地下水庫建造在地下，具有減少蒸發(fā)量、水質(zhì)不易污染、投資小、不占用地表面積、防止海水倒灌等優(yōu)點。因此這種水庫在西北干旱地區(qū)和濱海地區(qū)均受到廣泛重視。

普通水庫

地下水庫的定義

地下水庫與地表水庫相比是指修建于地下并以含水層為調(diào)蓄空間的蓄水實體，就是把水蓄在土壤、巖石的孔隙、裂隙或溶洞里。林學鈺院士提出地下水庫是一個便于開發(fā)和利用地下水的儲水地區(qū)，具有多種功能，包括水的供給、儲存、混合和輸送。

地下水庫

在關(guān)于地下水庫的認識中，有以下幾種比較有代表性：

1）地下水庫是一種水利工程；

2）地下水庫是含水層；

3）地下水庫是蓄水構(gòu)造；

4）地下壩是地下水庫的關(guān)鍵工程。

北京密懷順地下水庫剖面圖

我國主要地下水庫分布

目前我國在建或已建成的地下水庫大致分布如下：

在我國華北、西北地區(qū)具有代表性的地下水庫有:河北的南宮地下水庫、石家莊滹沱河地下水庫、北京西郊地下水庫、新疆的烏拉泊洼地地下水庫、柴窩堡盆地地下水庫、鄭州市新石橋-黃莊地下水庫、關(guān)中盆地秦嶺山前地下水庫、三工河流域山前地下水庫、包頭市地下水庫。

山東省是目前地下水庫建設和研究方面比較成熟的地區(qū)，修建的水庫多是用于調(diào)蓄地下水和防止海水倒灌的。其代表性的地下水庫有：八里沙河地下水庫、龍口市黃水河地下水庫、濟寧市地下水庫、萊蕪市的傅家橋地下水庫、夾河地下水庫、大沽河地下水庫等。

東北也是我國修建地下水庫最早的地區(qū)之一，具有代表性的是龍河地下水庫、三澗堡地下水庫、老龍灣地下水庫、白城地下水庫、東遼河下游地下水庫、下遼河平原地下水庫等。

我國南方一些省市和島嶼、濱海地區(qū)也有不少地下水庫, 例如：如貴州省馬官地下水庫、長崗地下水庫、貴后寨地下水庫、獨山縣南部地下水庫、廣西省小平陽地下水庫等。

建造中的石林地下水庫

3地下水庫與地表水庫的區(qū)別

1它們攔截和儲存的對象不同。地表水庫攔截地表徑流，地下水庫攔截地下徑流。

2地表水庫將水儲存在地表的峽谷、洼地中；地下水庫將水儲存在天然含水層(儲水構(gòu)造)的介質(zhì)中，形成“水-巖”兩相體系。它的存在和運動更為復雜，定量描述這種運動的科學是地下水動力學。

3地表水庫必須要有攔水工程———水壩，有的地下水庫要有截水工程———地下水壩。例如在濱海河谷地區(qū)開發(fā)地下水經(jīng)常導致海水入侵等問題。通過地下截水工程，不僅攔截了地下徑流形成地下水庫，而且還阻擋了海水沿含水層的滲流侵入，有效地防止海水入侵。有些情況不需要修建地下截水壩，例如邊界完整的地下水盆地。

濱海河谷型地下水庫示意圖

（①—原始地下水位;②—建庫后壩內(nèi)地下水位;③—海水位;④—地下水壩;⑤—地下水庫咸水殘留體;⑥—建庫后壩外地下水位）

4地下水庫要有含水層補給工程，即通過各種工程手段(天然滲入、井、渠、溝引滲等)將地表水引入地下含水層中，這是實現(xiàn)調(diào)蓄的基本條件之一，地表水庫不需要這種工程。

5地表水庫的很多功能如航運、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等是地下水庫所不具備的，地下水庫也有一些特殊功能如儲能功能。

