一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，屬于含水層補(bǔ)給即地下水人工回灌【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括溝渠（1），沿溝渠（1）垂直分布的若干個(gè)濾水清淤裝置（2），每個(gè)濾水清淤裝置（2）包括前置過濾裝置（3）、后置清淤井（5）、以及用于連通前置過濾裝置（3）和后置清淤井（5）的一條密布有通水孔的地下濾水管（4）；前置過濾裝置（3）設(shè)置在溝渠（1）的底部，后置清淤井（5）位于濾水管（4）的另一端。本發(fā)明具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，占地很少，補(bǔ)給地下水效率高，不耗能、施工方便，成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含水層補(bǔ)給即地下水人工回灌【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]中國北方地區(qū)水資源短缺，地下水對(duì)農(nóng)業(yè)和城市供水起著至關(guān)重要的作用，但是由于農(nóng)業(yè)和城市疊加用水，地下水超采，造成大面積地下水漏斗區(qū)并引發(fā)了各種環(huán)境地質(zhì)問題。在有多余洪水和引客水的地區(qū)，為增加地下水資源量，出現(xiàn)了地面滲水(溝、渠、盆等)和井注水補(bǔ)給等含水層補(bǔ)給技術(shù)措施。然而溝、渠、盆滲水補(bǔ)給技術(shù)雖然投資較小，效果好，但占地面積大，并影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化，在人均耕地緊張的北方地區(qū)，發(fā)展受到限制；井注水補(bǔ)給雖然入滲效率高，但是容易產(chǎn)生堵塞，且水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)控制難，影響回灌效果及系統(tǒng)使用周期，這便是多種含水層補(bǔ)給技術(shù)沒能得到廣泛普及的原因。
[0003]為了解決回灌效率問題，中國專利CN201210003853申請(qǐng)公開了一種地下水回灌促滲方法，在高滲透性土層上人工挖掘修建回灌池，在回灌池內(nèi)充填粗砂作為反濾回填料，并通過加設(shè)排氣管及抽氣裝置，可以在進(jìn)行地下水人工回灌時(shí)，將回灌井的平均入滲速率提高4-5倍。為解決回灌堵塞問題，中國專利CN201120432424申請(qǐng)公開了一種用于防止地下水回灌井堵塞的裝置，通過多級(jí)管路、轉(zhuǎn)換箱與除砂器相連，來解決回灌井堵塞造成單井水量越灌越少的問題。但是，上述兩種技術(shù)都沒有同時(shí)解決回灌過程中的回灌效率、堵塞和能耗問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置。本發(fā)明補(bǔ)給地下水具有不占地，回灌效率高，成本相對(duì)井回灌低，不耗能，過濾管不易堵塞等顯著優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，包括溝渠(1)，其特征在于，還包括有沿溝渠(I)垂直分布的若干個(gè)濾水清淤裝置(2)，每個(gè)濾水清淤裝置(2)包括前置過濾裝置(3)、后置清淤井(5 )、以及用于連通前置過濾裝置(3 )和后置清淤井(5 )的一條密布有通水孔的地下濾水管(4);前置過濾裝置(3)設(shè)置在溝渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于濾水管(4)的另一端。
[0006]所述前置過濾裝置(3)從上到下依次由土工布a (6)、濾料(7)、承托層(8)、淹水空間(9)和底座(10)組成；所述土工布a (6)平鋪在濾料(7)表面；所述濾料(7)平鋪在承托層(8)表面；所述承托層(8)上開有小孔；所述淹水空間(9)與地下濾水管(4)相連通。
[0007]所述地下濾水管(4)開有圓形或長方形濾水孔(13)，管體外包有土工布b (11)，管底鋪有粗砂(12)。
[0008]所述濾水孔(13)為圓形，其孔徑式=(2-5)4，孔間距ZQ=(1-1.5)?/5(ι，其中d0為圓孔直徑，Z0為圓孔孔間距，4。為濾水管所在位置巖土樣篩分重量累計(jì)為50%時(shí)的最大顆粒直徑。
[0009]所述地下濾水管(4)坡度為1/600-1/300。
[0010]所述濾料(7)粒徑^5tl= ￠-8) 4。，其中4。為濾料篩分樣顆粒組成中，過篩重量累計(jì)為50%的最大顆粒直徑，4。為源水泥沙顆粒重量占50%的最大顆粒直徑。
[0011]所述淹水空間(9)的高度H= (I?3)D，其中D為地下濾水管(4)的直徑；所述底座(10)由磚堆砌而成，高度為0.5-lm。
[0012]所述承托層(8)為有機(jī)玻璃板；所述土工布a (6)規(guī)格為200-400g/m2。
