章节内容：60万立方米的水可以被存储在城市周边的地下水中
如此大量的水在满足一定条件的情况下能够渗透进城市周边的地下水中，从而增加地下水储量，以便之后再次取用。
下面会具体介绍，作为渗蓄区，土地需满足哪些条件。
在法兰克福桥梁系统项目中，潜在的城市周边渗蓄区会被仔细挑选。通过观察目前的地下水水位，借助地下水模型的模拟，得出渗蓄之后上涨的地下水水位数值（厘米）。
全面彻底的特殊水处理是所有地下水积聚的先决条件。采样的时间和地点也要符合有关部门的严格规定。
通过有针对性的地表渗透进行水资源存储
利用法兰克福桥梁系统可以收集多达200万立方米水。 由于浅表层的存储能力很快就会到达上限，这一项目力求将水渗透进入地下水体。大量的雨水或建筑基坑的地下水被收集起来，有目的地渗透并根据需要再次利用。目前的地下水取用于城市周边地区，并且无法满足新增的60万立方米用水需求。据估计，桥梁系统连接的所有远端渗蓄区完全具备存储全部200万立方米水的能力。
在桥梁系统的帮助下可收集200万立方米的水 —— 储存如此大量的水是一个巨大的挑战
为了有足够的水进行灌溉，可以使用几种水源： 雨水、从建筑基坑中抽出的地下水以及从美茵河中取用的水。从理论上讲，这意味着全年可以收集灌溉所需的超过60万至80万立方米的水。那么具体什么时候会用到这些水？需要储存多久？
在法兰克福桥梁系统项目范围内，考虑到近年来德国植被的生长周期分别向前提前和向后延长两周，规划的水存储容量能够满足所有绿化植被从4月至9月的灌溉需求。植被在春季更早开始发芽，叶片在秋季更晚脱落。这一趋势很可能会持续下去。
因此，在 3 月底必须有足够的水供应，以保护对城市气候具有重要价值的绿地和树木免受潜在的长期干旱的威胁：这是一项艰巨的任务。
对于如此大量的灌溉用水，将其储存在地下水体中比建造巨大的人工水库更具可持续性
原则上有如下几种存储类型：例如大型地下工程（类似于法兰克福的 11 个雨水蓄水池）；或城市附近湖泊等地表水。也可以考虑利用美茵河尽端的海港盆地进行蓄水。
但是所有这些存储设施都需要大量的建设工作。 由于空间不足，在法兰克福市区提供大型储水箱也并非易事。 然而，有一个大型的现存水库：地下水。
原理很简单：让排放水渗入地下水体。而渗入地下水体的排放水质必须严格遵守相关法律规定，即水质不得因排放水的渗入而恶化。
如果所有条件都满足，“地下水体”可以通过渗蓄来富集，必要时可以从附近的井中取水而不会降低地下水位——在德国，必须在确保地下水位不受到威胁的情况下才能取用地下水。
这也是法兰克福从黑森州的沼地中获得饮用水的方式。与此类似，也可以在法兰克福城市周边如城市公园中建造渗水坑和渗透井。
通过灌溉用水的渗蓄实现地下水富集
渗蓄的最佳条件是，地下水位以上有一层不饱和层。通过渗蓄作用，不饱和层中土壤和岩石的孔隙会被填满，地下水位上升。一旦该层完全饱和，它就不能再吸收任何水分。 若再往其中渗蓄，那里的地表很快就会被水淹没。
土壤条件决定渗蓄潜力
决定一个地区是否适合储存地下水的决定性因素是地下水之上的透水土壤层的“厚度”，专家们称之为“非饱和区”的“厚度”。在法兰克福城区内，不同地区非饱和区的厚度不一：在上垃德区(Oberrad)不饱和区相当薄，地下水更接近地表。在埃舍尔斯海姆区(Eschersheim)非饱和区更厚，地下水更深。
法兰克福的土壤成分也有很大差异：城市南部的土壤是沙质的，北部则更加肥沃。 因此，渗透水需要不同的时间才能到达地下水层。
土壤不得被污染区域污染
污染区域的污染物会通过渗透过程进入地下水。因此一些曾经的工业区[例如里德瓦(Riederwald) ]作为潜在的渗蓄区 —— 尽管看起来干净 —— 将不被纳入渗蓄范围。
该区域必须提供水处理空间
只有当水质不低于地下水质量的情况下，水才能被渗蓄。即使水是从最近的水井中取出的，也可能需要经过处理过程才能汇入管道系统。
土壤必须具有渗透性
传统情况下，水的渗蓄发生在法兰克福南部的城市森林中，因为那里的土壤渗透性很强。而美茵河以北延伸至法兰克福城市下方的土壤很快就到了粘土层，很难对水进行渗蓄作用。
土壤必须有足够的储存能力
