地下水人工回灌含水介質微生物堵塞試驗研究

高宗軍，徐海龍，夏 璐

(山東科技大學地球科學與工程學院，山東 青島 266590)

隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，淡水資源利用范圍及規模逐年擴大，消耗量日益增加，地下水水位衰減、地面沉降等很多環境地質問題[1-3]相繼出現，生態資源的可持續發展和人民生命財產安全受到嚴重威脅，合理開發利用水資源勢在必行。實施人工回灌地下水是解決這些問題的有效措施之一[4-7]。

人工回灌是將回灌水經相應處理后重新回注到含水層，促進地下水的良性循環。然而，大量工程實踐表明[4-7]，回灌過程中極易發生含水層堵塞，嚴重影響回灌工程的順利實施，甚至迫使回灌井報廢。因此，深入開展地下水回灌堵塞研究，對延長回灌井使用壽命、科學可持續的開發利用水資源具有重要的理論價值和實際意義。人工回灌過程中含水層堵塞可分為物理、化學和微生物堵塞3種。國外相關研究者Dillon等[7]對40例回灌井調查統計，其80%回灌井發生堵塞，物理堵塞占70%，化學堵塞占10%，生物堵塞占15%。物理堵塞中最典型的是懸浮物堵塞，在慣性和水力作用下懸浮物被沉淀和截留在表層含水介質中，滲流阻力增大，回灌率降低；硅酸鹽垢、碳酸鹽垢在化學堵塞現象中普遍存在。Rosnes等[8]將美國NorthSea地熱回灌工程的失敗歸于硫酸鹽還原菌的生長及其胞外聚合物(Extracellular polymeric substances，EPS)的積累。Ripley等[6]研究認為，回灌系統的生物堵塞主要發生在含水介質表層，具體入滲范圍受含水介質自身巖性特征、生物菌群、回灌水質、外界環境等因素不盡相同，介質滲透性初始迅速降低，隨后緩慢下降。……