微生物需要的各种营养。从水井抽提地下水，还可以控制污染带的迁移。
地下水曝气修复
对于饱和带或者地下水，将压缩气体注入地下水饱和区，由于密度差等原因，空气会穿透地下水饱和区上升到非饱和区中，在上升过程中可使挥发性污染物进入压缩空气并被压缩空气带到非饱和区排出。
空气注射法
它主要是将加压后的空气注射到污染地下水的下部，气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解，这种方法主要是抽提、通气并用，并通过增加及延长停留时问促进生物降解，提高修复效率。
植物修复技术
植物修复技术是利用天然植物生长代谢原理吸收和降解水或土壤中的污染物，因其具有成本低、不破坏地质结构、适于大范围修复等优点，广泛用于土壤及地下水中的有机物、重金属、微量元素的降解。由于特定的超累积植物生长速度慢，受到气候、土壤等环境条件限制，很难得到广泛应用、目前大量研究集中在基因转移技术与植物修复的结合与应用以及植物修复的影响因素和植物修复的机理上。影响植物修复的因素主要有环境因素、污染物浓度、性质和根系分布等。
3.4复合法修复技术
复合法修复技术是兼有以上两种或多种技术属性的污染处理技术，其关键技术同时使用了物理法、化学法和生物法中的两种或全部。
（1）抽出处理修复技术
在处理抽出水时同时使用了物理法、化学法和生物法，是最常规的污染地下水治理方法。该方法根据多数有机物由于密度小而浮于地下水面附近，参照地下水被污染的大致范围，通过抽取含水层中地下水面附近的地下水，把水中的有机污染物质带回地表，然后用地表污水处理技术处理抽取出的被污染的地下水，为了防止由于大量抽取地下水而导致地面沉降，或海（成）水入侵，还要把处理后的水注入地下水中，同时可以加速地下水的循环流动，从而缩短地下水的修复时间。
（2）渗透性反应屏修复技术
PRB（permeable reactive wall technology，可渗透反应墙技术）是近年来迅速发展的一种地下水污染的原位修复技术，它正在逐步取代运行成本高昂的抽出-处理(P/T)技术，成为地下水修复技术发展的新方向。目前在欧美已进行了大量的工程及试验研究，已开始商业化应用，并逐步取代运行成本高昂的抽出处理技术，成为目前地下水修复技术最重要的发展方向之一。
从广义上来讲，PRB是一种在原位对污染的羽状体进行拦截、阻断和补救的污染处理技术。它将特定反应介质安装在地面以下，通过生物或非生物作用将其中的污染物转化为环境可接受的形式，但不破坏地下水流动性和改变地下水的水文地质。可渗透反应墙如图1所示。
图1 可渗透反应墙示意图
PRB主要由透水的反应介质组成。通常置于地下水污染羽状体的下游。与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种．污染地下水在自身水力梯度作用下通过PRB时，产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应，使水中污染物能够得以去除，在PRB下游流出处理后的净化水。它要求捕捉污染羽状体的污染物的“走向”，即把可渗透反应墙安装在含有此污染物羽状体地下水走向的下游地带含水层，从而使污染物顺利进入可渗透反应墙装置与反应材料进行有效接触，使其污染物能转化为环境可接受的另一种形式，实现使污染物浓度达到环境标准的目标。此法可去除地下水溶解的有机物、金属、放射性物质及其他的污染物质。
（2）注气-土壤气相抽提(AS-SVE)技术
注气-土壤气相抽提技术室空气扰动技术及土壤气相抽提技术的结合，空气扰动技术（或称空气注入技术，air sparging，AS），其作用介质是饱和区土壤，通过将空气或氧气注入到受污染的含水层中，被注入的空气在土体缝隙中发生水平或垂直移动，使污染物与土壤发生剥离反应，从而通过挥发作用清除掉土壤中的挥发性和半挥发性有机物。注入的空气会将污染物扩散到非饱和区，因此常结合土壤气相抽提技术（soil vapor extraction，SVE）去除包气带中的气相污染物。土壤气相抽提技术是通过特制的抽提井，利用抽真空产生的动力迫使土壤气体发生流动，从而将土壤中的挥发性和半挥发性有机物驱出，达到清除土壤气体中的挥发性有机物的目的。对于以挥发性有机物为主要污染物的场地，SVE是应用最为广泛的工程修复技术，可进行原位或异位处理。