地下的非饱和层必须足够厚，以吸收足够的地下水，而不会让地下水位上升到危及现有建筑物或树木的程度。
渗透有两种不同的变体：沟渠或竖井
对于城市周边的水渗透来说，尽管缺少公园或草地，却可以建造特殊的渗水系统：一方面可以建造渗水沟，并且可以很好地隐藏在人行道下。另一方面可以选择性地建造更深入地下的渗透井。
对此可以根据具体位置进行选择：若空间足够，则选择渗水沟；若空间有限，那么更深入地下的渗透井则更为合适。
渗透过程通过可覆盖的沟渠进入地下， 这些沟渠从外面看起来就像普通的人行步道
渗透沟可以将大量的水缓慢地排入地下，同时尽可能少地占用空间。为此需要向下深挖数米，并砾石填充。水被引入并填充砾石之间的空隙，并逐渐渗透至土层。
为了防止污染以及人们的踩踏，渗透沟将被覆盖起来，并可以作为人行步道使用。
当法兰克福的人们在绿地漫步并享受这一天时，他们脚下的地下水库正在逐渐被填满。
与之相关的风险和问题必须在法兰克福桥梁系统的初步规划阶段得到澄清，并由当局进行审查
在进行渗透储水之前，必须明确重要的先决条件：
- 在法兰克福市区或近郊的何处可以进行渗蓄？那里的土壤质量和成分是什么？
- 需要何种程度的处理？净化到饮用水标准还是更低？
- 在离渗透源多远的地方可以取水？
- 在离渗透多长的时间段后可以取水？
专题专家
Untere Wasser- und Bodenschutzbehörde Frankfurt - Universität Heidelberg Institut für Geowissenschaften - Forschungsgruppe Hydrogeochemie und Hydrogeologie - Technische Universität Darmstadt Institut für Hydrogeologie - Hessenwasser nachhaltige Wasserversorgung - Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie
考虑到当地的土壤条件，并借助简化的地下水模型，确定法兰克福可以安全渗水的区域
根据当前的地下水模型，确定潜在渗流位置：一个地区的地质和地下水状况对渗流的影响具有决定性意义。只有在现状地下水水位不高，并且水流的渗入只会导致地下水水位在一定范围内上涨的情况下，才可以将该地区作为安全渗水区域。否则，地下水位过高可能会对建筑构件或植被造成损害。
第一步是从所有潜在的渗蓄区域中选择合适的区域，并排除不合适的区域
整个城市范围内的公园和绿地，以及人行道下方，都可以进行水的渗蓄。然而，并非所有区域都适合对大量的水进行渗蓄。
选择参数
1. 土壤污染信息
2. 项目区域地势（高程剖面）
3. 地质条件（粘土、沙子、岩石等），即土壤的透水性和蓄水能力
4. 当前的地下水位以及相应的入渗高度——只能通过地下水模型确定
(1) 确定研究区域内的污染点
由于会损害地下水水质，污染区被排除在适合渗蓄的区域之外。
(2) 数字地形模型展示研究区域的高度信息
研究区内带有桥梁和美茵河路线信息的数字地形模型，提供了城市地形的整体印象，以及创建3D地下水模型的数据基础。图中的荧光绿区域为渗蓄区。
(3) 第四纪沉积物厚度（在模型中）表示土壤的透水性和蓄水能力
所谓的“第四纪沉积来厚度”描述了地表中能够容纳地下水的地层的厚度。 简单地说：一个点的第四纪厚度越低，含水层就越“薄”。
(4) 当前的地下水位是地下水模型的重要输入参数
在二维地下水模型中，当前的地下水位可以以不同的方式读出。 这是一个重要的模拟额外渗水所带来影响的工具。
建模区域地下水补给的初步情况
地下水补给被定义为“水下渗进入地下水” (DIN 4049-3)。 较低的或者负值的地下水补给量往往与蒸发量过大有关，而地下水补给率高则意味着地下水水量增加。是否适合作为渗蓄区首先取决于其地形条件及土层结构。
法兰克福桥梁系统有助于更多地对地下水进行补给
在地下水模型中，现有的地下水补给水与来自渗蓄区的水汇集。适合渗蓄的区域有：尼达公园(Niddapark)、部分城市环线(Anlagenring)、雷布施托克公园(Rebstockpark,)、 海因里希卡夫公园(Heinrich-Kraft-Park)和城市森林。
