方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置制造方法
【專利摘要】一種方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括井蓋、土工織物反濾層和加壓裝置，井蓋由呈空芯環(huán)體槽設(shè)置的帶進(jìn)水孔口的井蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底方形柱體，在井蓋上部外側(cè)、空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)及槽底均設(shè)有圓形進(jìn)水孔口；所述的井蓋下部為不透水體。壓水機(jī)構(gòu)包括固定在空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)壁上的立軸和葉片，上端葉片在水流作用下可轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)下端葉片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，下端葉片對(duì)進(jìn)入到回灌井內(nèi)的水向下施壓，加速回灌速度。該裝置在井口裝置外形尺寸不變的情況下，能夠明顯提高回灌池過流能力、防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命。
【專利說明】方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于自滲式無壓地下水回灌的回灌井，特別是一種方形內(nèi)外進(jìn)水 自滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在有些缺水的地區(qū)如何保水或者在沿海地區(qū)如何防止因過度開采地下水而導(dǎo)致 的海水倒灌是制約當(dāng)?shù)厝嗣裆詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展的重大課題，而解決這一課題的手段除了加強(qiáng) 人們節(jié)水意識(shí)外，有效地利用雨洪資源也是重要措施之一。
[0003] 為了充分利用雨洪資源，在沒有污染或輕微污染的季節(jié)性河流內(nèi)，常常布置一種 自身具有過濾水中顆粒狀雜質(zhì)功能的回灌井，即自滲回灌井，亦稱反濾回灌井、機(jī)滲井。目 前采用的自滲反濾回灌井由回灌池和普通回灌井組成，其中回灌池通常埋于地下，為倒四 方臺(tái)形或圓形，深lm左右，池內(nèi)回填砂、碎石兩級(jí)反濾料，用于過濾河水、并將河水回灌至 回灌井內(nèi)；回灌井位于回灌池底部中間，為圓柱狀的空腔，其井口加蓋一帶有孔眼的砼井 蓋，河水經(jīng)過回灌池上方時(shí)，經(jīng)由砂、碎石兩級(jí)反濾料滲透匯總，通過砼井蓋上孔眼進(jìn)入回 灌井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)保水回灌。但是，這種自滲回灌井存在的問題是：1、自滲回灌井置于河底或渠 底，極易淤堵和被水流沖壞，影響使用壽命；2、回灌池埋于地下，僅回灌池頂面一個(gè)自由進(jìn) 水?dāng)嗝?，為保證足夠的回灌量，回灌池需要較大的橫斷面面積，而且施工量大；3、建造一個(gè) 普通的回灌池需要回填10m 3左右的砂、碎石，耗用大量建筑材料；4、砼井蓋的使用影響了回 灌量；5、只有頂面能進(jìn)水，回灌井的回灌能力低。這些缺陷嚴(yán)重影響了回灌井的使用效果， 沒有最大限度地發(fā)揮其保水效能。
[0004] 中國專利201220458416. 4公開了一種多面進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，它是 在回灌井上設(shè)有一罩于井口上方的井口裝置，所述的井口裝置包括井蓋和固定設(shè)置于井蓋 外側(cè)的土工織物反濾層；所述的井蓋是由帶頂蓋孔口的頂蓋以及垂直連接于頂蓋四周的硬 質(zhì)側(cè)壁所組成；所述的側(cè)壁由位于上部的側(cè)壁有孔部分和位于下部的側(cè)壁無孔部分組成， 土工織物反濾層將頂蓋和側(cè)壁有孔部分包覆，側(cè)壁無孔部分下部埋于河底或渠底地面以 下，側(cè)壁無孔部分中上部露出，所述井蓋的頂蓋上表面為傾斜面。該裝置部分解決上述現(xiàn)有 技術(shù)存在的問題，并且具有更大的自由進(jìn)水?dāng)嗝妫乐沟退晃鬯毓嗟墓δ?，以及具有?定的反濾功能和一定防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命，同時(shí)易于施工，并節(jié)省了砂 石反濾料。
