一种高效防堵塞的含水层补给装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种种高效防堵塞的含水层补给装置，属于含水层补给即地下水人工回灌【技术领域】。该装置包括沟渠（1），沿沟渠（1）垂直分布的若干个滤水清淤装置（2），每个滤水清淤装置（2）包括前置过滤装置（3）、后置清淤井（5）、以及用于连通前置过滤装置（3）和后置清淤井（5）的一条密布有通水孔的地下滤水管（4）；前置过滤装置（3）设置在沟渠（1）的底部，后置清淤井（5）位于滤水管（4）的另一端。本发明具有设计结构简单，占地很少，补给地下水效率高，不耗能、施工方便，成本低等显著优点。
【专利说明】一种高效防堵塞的含水层补给装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及含水层补给即地下水人工回灌【技术领域】，具体涉及一种高效防堵塞的含水层补给装置。
【背景技术】
[0002]中国北方地区水资源短缺，地下水对农业和城市供水起着至关重要的作用，但是由于农业和城市叠加用水，地下水超采，造成大面积地下水漏斗区并引发了各种环境地质问题。在有多余洪水和引客水的地区，为增加地下水资源量，出现了地面渗水(沟、渠、盆等)和井注水补给等含水层补给技术措施。然而沟、渠、盆渗水补给技术虽然投资较小，效果好，但占地面积大，并影响农业机械化，在人均耕地紧张的北方地区，发展受到限制；井注水补给虽然入渗效率高，但是容易产生堵塞，且水质风险控制难，影响回灌效果及系统使用周期，这便是多种含水层补给技术没能得到广泛普及的原因。
[0003]为了解决回灌效率问题，中国专利CN201210003853申请公开了一种地下水回灌促渗方法，在高渗透性土层上人工挖掘修建回灌池，在回灌池内充填粗砂作为反滤回填料，并通过加设排气管及抽气装置，可以在进行地下水人工回灌时，将回灌井的平均入渗速率提高4-5倍。为解决回灌堵塞问题，中国专利CN201120432424申请公开了一种用于防止地下水回灌井堵塞的装置，通过多级管路、转换箱与除砂器相连，来解决回灌井堵塞造成单井水量越灌越少的问题。但是，上述两种技术都没有同时解决回灌过程中的回灌效率、堵塞和能耗问题。
【发明内容】
[0004]为克服上述技术的不足，本发明提供了一种高效防堵塞的含水层补给装置。本发明补给地下水具有不占地，回灌效率高，成本相对井回灌低，不耗能，过滤管不易堵塞等显著优点。
[0005]本发明采用以下技术方案:
一种高效防堵塞的含水层补给装置，包括沟渠(1)，其特征在于，还包括有沿沟渠(I)垂直分布的若干个滤水清淤装置(2)，每个滤水清淤装置(2)包括前置过滤装置(3)、后置清淤井(5 )、以及用于连通前置过滤装置(3 )和后置清淤井(5 )的一条密布有通水孔的地下滤水管(4);前置过滤装置(3)设置在沟渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于滤水管(4)的另一端。
[0006]所述前置过滤装置(3)从上到下依次由土工布a (6)、滤料(7)、承托层(8)、淹水空间(9)和底座(10)组成；所述土工布a (6)平铺在滤料(7)表面；所述滤料(7)平铺在承托层(8)表面；所述承托层(8)上开有小孔；所述淹水空间(9)与地下滤水管(4)相连通。
[0007]所述地下滤水管(4)开有圆形或长方形滤水孔(13)，管体外包有土工布b (11)，管底铺有粗砂(12)。
[0008]所述滤水孔(13)为圆形，其孔径式=(2-5)4，孔间距ZQ=(1-1.5)?/5(ι，其中d0为圆孔直径，Z0为圆孔孔间距，4。为滤水管所在位置岩土样筛分重量累计为50%时的最大颗粒直径。
[0009]所述地下滤水管(4)坡度为1/600-1/300。
[0010]所述滤料(7)粒径^5tl= ￠-8) 4。，其中4。为滤料筛分样颗粒组成中，过筛重量累计为50%的最大颗粒直径，4。为源水泥沙颗粒重量占50%的最大颗粒直径。
[0011]所述淹水空间(9)的高度H= (I?3)D，其中D为地下滤水管(4)的直径；所述底座(10)由砖堆砌而成，高度为0.5-lm。
[0012]所述承托层(8)为有机玻璃板；所述土工布a (6)规格为200-400g/m2。
[0013]所述地下滤水管(4)为高密度聚乙烯双壁波纹管；所述土工布b (11)的规格为200-400g/m2。
[0014]所述粗砂(12)的厚度为10-20cm ;所述地下滤水管(4)的埋深低于最大地下水毛管上升高度；
所述地下滤水管(4)的埋深为2-4m。
[0015]本发明的有益效果是:
本发明可以将沟渠中的水快速补给到地下，且采用入口过滤技术、管体坡度设置以及后置清淤井三道措施，很大程度上预防了回灌过程中堵塞现象的发生，回灌效率高；另外，当地下水位升高时，地下滤水管还可以作为排水管进行排水。本发明设计结构简单，占地很少，不耗能、施工方便，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明结构剖面示意图。
[0017]图2为本发明的工程平面图。
[0018]图中，1.沟渠2.滤水清淤装置3.前置过滤装置4.地下滤水管5.后置清淤井