通过地下水模型，计算了法兰克福桥梁系统渗水前后整个模型区域的地下水水位。 即使模拟结果只是初步估计，它也是模拟额外渗水影响的重要依据。
水文地质结构模型的运用大大简化地下水动力学分析
借助数字地形模型中的公开数据，建立水文地质结构模型（3D）。它以高度简化的形式描绘了第四纪和第三纪的主要水文地层构造。
该图还显示了有限元的离散网络，在该网络的过渡处求解了地下水流的微分方程。 该模型网络在已知水井处进行了更精细的离散化，以便更详细地表示当地地下水动态。
3D 地下水模型显示了近地表第四纪地下水层的水位（地下水位等高线）
地下水模型显示了每年额外渗透 60万立方米水量后地下水水位的增加
由于额外的水渗透，预计地下水位将大幅增加25至50厘米。这意味着，在不影响现有的建筑物或工厂的情况下，多达60万立方米的水可以在靠近城市的地方渗蓄。如果扩大模型区域，可以在法兰克福周边区域通过渗蓄储存多达 200 万立方米的水。
专题专家
Universität Leipzig Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement - Professur für Wassermanagement und Klimaanpassung - Universität Leipzig Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement - Professur für Wassermanagement und Klimaanpassung - Universität für Bodenkultur Wien Institut für Ingenieurbiologie und Landschaftsbau AG Nature-based Solutions - Universität Potsdam - Institut für Umweltwissenschaften und Geographie - AG Wasser- und Stofftransport in Landschaften - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Sektion Geowissenschaften - AG Geohydromodellierung
渗蓄与灌溉量模型
下图以灌溉需求600000 立方米/年 为基础，以理想化年份为例说明了每年的渗蓄与灌溉情况。灌溉在夏季进行超过 6 个月，并随着温度的升高而增加。渗蓄全年都在发生，这里是根据多年来确定的月降水量按比例估算的。渗蓄水量与灌溉水量达到了平衡。
水的渗蓄和取用过程
如果将一年的渗蓄和灌溉量绘制成折线图，则可以根据特定时期两条曲线之间的最大差值来确定所需的最大存储量。在这个例子中（灌溉量60万立方米），8 月和 9 月的最大值在15万立方米 左右。对于年100万立方米 的灌溉量，所需的存储量约为25万立方米。由此可以得出结论，即使在极端年份，60万立方米的地下水储存容量也足以满足桥梁和公园的灌溉需求。
挑战：根据渗蓄的地点和时间确定取水的地点和时间
此外，该模型还可用于计算地下水的流向和流速。这样不仅确定了最佳入渗位置，同时确定了地下水的最佳抽取位置。
理想情况下，应及时抽取与之前渗入的水量相同的水量——例如在7月份抽取在2月份渗入的水量。
在渗入地下水之前，来自管道循环系统的水可能需要再次处理。 这一过程应当在清洁装置中进行（可能使用活性炭过滤器）。
结论：在市中心地区，至少可以通过渗蓄储存60万立方米水。
借助简易的地下水模型，可以评估在法兰克福市区通过渗蓄储存大量水的可行性。该模型表明，在法兰克福桥梁系统沿线选定的渗蓄区域，可以轻松渗蓄至少60万立方米水，而地下水位上升幅度不超过 25 厘米至 50 厘米。这一存储量足以满足灌溉需求。
若由于气候变化或绿化面积增加而导致灌溉需求增加，可在城市周边确定额外的渗蓄区。