[0013]所述地下濾水管(4)為高密度聚乙烯雙壁波紋管；所述土工布b (11)的規(guī)格為200-400g/m2。
[0014]所述粗砂(12)的厚度為10-20cm ;所述地下濾水管(4)的埋深低于最大地下水毛管上升高度；
所述地下濾水管(4)的埋深為2-4m。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明可以將溝渠中的水快速補(bǔ)給到地下，且采用入口過濾技術(shù)、管體坡度設(shè)置以及后置清淤井三道措施，很大程度上預(yù)防了回灌過程中堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，回灌效率高；另外，當(dāng)?shù)叵滤簧邥r(shí)，地下濾水管還可以作為排水管進(jìn)行排水。本發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，占地很少，不耗能、施工方便，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的工程平面圖。
[0018]圖中，1.溝渠2.濾水清淤裝置3.前置過濾裝置4.地下濾水管5.后置清淤井
6.土工布a 7.濾料8.承托層9.淹水空間10.底座11.土工布b 12.粗砂13.濾水孔。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]實(shí)施例1
一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，包括溝渠(I )，沿溝渠(I)垂直分布的若干個(gè)濾水清淤裝置(2)，每個(gè)濾水清淤裝置(2)包括前置過濾裝置(3)、后置清淤井(5)、以及用于連通前置過濾裝置(3 )和后置清淤井(5 )的一條密布有通水孔的地下濾水管(4 );前置過濾裝置(3)設(shè)置在溝渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于地下濾水管(4)的另一端。
[0021]前置過濾裝置(3)從上到下依次由土工布a (6)、濾料(7)、開有孔的承托層(8)、淹水空間(9)和底座(10)組成；土工布a (6)平鋪在濾料(7)表面；濾料(7)平鋪在承托層(8)表面；承托層(8)上開有小孔；淹水空間(9)與地下濾水管(4)相連通。地下濾水管
(4)開有圓形濾水孔(13),管體外包有土工布b (11),管底鋪有粗砂(12)。
[0022]其中，圓形濾水孔(13)孔徑式=2 4o，孔間距Ztl= 4，其中4為圓孔直徑，為圓孔孔間距，4。為濾水管所在位置巖土樣篩分重量累計(jì)為50%時(shí)的最大顆粒直徑。濾料(7)粒徑j(luò)5(l=6 dm,其中D50為濾料篩分樣顆粒組成中，過篩重量累計(jì)為50%的最大顆粒直徑，d50為源水泥沙顆粒重量占50%的最大顆粒直徑。
[0023]地下濾水管(4)坡度設(shè)置為1/400 ;淹水空間(9)的高度H=D，其中D為地下濾水管(4)的直徑；底座(10)高度為Im;土工布a (6)規(guī)格為200g/m2 ;土工布b (11)的規(guī)格為200g/m2 ;粗砂(12)的厚度為1cm ;地下濾水管(4)的埋深為2m。
[0024]實(shí)施例2
一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其結(jié)構(gòu)組成同實(shí)施例1。
[0025]其中，圓形濾水孔(13)孔徑式=3 4。，孔間距4=1.2?/。，其中式為圓孔直徑，4為圓孔孔間距，4。為濾水管所在位置巖土樣篩分重量累計(jì)為50%時(shí)的最大顆粒直徑。濾料(7)粒徑i?5(l=7 ?/5(ι，其中Acl為濾料篩分樣顆粒組成中，過篩重量累計(jì)為50%的最大顆粒直徑J50為源水泥沙顆粒重量占50%的最大顆粒直徑。地下濾水管(4)坡度設(shè)置為1/500 ;淹水空間(9)的高度H=2D，其中D為地下濾水管(4)的直徑；底座(10)高度為0.7m ;土工布a (6)規(guī)格為400g/m2 ;土工布b (11)的規(guī)格為200g/m2 ;粗砂(12)的厚度為15cm ;地下濾水管(4)的近地平面端埋深為3m。
[0026]實(shí)施例3
一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其結(jié)構(gòu)組成同實(shí)施例1。
[0027]其中，圓形濾水孔(13)孔徑式=5 4o，孔間距^)=1.5<，其中式為圓孔直徑，Z0為圓孔孔間距，4。為濾水管所在位置巖土樣篩分重量累計(jì)為50%時(shí)的最大顆粒直徑。濾料
(7)粒徑i?5(l=8 ?/5(ι，其中Acl為濾料篩分樣顆粒組成中，過篩重量累計(jì)為50%的最大顆粒直徑J50為源水泥沙顆粒重量占50%的最大顆粒直徑。地下濾水管(4)坡度設(shè)置為1/600 ;淹水空間(9)的高度H=7D，其中D為地下濾水管(4)的直徑；底座(10)高度為0.5m ;土工布a (6)規(guī)格為400g/m2 ;土工布b (11)的規(guī)格為400g/m2 ;粗砂(12)的厚度為20cm ;地下濾水管(4)的埋深為4m。
