各类含水层补给技术虽然对地下水总体是保护作用, 但如果回补水源为风险性较高的再生水, 则需要实施严格科学的风险管理方案, 因地制宜, 确保安全性。国际上比较常见的MAR风险管理框架通过评估潜在危害和补给过程中的一系列风险因素, 确定预防措施, 以实现风险管理的目的。比如用再生水回补地下水管理框架分四方面,具体如图1所示 。
以上12项内容可保护回采水和回补后含水层外围影响区的环境质量。
简单地认为把处理到接近饮用水标准就可以回补是不妥当的。例如加氯消毒杀菌的水可导致含水层回采水氯含量超标;在一些地方将饮用水注入到含水层后,由于其与含砷的黄铁矿反应,会造成开采后砷浓度过高;源水淡化为高纯度水后,与一般的水相比能溶解更多的矿物质。
因此,风险管理需要考虑含水层与补给水相互作用, 可参考以下科学方法:
(1) 消除可持续风险: 水在通过缓冲区时通过土壤和含水层来削减危害(病原体灭活,一些微量有机物的生物降解,部分营养物的吸收);
(2) 消除低效风险:这些风险需要在补给前消除,因为它们有的不能消除(盐度)或消除效果还没有得到验证(某些金属离子的吸附及有机物的生物降解,过量的营养物,悬浮物等);
(3) 消除与含水层相互作用造成的风险(如金属运移、硫化氢、盐度、碱度、硬度或放射性核素):需要提高补给水的水质以避免这些风险(如改变酸碱度、降低氧化态或减少养份)。
运用MAR技术将水回补到地下之后,根据影响范围的不同,可以将其分为五个区,分别为补给区、储存区、缓冲区、水质影响区、水力影响区。
补给区为补给设施所在位置;储存区为补给水进入含水层之后的储存区域;水质影响区为MAR运行过程中水质发生变化的区域;水力影响区为MAR运行过程中水力参数发生变化的区域。图2中虚线与补给区边界所包围的区域为缓冲区,缓冲区为MAR补给区与周围地下水水质未受影响的最大区域,随着MAR运行的停止,缓冲带将缩小和消失,最终整个含水层达到最初状态。