[0005] 但是，由于大多數(shù)降雨屬于陣雨，雨水在河流中過流時(shí)間短，僅僅依靠頂蓋和側(cè)壁 上的透水孔無法滿足回灌量的需要，研究人員也試圖增大透水孔的尺寸來增加過水量，但 是透水孔的尺寸增大，不僅降低了井口裝置的強(qiáng)度，而且對(duì)土工織物反濾層的強(qiáng)度也提出 了更高的要求，否則沙石對(duì)土工織物反濾層的沖擊極易損壞土工織物反濾層，進(jìn)入回灌井 的沙石會(huì)造成回灌井滲水功能降低；也有的技術(shù)人員試圖增加井口裝置的透水孔的數(shù)量， 增加透水孔的數(shù)量勢必會(huì)減小透水孔的尺寸，雖然可以解決井口裝置的強(qiáng)度問題，但回灌 量整體降低；因此在本領(lǐng)域提高回灌量和保證井口裝置的強(qiáng)度及可靠性，一直是影響自滲 回灌井規(guī)模發(fā)展的瓶頸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述瓶頸問題，本發(fā)明提供了一種方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝 置，該裝置在井口裝置外形尺寸不變的情況下，能夠明顯提高回灌池過流能力、防淤抗沖能 力，延長了回灌池的使用壽命。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] 該種方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，所述的井口裝置包括井蓋及固定 設(shè)置于井蓋外側(cè)的土工織物反濾層，其特征是，所述的井蓋由呈空芯環(huán)體槽設(shè)置的帶進(jìn)水 孔口的井蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底方形柱 體，所述的井蓋上部中央設(shè)有的空芯環(huán)體槽為具有槽底的方形體；在井蓋上部外側(cè)、空芯環(huán) 體槽內(nèi)側(cè)及槽底均設(shè)有圓形進(jìn)水孔口；所述的井蓋下部為不透水體；所述的土工織物反濾 層設(shè)置于井蓋外側(cè)并與井蓋外側(cè)和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合；所述的空芯環(huán)體槽內(nèi)設(shè)置一 壓水機(jī)構(gòu)，所述的壓水機(jī)構(gòu)包括固定在空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)壁上的水平支架，所述的支架內(nèi)嵌 置一上軸承；在空芯環(huán)體槽的槽底通孔內(nèi)嵌置一與上軸承同心的下軸承，一立軸通過所述 的上軸承和下軸承后，立軸上端連接上端葉片，立軸下端連接流向?yàn)槌毓嗑椎南露?葉片。上端葉片在水流作用下可轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)下端葉片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于下端葉片的流向?yàn)槌?灌井井底，因此對(duì)進(jìn)入到回灌井內(nèi)的水向下施壓，加速回灌速度，有利于提高回灌效率。
[0009] 由于設(shè)置了方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側(cè)、空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)及槽底均設(shè)有圓 形進(jìn)水孔口，在井口裝置外形尺寸不變的情況下使得進(jìn)水孔口面積占井蓋外側(cè)表面積達(dá)到 36 %，進(jìn)水孔口面積大大提高，圓形進(jìn)水孔口不僅工藝性好，而且使得井蓋剛性好；井蓋下 部為不透水體，可防止雨洪初期、小流量的、水質(zhì)相對(duì)較差的地表水回灌含水層。
[0010] 所述的空芯環(huán)體槽可以是長方體或正方體，此方案不僅工藝性好，而且空芯內(nèi)腔 體積大，有利于減小進(jìn)水孔口的進(jìn)水阻力。
[0011] 所述的空芯環(huán)體槽的槽底為平底，此方案比較容易生產(chǎn)。
[0012] 所述的空芯環(huán)體槽的槽底為向下彎曲的弧底，相對(duì)于平底，可增加過流量及適應(yīng) 低水位河水。
[0013] 所述的井蓋上部露出河底或渠底地面的高度為0. 2?0. 5m，由此可使得井口裝置 適合的河流范圍更廣，而且獲得最好的回灌效果，同時(shí)提高井口裝置的穩(wěn)固性。