[0028]本發(fā)明中，底座(10)可根據(jù)管子埋深，調(diào)整其高度，不僅支撐了前置過濾裝置
(3)，還起到了管子護(hù)坡的作用。地下濾水管(4)不僅滲漏補(bǔ)給地下水，還起到輸水的作用，同時(shí)還作為輸砂的通道。后置清淤井(5)不僅可接納沉積由濾水管輸送的泥沙，還可以人工抽水保持一定水位差，使水流沖刷掉濾水管管壁沉積的泥沙，并沉積到井底,定時(shí)清理，有效防止泥沙對(duì)濾水管的堵塞，且濾水管可以相互連接成管網(wǎng)，有效的提高了地下水回灌補(bǔ)給效果，擴(kuò)大了地下水補(bǔ)給范圍。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，在連續(xù)使用本發(fā)明的一年當(dāng)中，回灌效率連續(xù)穩(wěn)定保持較高水平，沒有監(jiān)測到堵塞情況，這充分體現(xiàn)了本發(fā)明回灌效率高，輸水管不易堵塞的顯著特點(diǎn)，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，占地少，成本低，不耗能。
[0029]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域研究人員來說，在不脫離本發(fā)明的前提下，可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，包括溝渠(1)，其特征在于，還包括有沿溝渠(I)垂直分布的若干個(gè)濾水清淤裝置(2 )，每個(gè)濾水清淤裝置(2 )包括前置過濾裝置(3 )、后置清淤井(5 )、以及用于連通前置過濾裝置(3 )和后置清淤井(5 )的一條密布有通水孔的地下濾水管(4);前置過濾裝置(3)設(shè)置在溝渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于濾水管(4)的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，前置過濾裝置(3 )從上到下依次由土工布a (6 )、濾料(7 )、承托層(8 )、淹水空間(9 )和底座(10 )組成；所述土工布a (6)平鋪在濾料(7)表面；所述濾料(7)平鋪在承托層(8)表面；所述承托層(8)上開有小孔；所述淹水空間(9)與地下濾水管(4)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述地下濾水管(4)開有圓形或長方形濾水孔(13),管體外包有土工布b (11),管底鋪有粗砂(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述濾水孔(13)為圓形，其孔徑式=(2-5)4，孔間距4=(1-1.5)‘，其中0為圓孔直徑，Z0為圓孔孔間距，4。為濾水管所在位置巖土樣篩分重量累計(jì)為50%時(shí)的最大顆粒直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述地下濾水管(4)坡度為 1/600-1/300。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述濾料(7)粒徑^5tl= (6-8)毛，其中^5tl為濾料篩分樣顆粒組成中，過篩重量累計(jì)為50%的最大顆粒直徑，d50為源水泥沙顆粒重量占50%的最大顆粒直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述淹水空間(9)的高度H= (I?3)D，其中D為地下濾水管(4)的直徑；所述底座(10)由磚堆砌而成，高度為0.5-lm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述承托層(8)為有機(jī)玻璃板；所述土工布a (6)規(guī)格為200-400g/m2。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述地下濾水管(4)為高密度聚乙烯雙壁波紋管；所述土工布b (11)的規(guī)格為200-400g/m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效防堵塞的含水層補(bǔ)給裝置，其特征在于，所述粗砂(12)的厚度為10-20cm ;所述地下濾水管(4)的埋深為2-4m。
【文檔編號(hào)】B01D24/14GK104196005SQ201410423788
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王維平, 李法金, 鄧海燕, 馬喜堂, 徐巧藝, 張金, 黃強(qiáng), 孫廣浩 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)