目前, 发达国家已经将其与相关的修复技术结合起来, 形成了互补的增强技术。国内研究起步较晚, 实验室土柱通风实验的研究目前已做了不少工作, 但对场址调查、现场试验性测试、中试研究工作做的不够。
（3）各复合修复法的优缺点
四、地下水修复工程典型案例
4.1国外地下水修复工程实例
（1） Regenesis公司工程实例
加利福尼亚洲的一个名为Regenesis的基础公司研制出一系列从地下水中快速降解和分离污染物的产品，其降解速度远大于固有衰减。其中最有名的产品是氧释放化合物（ORC）和氢释放化合物（HRC），它们能有效地促进燃料、溶剂和许多其它类型地下水污染物的固有衰减。在世界范围内已有9000多个项目正在使用这两种产品。
Regenesis公司产品的优势在于，通过使用工业标准钻机和设备可进行场地修复。可通过使用不同的技术进行场地修复，如直接推进注入和钻孔回填。其它方法包括坑道和过滤保护套应用，最普遍的使用方法是直接注入。这种应用过程包括用中空钻杆把液态ORC和HRC化合物直接泵入处理区。该方法简单、快捷、有应用价值并可在多个位置使用。使用直接注入法可把ORC和HRC化合物应用于更难达到的位置，包括一些裂隙基岩或邻近大型建筑物的地下污染区。在这些位置常需要特殊的设备，如定向钻进钻机和在有效位置使用双层封隔器。实际上，在水平/定向钻进应用中也可把ORC化合物用作钻探泥浆。
在美国华盛顿第四平原服务站，由于其地下石油储蓄罐泄漏而产生了大量BTEX化学物质，包括易挥发的单芳香碳氢化合物、甲苯、苯乙烷和二甲苯，通常在汽油和其它石油产品中可发现这些化学物质。地下含水层主要由沙子和砾石组成，这表明在这些污染物中进行的自然生物降解速度会很慢，通过提供额外的氧可加速自然生物降解过程。最高管理者决定使用ORC化合物来增强生物降解速度，因为ORC化合物在6个月内预期的降解了含水层中超过50％的污染物。在此修复过程中通过15个土壤钻孔用ORC化合物对污染羽进行降解。每个钻孔被回填60磅的ORC浆液，150天后整个BTEX污染羽被降解58％。使用ORC化合物的成本为4万美元，而使用常规的泵抽－处理系统需要约25万美元。
在美国加利福尼亚洲Hollister的一个军工厂，其地下含水层受到多种化合物的污染。其中主要污染物为高氯酸盐－火箭推进剂的主要成分，从健康角度来看它能损坏甲状腺功能；六价铬(铬－6)，它是一种人们公认的致癌物；冷却剂1,1,2—三氯—1,2,2—三氯甲烷，它是一种能损耗大气臭氧层的环境污染物。其含水层主要由粉砂组成，地下水以每天约0.07英尺的速度向西北方向流动。在探索研究中通过25个注入点把600磅的HRC化合物注入污染区。取样网覆盖面积约为1200平方英尺。对其监测79天后发现高氯化物浓度被减弱88％，而六价铬几乎被完全降解。
一个由俄勒冈州环境质检部门管理的清洁区，其地下水中PCE浓度达到10万微克/每升，这表明在该地区存在DNAPLs残留物，在该位置通过5个定向注入点把700磅的HRC－X注入地面，通过水井JEMW－4来监测HRC－X化合物的影响效果，结果清楚地表明HRC－X化合物促进了PCE的降解速度和原位吸附。使用HRC－X化合物处理DNPALs残留物的总费用为2万美元，通过使用直接注入技术把HRC－X化合物注入含水层。无需昂贵的现场设备、相关工作和维修与保养费用。目前,在英国和一些欧洲国家已有很多项目正在使用Regenesis公司的产品，它能有效地促进或加速自然衰减过程。当使用正确时能有效地加速降解速度。
（2）Orica公司澳大利亚 Botany地下水处理项目
Orica公司采用抽出处理修复技术建立地下水污水处理厂对地下水进行处理，利用空气吹脱法去除氯代烃类，并用热氧化技术处理尾气；吹脱后的污水采用常规污水处理法进行处理，部分出水采用反渗透技术对出水进行回用。该项目建设期两年，总花费1.67亿美元，每天处理水量为6000m3。该项目于2007年正式运营，其基本流程见下图：
该处理工艺的核心——地下水污水处理厂平面布置图如下图所示：