[0014] 所述的井蓋頂部具有沿水流向且坡度為1%的斜面，可減少水流或沙石對(duì)井蓋頂 部的沖擊和摩擦，對(duì)提高井口裝置的壽命有利，同時(shí)還可防止低水位污水回灌。
[0015] 基于上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 該裝置自身具有過濾水中顆粒雜質(zhì)和地表水回灌的雙重功能，除井蓋頂面、外側(cè) 面進(jìn)水外，方形空芯環(huán)體槽的內(nèi)側(cè)面及底面也可進(jìn)水，在井口裝置外形尺寸不變的情況下 使得進(jìn)水孔口面積占井蓋外側(cè)表面積達(dá)到36 %，增大了回灌量，且具有防止低水位污水回 灌的功能，還具有反濾功能和一定防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命，工程造價(jià)與普 通回灌池相當(dāng)或略高，但在同樣回灌量的條件下可降低了回灌池體積，可節(jié)約3/4以上的 占地。
[0017] 更為突出的是，本發(fā)明設(shè)置的加壓機(jī)構(gòu)一方面利用水流提供的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)下葉 片，對(duì)進(jìn)入到回灌井內(nèi)的水向下施壓，使水分克服僅依靠重力通過沙石填料及土壤顆粒的 阻力，提高了單位時(shí)間的滲透量，提高了回灌效率；另一方面，由于河水的流量和流速具有 間歇性，由此導(dǎo)致加壓機(jī)構(gòu)的下葉片對(duì)進(jìn)入到回灌井內(nèi)的水向下施加的壓力也呈現(xiàn)忽大忽 小的形態(tài)，這對(duì)于保持沙石填料及土壤顆粒之間的水分通道暢通十分重要，同時(shí)這種施加 的忽大忽小壓力對(duì)于提高土壤的滲透性相比于沒有施加壓力或者提供持續(xù)恒定的壓力效 果均突出。
[0018] 本發(fā)明解決了本領(lǐng)域提高回灌量和保證井口裝置的強(qiáng)度及可靠性的長期困擾，解 決了間歇性河水快速回灌問題，為自滲回灌井規(guī)模發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020] 圖1是方形井口裝置的三維示意圖；
[0021] 圖2是方形井口裝置的堅(jiān)向剖面示意圖；
[0022] 圖3是圖2方形井口裝置的頂部水平剖面A-A截面；
[0023] 圖4是圖2方形井口裝置的方環(huán)體水平剖面B- B截面；
[0024] 圖5是圖2方形井口裝置的方環(huán)體水平剖面C一C截面；
[0025] 圖6是圖2方形井口裝置的立方體水平剖面D- D截面；
[0026] 圖7是圖3方形井口裝置的側(cè)面堅(jiān)向剖面E- E截面；
[0027] 圖8是圖3方形井口裝置的側(cè)面堅(jiān)向剖面F- F截面。
[0028] 圖9是本發(fā)明帶有壓水結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。
[0029] 圖中：1井蓋，11井蓋上部，12井蓋下部，3 土工織物反濾層，4井蓋頂面進(jìn)水孔口， 5井蓋外側(cè)壁進(jìn)水孔口，6井蓋內(nèi)側(cè)壁進(jìn)水孔口，7槽底進(jìn)水孔口，8回灌井，9回灌井反濾料， 10河底或渠底地面，201水輪機(jī)葉片，202支架，203上軸承，204下軸承，205立軸，206軸流 泵葉片206。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 在圖1-8中，該種內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，涉及回灌井8及其井口裝 置，井口裝置罩于回灌井8上方，在回灌井8的外面設(shè)有回灌井反濾料9,所述的回灌井8位 于河底或渠底地面10以下。
[0031] 井口裝置包括井蓋1及土工織物反濾層3。
[0032] 所述的井蓋1帶進(jìn)水孔口的井蓋上部11和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部 12組成，井蓋1整體為空芯無底四面柱體，其水平截面可以是正方形，也可為長方形。井蓋 1上部中央設(shè)有帶槽底的方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側(cè)設(shè)有圓形進(jìn)水孔口，即井蓋頂面 進(jìn)水孔口 4和井蓋外側(cè)壁進(jìn)水孔口 5 ;在井蓋上部的空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)壁及槽底均設(shè)有圓形 進(jìn)水孔口，及對(duì)應(yīng)于井蓋內(nèi)側(cè)壁進(jìn)水孔口 6和槽底進(jìn)水孔口 7。井蓋下部12的側(cè)壁為不透 水體。
