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第1章 概论1

1.1我国水资源的主要特点1

1.1.1总量贫乏1

1.1.2分布不平衡1

1.1.3污染状况严重2

1.2我国一些主要地区的水资源状况2

1.2.1北京市2

1.2.2上海市2

1.2.3黄河沿岸3

1.2.4海河流域3

1.2.5沿海地区3

1.3人工地下水回灌的基本概念4

前言4

1.2.6辽宁省4

1.3.1人工地下水回灌的潜在优点5

1.3.2人工地下水回灌的某些潜在缺点6

1.4人工地下水回灌方法6

1.4.1地表回灌6

1.4.2井灌7

1.4.3地表回灌与竖井回灌结合9

1.6人工地下水回灌需要解决的问题10

1.5污水回用与水资源的持续性循环10

1.4.4快速渗滤／取水10

第2章 地下水回灌场地评价与选址12

2.1基本情况调查12

2.1.1气象水文条件13

2.1.2地形和地表径流13

2.1.3土地使用情况13

2.1.4回灌水水质特征与环境效应14

2.1.5资金问题与其他问题14

2.2.1试坑方法15

2.2.2钻井试验15

2.2土壤岩性调查15

2.3土壤的物理性质16

2.3.1土壤的分类16

2.3.2土壤颜色18

2.3.3土壤结构18

2.4土壤的化学性质18

2.4.1土壤中黏粒的矿物学分析18

2.4.2土壤对磷和氮的吸附容量分析18

2.5土壤的水力学性质19

2.5.1饱和水力传导系数19

2.5.2给水度19

2.5.4渗滤速度21

2.5.3非饱和水力传导系数21

2.5.5垂直饱和水力传导系数的测定22

2.6渗滤速率的测量24

2.6.1双环渗水试验24

2.6.2渗坑试验25

2.6.3筒形渗滤计测定方法27

2.7地下水28

2.7.1地下水实际流速28

2.7.4地下水的主要化学性质29

2.9回灌工程的中试试验29

2.8回灌工程的勘探与选址报告29

2.7.3地下径流时间29

2.7.2含水层贮水量29

2.10场地调查涉及的人员30

2.11场地勘探与选址总结30

2.11.1调查要求30

2.11.2调查内容与场地调查技术路线30

第3章 人工地下水回灌用源水及其预处理32

3.1回灌源水的类型与水质分析32

3.1.1城市污水32

3.1.2雨水33

3.1.3灌溉回流水34

3.2.1地下水回灌工程规范35

3.2地下水回灌水质标准及工程规范35

3.2.2用于地下水回灌的再生污水水质标准37

3.3城市污水再生工艺38

3.3.1地下水回灌预处理的目标38

3.3.2土壤含水层处理对预处理的要求39

3.3.3用于地下水回灌的污水再生工艺41

3.3.4预处理工艺总结47

3.4城市污水再生工艺研究48

3.4.1DGB吸附工艺48

3.4.2GAC（粒状活性炭）工艺49

3.5本章总结49

4.1.1土壤含水层的性质与基本概念51

第4章 土壤含水层处理（SAT）系统51

4.1土壤含水层处理（SAT）系统的组成51

4.1.2土壤含水层处理的基本原理52

4.1.3SAT系统的动态特性54

4.1.4土壤含水层处理的实际效果54

4.2回灌水中主要关注的组分55

4.2.1营养元素55

4.2.2痕量重金属57

4.2.3消毒副产物及其前体物58

4.2.4优先污染物63

4.2.5药物66

4.2.6病毒与病原微生物68

第5章 污水再生与回用的健康风险及其评价71

5.1风险评价方法学71

5.1.1风险评价的基本概念71

5.1.2风险评价的历史回顾72

5.2途径与结果描述73

5.2.1风险评价的过程73

5.2.2非饮用回用74

5.2.3饮用回用75

5.3关注的病原微生物79

5.4消毒与消毒副产物产生的风险81

5.5流行病学82

第6章 人工地下水回灌工程的设计84

6.1土壤地质条件勘察84

6.2土壤柱模拟实验与前期调查84

6.3预处理工艺设计85

6.4回灌工程的设计要素86

6.5人工地下水回灌工程设计实例87

6.5.1回灌场地选择及回灌前水文地质勘察87

6.5.2回灌池水力负荷87

6.5.4回灌水量的确定88

6.5.5预处理工艺设计88

6.5.3回灌池面积、个数的确定88

6.5.6监测井和取水井的布置92

第7章 地表渗滤人工地下水回灌工程的运行93

7.1系统的启动与调试94

7.1.1调试前的准备94

7.1.2预处理设备调试95

7.1.3回灌池95

7.2运行维护与过程控制96

7.2.1预处理工艺的过程控制96

7.1.5仪表和控制系统96

7.1.4取水井96

7.2.2回灌池的运行管理97

7.3监测与维护100

7.3.1水位监测100

7.3.2水温监测100

7.3.3水量监测100

7.3.4水质监测101

第8章 人工地下水回灌若干工程实例103

8.1美国亚利桑那州Tucson市Sweetwater再生水地下回灌工程103

8.1.1Tucson市的背景情况103

8.1.2污水处理状况及回灌前的预处理工艺103

8.1.3回灌设施104

8.1.5再生水应用108

8.1.4水质监测108

8.2美国Orange County Water District回灌工程109

8.3德国柏林地区地下水回灌工程111

8.4以色列DanRegion污水再生工程114

8.5科威特地下水回灌工程118

8.6快速渗滤取水工程118

8.7间接地下回灌——河岸土壤渗滤与河床渗滤120

第9章 地下水回灌的经济分析122

9.1经济可行性122

9.2.3水质效益123

9.2.5防治海水倒灌123

9.2.4控制洪水123

9.2.2扬程效益123

9.2.1供水效益123

9.2人工地下水回灌工程的效益123

9.3效益／成本调整124

9.4地下回灌工程的费用构成与横向比较124

9.5回灌工程的宏观经济效益计算125

9.5.1回灌水量的分析与确定125

9.5.2回灌工程直接效益的计算126

9.5.3回灌工程宏观效益间接计算法127

9.6土壤渗滤与常规深度处理的经济比较128

10.2场地特征分析131

第10章高碑店地下回灌示范工程131

10.1概述131

10.2.1土壤岩性132

10.2.2土壤物理性质分析133

10.2.3土壤化学性质分析133

10.2.4地下水134

10.2.5渗滤速率测定135

10.2.6抽水试验与水丘计算137

10.2.7地质勘察试验总结139

10.3示范工程第一阶段：地表回灌139

10.3.1渗滤速率与水力负荷141

10.3.2地下水位的变化143

10.3.3示踪剂初步研究144

10.3.4包气带水质145

10.3.5含水层水质148

10.3.6地表回灌工程运行总结148

10.4示范工程第二阶段：快速渗滤取水工程149

10.4.1回灌工程改造：快速渗滤＋竖井系统149

10.4.2快速渗滤＋竖井回灌系统运行150

10.4.3快速渗滤＋竖井回灌系统水质分析151

10.4.4快速渗滤＋竖井回灌系统小结153

结语155

附录：城市污水再生利用地下水回灌水质158