其工艺流程图如下：
4.2国内地下水修复工程实例
（1）常化厂地块污染场地土壤及地下水修复工程项目
项目建设地点位于常州市天宁区南部中吴大道以南，和平中路以东，大通河以北，龙游河以西，投资总额1亿元人民币，项目总占地面积100公顷，其中需要修复的两个区域是原常化厂厂区和原实验工厂厂区，共需修复土壤面积24600平方米，污染土壤总量13.7万吨，需修复地下水面积71300平方米，共需抽取污染地下水总量为62万立方米。
该项目2009年至2010年上半年开始实地调研，对土地进行分区布点，提取土壤和地下水样本，摸清土地污染程度和范围。在完成科学实验后，制定出相应的治理方案。2010年9月正式启动常化厂污染场地土壤及地下水修复工程，工程实施过程中首先掘地2-6米，把污染区约33万吨的土壤全部移走后，重新以优质的新土填充。其次，抽出60万立方地下水，进行深度处理后，再回灌地下，确保不影响地质结构，2012年底修复工程结束。
（2）广华新城地下水污染治理工程项目
2012年8月6日，五建承建的国家首例地下水污染治理工程——中央国家机关公务员住宅建设服务中心广华新城地下水污染治理工程项目开工。此次地下水污染治理项目是我国尝试性大面积地下水污染治理的先河，工程施工工期为730天，目前尚未完工。
五、地下水与地表水的联合运用
5.1水资源的联合运用
为促进一个流域、地区或灌区的水资源供需平衡，对地表水和地下水进行合理的统一开发利用和管理。在农田灌溉中，联合运用的主要形式是井渠结合。有些地区兴建了大规模的引水、调水工程，与原有的井灌区联成一个系统；而在一些大型自流灌区，由于地表水资源不足，又在灌区进行机井建设。美国加利福尼亚州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中国的黄淮海平原，都是大面积地表水和地下水联合运用的地区。
水资源联合运用的优点
①调蓄地表径流。利用含水层的蓄水功能，蓄存丰水时期的多余地表水量，供枯水时期使用。
②改善地下水质。调蓄地表径流水量，对含盐量较高的地下水可以起到稀释作用。巴基斯坦和以色列的一些灌区，曾采用这样的方法减少地下水的含盐量。中国黄淮海平原的黑龙港地区，对浅层矿化地下水也进行过"抽咸换淡"。在荷兰，还把夏天温度较高的水回灌地下，到冬天抽出灌溉对水温要求较高的温室花卉和蔬菜。
③调控地下水位。大型水库和灌区的兴建，增加了对地下水的补给,引起地下水位升高,导致灌溉土地渍涝和次生盐碱化。在这些地区，开采利用地下水可降低地下水位，配合地面排水，进行旱、涝、盐碱综合治理；但地下水超量开采会引起地下水位下降，使水井建设费用和抽水费用增加。长期超采会形成大面积地下水位降落漏斗，招致地面沉陷和滨海地区海水入侵等危害。在这种情况下可引进地表水，以减少地下水开采量，并对地下水进行回灌，以调控地下水位。
5.2水污染物总量联合控制
流域水污染物总量控制作为水资源保护管理的重要途径，正逐渐受到广泛重视。地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分，两者之间相互转化，密切联系，即要实现地表水与地下水污染防治的密切结合，做到统筹规划，统一评价，整体保护。开展地表水与地下水污染物总量联合控制应用研究，对从整体上保护流域水资源和水环境具有重要意义。
广东省环境科学研究院以郑州市为研究对象，从地表水与地下水联合水功能区划分、环境容量核算、污染物总量联合控制、水污染防治对策与措施4个方面入手，把地表水系统与地下水系统联合起来开展水污染物总量控制研究。研究认为：地表水与地下水作为水资源系统的重要组成部分，两者之间相互转化，密切联系，需要统一管理和保护，为保障郑州市水污染物总量控制目标的实现，须采取工程与非工程措施进行有效控制。
参考文献
[1] 全国地下水污染防治规划（2011-2020年）
[2] 中国地质调查局.中国地下水资源与环境调查报告.2005
[3] 范宏喜.我国地下水资源与环境现状综述.水文地质工程地质.2009,(2):I~III
[4] 杨梅，费宇红.地下水污染修复技术的研究综述.勘察科技技术.2008,(4):12~16