[0033] 土工織物反濾層3設(shè)置于井蓋外側(cè)并與井蓋外側(cè)和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合。土 工織物反濾層3由具有反濾功能的土工織物組成，與井蓋外側(cè)形狀相吻合，有頂沒有底，可 以套在井蓋上，并固定于井蓋側(cè)壁底部位置上，覆蓋具有進(jìn)水孔口的部分，包括覆蓋空芯環(huán) 體槽外壁及槽底，起過濾作用。
[0034] 由于設(shè)置了帶槽底的方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側(cè)、空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)壁及槽 底均設(shè)有圓形進(jìn)水孔口，在井口裝置外形尺寸不變的情況下使得進(jìn)水孔口面積占井蓋外側(cè) 表面積達(dá)到36%，進(jìn)水孔口面積大大提高。所述的井蓋下部為不透水體，可防止雨洪初期、 小流量的、水質(zhì)相對(duì)較差的地表水回灌含水層。所述的土工織物反濾層設(shè)置于井蓋外側(cè)并 與空芯環(huán)體槽的形狀相吻合，可使土工織物反濾層與空芯環(huán)體槽結(jié)合緊密，提高土工織物 反濾層壽命。圓形進(jìn)水孔口不僅工藝性好，而且使得井蓋剛性好。
[0035] 所述的井蓋頂部具有沿水流向且坡度為1%的斜面，可減少水流或沙石對(duì)井蓋頂 部沖擊和摩擦，對(duì)提高井口裝置的壽命有利，同時(shí)還可防止低水位污水回灌。
[0036] 井蓋1的材料可采用硬質(zhì)工程塑料或金屬材料等，整體為空芯無底長方體或立方 體的柱體。井蓋1埋入地下的高度應(yīng)能保證井蓋的穩(wěn)定性，井口裝置的上部露出河底或渠 底地面的高度為〇. 2?0. 5m，由此可使得井口裝置適合的河流范圍更廣，同時(shí)提高井口裝 置的穩(wěn)固性。
[0037] 空芯環(huán)體槽的槽底為平底，此方案比較容易生產(chǎn)。當(dāng)然也可為向下彎曲的弧底，相 對(duì)于平底，可增加過流量及適應(yīng)低水位河水。
[0038] 施工時(shí)，第一步按常規(guī)方法打回灌井8,安置砼濾水管（回灌井8的主體），在砼濾 水管外側(cè)充填回灌井反濾料9,并進(jìn)行洗井等工藝，完成回灌井的施工；第二步采用預(yù)制或 外委定做加工的方法，制造井口裝置及土工織物反濾層3 ;第三步采用挖、吊裝、填、壓實(shí)的 方法，將井口裝置固定于回灌井設(shè)定位置；第四步將土工織物反濾層3套于井蓋1上，覆蓋 所有帶孔口的部分，并用壓板、鋼釘?shù)仍诰w下部將土工織物反濾層3固定。
[0039] 此方案除具有本發(fā)明前述效果外，采用方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置， 還具有工藝性好，而且空芯內(nèi)腔體積大，有利于減小進(jìn)水孔口的進(jìn)水阻力的優(yōu)點(diǎn)。
[0040] 圖9給出了本發(fā)明另一種帶有壓水機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式。
[0041] 空芯環(huán)體槽內(nèi)設(shè)置一壓水機(jī)構(gòu)，所述的壓水機(jī)構(gòu)包括固定在空芯環(huán)體槽內(nèi)側(cè)壁上 的水平支架202,所述的支架202內(nèi)嵌置一上軸承203 ;所述的支架202可以有多種結(jié)構(gòu)形 式，例如中部嵌置上軸承，外圍通過多個(gè)連接桿或連接板與左對(duì)偶體和右對(duì)偶體的井蓋1 連為一體，以支撐壓水機(jī)構(gòu)。
[0042] 在空芯環(huán)體槽的槽底除設(shè)有進(jìn)水孔外，還設(shè)有一下軸承安裝通孔，在該通孔內(nèi)嵌 置一與上軸承同軸心的下軸承204,-立軸205通過所述的上軸承203和下軸承204后，立 軸上端通過土工織物反濾層3后連接上端葉片201，立軸下端連接流向?yàn)槌毓嗑椎?下端葉片206。下端葉片206采用軸流泵葉片，上端葉片201采用水輪機(jī)葉片，二者均為現(xiàn) 有技術(shù)。
[0043] 上端葉片201在水流作用下轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由立軸205帶動(dòng)下端葉片206同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由于 下端葉片的流向?yàn)槌毓嗑椎姆较?，因此?duì)進(jìn)入到回灌井內(nèi)的水向下施壓，加速回灌 速度，有利于提高回灌效率，這對(duì)于間歇性河流（雨水）回灌效果突出。