地下水庫的功能

1蓄水功能

地下水庫的蓄水功能以一般構(gòu)建在賦水介質(zhì)空隙內(nèi)的庫容空間為基礎。遵循“以豐補欠”的原則，利用巨大的貯水空間，地下水庫可以在豐水期蓄積大量的水，以備枯水期之用。從而優(yōu)化水資源在時間上的配置。

2調(diào)水功能

選擇合適的地點和途徑，通過相應的工程手段，人為干預庫區(qū)地下水的補入與采出。一方面，最大限度地將經(jīng)濟合理地用于地下水庫的水資源調(diào)入庫中。另一方面，在恰當?shù)臅r間最有效地將庫中水調(diào)出到需水單位。由此完成優(yōu)化水資源配置的功效。

3其他功能

地下水庫還可以防止地面沉降、滋潤生態(tài)環(huán)境、增加對降水資源的截留、調(diào)節(jié)小氣候、儲冷儲熱等。這些都屬外延功能，以蓄水和調(diào)水功能為基礎。

地下水庫的組成和分類

（1）天然儲水構(gòu)造組成的地下水庫庫區(qū)。根據(jù)儲水介質(zhì)的不同，可將地下水庫分為松散介質(zhì)、裂隙介質(zhì)、巖溶介質(zhì)和混合介質(zhì)地下水庫。由于儲水介質(zhì)的不同，地下水的分布特征和地下水動力性質(zhì)也不同，即所采用的地下截滲、回灌開采工程也不同。

表一：三種地下水庫的主要特征和區(qū)別

（2）攔截地下徑流的地下?lián)跛畼?gòu)造。根據(jù)其工程結(jié)構(gòu)形式分為有壩、無壩和混合型三種。

無壩地下水庫： 一般都建在平原地區(qū)的古河道上。這種地質(zhì)含水層好，地勢平坦，地下水力坡度平緩，流速較緩。所以，即使不筑壩流出去的水量也是很有限的。如果周圍存在一個封閉的含水層構(gòu)造，更可不用筑壩了。

有壩地下水庫：主要在山前坡積區(qū)。由于地面坡度陡，地下水的水力坡度陡，流速大，其下游都有出口。有些地區(qū)的地下水還會出現(xiàn)承壓現(xiàn)象，這就要修筑截流地下壩。

（3）地表攔水和引滲工程。引水入滲的方法主要有2 種：一是地面入滲法；二是垂直注水法，如果遇到在古河道上覆蓋有一層透水性較差的粘性土，而且其厚度又很大時，可以改用打豎井穿透覆蓋層向庫內(nèi)注水。

（4）地下水的開采工程。 主要有開采井和集水廊道等。

（5）地下水的泄水工程。

（6）庫內(nèi)殘留雜質(zhì)水體的處理工程。

（7）地下水的監(jiān)測管理系統(tǒng)。

地下水庫的建庫條件

地下水庫的修建離不開它的基本建設條件，根據(jù)現(xiàn)有地下水庫的建設經(jīng)驗，現(xiàn)從以下幾方面分析了建庫的基本條件。

（1）修建地下水庫的水文地質(zhì)條件。地下水庫的成功建設必須要符合一定的水文地質(zhì)條件。首先，必須有地下河谷和適宜的含水層的存在，具有高透水性，高孔隙率的含水層和不透水的粘土層組成，才能形成有實際意義的地下水庫。

（2）水源條件。要有充足的地下水補給源，水量越充足，建設地下水壩的效果越明顯。水源通常來自于本流域或跨流域的地下徑流和調(diào)水，還有當?shù)氐慕涤耆霛B。對于農(nóng)田灌區(qū)來說，其渠系和田間灌溉入滲也是主要的補給源。

（3）良好的地下水開采條件。取水條件是建設地下水庫的一個重要因素。因為通過地下水庫的調(diào)蓄水之后，由于地下水開采的特點必須要打井抽水。所以，地下水庫的含水層必須透水性較強，單井的涌水量要足夠大。這樣既可以提高效率，又可以為蓄水提供更大的空間。

（4）其他條件, 如環(huán)境地質(zhì)條件和生態(tài)條件等，也是地下水庫發(fā)揮更大價值的重要因素。