地下水资源管理新技术与新方法探讨
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作者: 娜仁
摘 要 随着我国经济的发展，科技水平不断提高，地下水资源管理技术日新月异，进入一个新的发展阶段，为地下水资源的管理提供了良好的条件。文章针对地下水资源管理的新技术新方法，列举部分技术与方法进行分析，并提出相关意见。
关键词 地下水资源管理；新技术新方法；水位调节；技术
中图分类号：P6 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0154-01
随着经济的发展和城市化进程的加快，地下水的开采受到严重不良影响，不合理的开采、废弃物的污染都造成了水资源的管理问题日益严峻，引起社会各界的广泛关注。尽管水资源管理部门已经采取一些措施加以管理，但面对水资源管理基础薄弱的问题，作用依然不明显。目前，科技的进步为水资源管理带来了各项新技术与新方法，结合计算机技术、遥感技术和通信技术、地理信息技术、定位系统等为水资源管理提供更多的便捷方式，极大提高了管理质量。
1 地下水资源调查分析技术与方法
1）地理信息系统的管理应用。地理信息系统具备极强的空间数据处理功能，以及地图的可视化，因此被广泛应用于环境监控和能源勘探方面。在水资源防污染性能评价方面，地理信息技术的应用首先进行浅层地下水防污染因素的提取，对主要因素进行多次对比，权衡轻重，选取最关键因素。其次，对收集到的数据进行整理，绘制成图，并对各因素进行量化[1]；利用相关软件将图层栅格化；最后使用地理信息系统进行空间分析，对地下水层防污染性能进行具体分区。
2）同位素技术的管理应用。地下水循环系统是极为重要的水资源研究内容，包括地下水循环深度等，通过研究地下水的补给、径流、排水量三方面的具体特点，进而反映该地区地下水的自动更新能力。当前，对于地下水循环深度的主要研究技术有同位素水文地质学方法和水动力学法，同位素水文地质学主要通过同位素标志性和计时性对水文进行研究。地下水动力学方法的应用所需数据量大，涉及的参数较多，对地下水文有详细的资料。在城市人口活动较密集的地区可以有效利用该技术，但往往在一些缺乏基础资料、地处偏远、人口稀少的环境就不适合使用，存在一定局限性。同位素水文地质学的应用时间早，至今使用也比较成熟，主要用于水体的起源、水体年龄和水径流途径方面。对于水的主要成分氢和氧，同位素水文地质学可对之进行浅层地下水的追踪[2]，达到理想的研究效果。
2 地下水资源管理软件
国外有专家在20世纪70年代就已经提出对地下水的水流模型和先进的技术相整合，形成一个地下水管理模式进行科学管理。目前为止，国外的地下水资源管理模式已经得到成熟的发展与应用，各种管理软件的设计为水资源管理提供了有效服务，对于解决水资源的难题也得到相应开发和利用。随着科技的不断进步，地下水的研究得到更多的重视，管理方式也日新月异，例如应用较普遍的地理信息技术，地下水资源管理遗传算法，地下水动态预测小波随机耦合模型，地表水与地下水资源管理模型等等较为先进的管理软件。各具特色的管理软件的发展，是计算机技术的发展和地下水数学模型相结合的产物。模型与模拟软件关系紧密，不可缺少，模型是软件的核心成分，模拟软件则是模型实现的关键方式，模型的发展会带动模拟软件的适用范围更加广泛，并有效提高模拟的准确率，提高管理的质量和效益，实现良好的现代化水平。在发达国家，已经研制出叫成功的管理软件，并发展成为世界标准水平。如美国的MODFLOW软件[3]。
20世纪80年代已经发展得火热的人工神经网络模型ANN，是一种对人脑或者自然的神经网络的基本特征进行模拟，是一种抽象的非线性动力学研究系统。该系统拥有极强的对信息的处理能力，能大规模并行处理以及储存各类复杂信息，功能强大，系统自身具有良好的适应性、组织性和学习能力，对事物的联想、错荣和对干扰物的抵抗能力，对一些模糊性的问题有分析内在规律的能力，系统先进性极强。该系统使用在地下水资源的研究方面，对于地下水环境的分析评价也可以通过该功能进行，将研究问题看做一个模式来识别问题。目前，使用得较广泛的人工神经网络模型为BP网络，可以有效地对相关数据进行分析，对函数的传递十分有效，网络包括三层：传递层、隐含层、输出层。
3 新技术与新方法
1）水污染修复技术。近几年，经济的发展使工业废料的排放量逐渐增加，导致土壤和地下水都受到严重影响。地下水的污染情况越来越严重，有相关数据显示，对全国200个城市地下水质量进行调查，发现有65%的城市地下水已经受到重度污染，35%的城市轻度污染，只有5%的小城市基本没有污染。可见，经济的发展导致了水土的污染，而水土的污染又会阻碍经济的更好发展，也会对人类身体健康造成威胁。因此，研制一门针对水污染修复技术十分有必要。针对地下水的污染源来看，主要有铅污染、石油烃污染和硝酸盐污染，根据不同污染源设计不同的修复技术和处理方法。首先，针对铅污染，主要处理方式有物理屏蔽技术、原位修复技术以及抽出处理技术。三项技术中以原位修复技术为主，是研究的重点技术，该技术包含的项目有生物修复技术、物理化学修复技术和可渗透反应墙等，根据水污染情况采取相应措施。其次，地下水硝酸盐氮的修复技术主要包括的内容有化学修复技术、生物修复技术和物理化学修复技术。国外有相关调查表明，地下水在受到石油烃污染后，在很长时间内都无法恢复原样，几十年甚至几百年都处于污染状态，因此，对该类状况进行经济适用的去污处理已经成为各国水文研究专家探讨的热点话题，对原位修复技术的研究也越来越受到重视。原位修复技术主要研究技术包括原位化学氧、原位电动修复、环境同位素技术、渗透反应格栅技术以及土壤气抽出技术等主要内容。
2）水源补给技术。对地下水实行人工补给，可以有效调节地下水的补给量。人工补给的实质就是利用相关工程设备，将地表水自流或用压力引入地下含水层内，以此丰富地下水的自我补给量，使地下水水位常年保持稳定，并进一步对地下水资源进行季节或年度的调节，确保地下水的长期充足。国外对该技术已经发展得较成熟，已经普遍运用于小规模的地下水补给利用。
4 结束语
综上所述，地下水资源的管理技术和方法已经越来越多，对于先进技术的使用应根据各地区污染源的具体情况进行合理运用。政府部门也应在积极的引导下加强水资源的管理，使人们充分认识到水资源危机，促进社会经济的合理发展和实现可持续发展，构建生态文明。
参考文献
[1]唐克旺，唐蕴，等.地下水功能区划体系及其应用[J].水利学报，2012，21（11）：110-111.
[2]于丽丽.地下水合理开发利用与科学管理措施探析[J].海河水利，2012，11（02）：78-79.
[3]姜斌，邵天一.国外地下水管理制度经验借鉴[J].水利发展研究，2010，12（06）：121-122.
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