[0044] 壓水機(jī)構(gòu)的連接桿或連接板可以裸露。
[0045] 壓水機(jī)構(gòu)的連接桿或連接板也可利用土工織物反濾層3包覆，在此種情況下，應(yīng) 當(dāng)在連接桿或連接板之間以及長槽的兩側(cè)開口處增設(shè)用于支撐土工織物反濾層的多個(gè)支 撐桿，支撐桿可以連接在壓水機(jī)構(gòu)的連接桿或連接板上，也可連接在井蓋1上，其防止土工 織物反濾層下陷。這種包覆結(jié)構(gòu)，可以減少沙石在空芯環(huán)體槽的槽底的沉積，影響立軸205 的正常工作，提高了壓水機(jī)構(gòu)工作的可靠性。
[0046] 實(shí)施上述壓水機(jī)構(gòu)時(shí)，空芯環(huán)體槽的槽底最好為平底，這樣便于安裝下軸承。當(dāng) 讓，空芯環(huán)體槽的槽底為弧形時(shí)，也可實(shí)施。
[0047] 當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例的限定范圍。任何在本發(fā)明基礎(chǔ)上進(jìn)行的適 應(yīng)的改進(jìn)，均不脫離本發(fā)明的思想，均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0048] 除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，所述的井口裝置包括井蓋及固定設(shè)置 于井蓋外側(cè)的土工織物反濾層，其特征是，所述的井蓋由呈空芯環(huán)體槽設(shè)置的帶進(jìn)水孔口 的井蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底方形柱體， 所述的井蓋上部中央設(shè)有的空芯環(huán)體槽為具有槽底的方形體；在井蓋上部外側(cè)、空芯環(huán)體 槽內(nèi)側(cè)及槽底均設(shè)有圓形進(jìn)水孔口；所述的井蓋下部為不透水體；所述的土工織物反濾層 設(shè)置于井蓋外側(cè)并與井蓋外側(cè)和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合；所述的空芯環(huán)體槽內(nèi)設(shè)置一壓 水機(jī)構(gòu)，所述的壓水機(jī)構(gòu)包括固定在空芯環(huán)體槽內(nèi)壁上的水平支架，所述的支架內(nèi)嵌置一 上軸承；在空芯環(huán)體槽的槽底通孔內(nèi)嵌置一與上軸承同心的下軸承，一立軸通過所述的上 軸承和下軸承后，立軸上端連接上端葉片，立軸下端連接流向?yàn)槌毓嗑椎南露巳~片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 空芯環(huán)體槽為正方體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 空芯環(huán)體槽為長方體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任何之一所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特 征是，所述的空芯環(huán)體槽的槽底為平底。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任何之一所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特 征是，所述的空芯環(huán)體槽的槽底為向下彎曲的弧底。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 井蓋上部露出河底或渠底地面的高度為0. 2?0. 5m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形內(nèi)外進(jìn)水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 井蓋頂部具有沿水流向且坡度為1 %的斜面。
【文檔編號(hào)】E03B3/40GK104110052SQ201410365808
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】李旺林, 李納, 尹志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)