6.土工布a 7.滤料8.承托层9.淹水空间10.底座11.土工布b 12.粗砂13.滤水孔。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0020]实施例1
一种高效防堵塞的含水层补给装置，包括沟渠(I )，沿沟渠(I)垂直分布的若干个滤水清淤装置(2)，每个滤水清淤装置(2)包括前置过滤装置(3)、后置清淤井(5)、以及用于连通前置过滤装置(3 )和后置清淤井(5 )的一条密布有通水孔的地下滤水管(4 );前置过滤装置(3)设置在沟渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于地下滤水管(4)的另一端。
[0021]前置过滤装置(3)从上到下依次由土工布a (6)、滤料(7)、开有孔的承托层(8)、淹水空间(9)和底座(10)组成；土工布a (6)平铺在滤料(7)表面；滤料(7)平铺在承托层(8)表面；承托层(8)上开有小孔；淹水空间(9)与地下滤水管(4)相连通。地下滤水管
(4)开有圆形滤水孔(13),管体外包有土工布b (11),管底铺有粗砂(12)。
[0022]其中，圆形滤水孔(13)孔径式=2 4o，孔间距Ztl= 4，其中4为圆孔直径，为圆孔孔间距，4。为滤水管所在位置岩土样筛分重量累计为50%时的最大颗粒直径。滤料(7)粒径j5(l=6 dm,其中D50为滤料筛分样颗粒组成中，过筛重量累计为50%的最大颗粒直径，d50为源水泥沙颗粒重量占50%的最大颗粒直径。
[0023]地下滤水管(4)坡度设置为1/400 ;淹水空间(9)的高度H=D，其中D为地下滤水管(4)的直径；底座(10)高度为Im;土工布a (6)规格为200g/m2 ;土工布b (11)的规格为200g/m2 ;粗砂(12)的厚度为1cm ;地下滤水管(4)的埋深为2m。
[0024]实施例2
一种高效防堵塞的含水层补给装置，其结构组成同实施例1。
[0025]其中，圆形滤水孔(13)孔径式=3 4。，孔间距4=1.2?/。，其中式为圆孔直径，4为圆孔孔间距，4。为滤水管所在位置岩土样筛分重量累计为50%时的最大颗粒直径。滤料(7)粒径i?5(l=7 ?/5(ι，其中Acl为滤料筛分样颗粒组成中，过筛重量累计为50%的最大颗粒直径J50为源水泥沙颗粒重量占50%的最大颗粒直径。地下滤水管(4)坡度设置为1/500 ;淹水空间(9)的高度H=2D，其中D为地下滤水管(4)的直径；底座(10)高度为0.7m ;土工布a (6)规格为400g/m2 ;土工布b (11)的规格为200g/m2 ;粗砂(12)的厚度为15cm ;地下滤水管(4)的近地平面端埋深为3m。
[0026]实施例3
一种高效防堵塞的含水层补给装置，其结构组成同实施例1。
[0027]其中，圆形滤水孔(13)孔径式=5 4o，孔间距^)=1.5<，其中式为圆孔直径，Z0为圆孔孔间距，4。为滤水管所在位置岩土样筛分重量累计为50%时的最大颗粒直径。滤料
(7)粒径i?5(l=8 ?/5(ι，其中Acl为滤料筛分样颗粒组成中，过筛重量累计为50%的最大颗粒直径J50为源水泥沙颗粒重量占50%的最大颗粒直径。地下滤水管(4)坡度设置为1/600 ;淹水空间(9)的高度H=7D，其中D为地下滤水管(4)的直径；底座(10)高度为0.5m ;土工布a (6)规格为400g/m2 ;土工布b (11)的规格为400g/m2 ;粗砂(12)的厚度为20cm ;地下滤水管(4)的埋深为4m。
[0028]本发明中，底座(10)可根据管子埋深，调整其高度，不仅支撑了前置过滤装置
(3)，还起到了管子护坡的作用。地下滤水管(4)不仅渗漏补给地下水，还起到输水的作用，同时还作为输砂的通道。后置清淤井(5)不仅可接纳沉积由滤水管输送的泥沙，还可以人工抽水保持一定水位差，使水流冲刷掉滤水管管壁沉积的泥沙，并沉积到井底,定时清理，有效防止泥沙对滤水管的堵塞，且滤水管可以相互连接成管网，有效的提高了地下水回灌补给效果，扩大了地下水补给范围。上述试验结果表明，在连续使用本发明的一年当中，回灌效率连续稳定保持较高水平，没有监测到堵塞情况，这充分体现了本发明回灌效率高，输水管不易堵塞的显著特点，且本发明结构简单，占地少，成本低，不耗能。
[0029]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域研究人员来说，在不脱离本发明的前提下，可以做出若干改进，这些改进均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高效防堵塞的含水层补给装置，包括沟渠(1)，其特征在于，还包括有沿沟渠(I)垂直分布的若干个滤水清淤装置(2 )，每个滤水清淤装置(2 )包括前置过滤装置(3 )、后置清淤井(5 )、以及用于连通前置过滤装置(3 )和后置清淤井(5 )的一条密布有通水孔的地下滤水管(4);前置过滤装置(3)设置在沟渠(I)的底部，后置清淤井(5)位于滤水管(4)的另一端。
2.根据权利要求1所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，前置过滤装置(3 )从上到下依次由土工布a (6 )、滤料(7 )、承托层(8 )、淹水空间(9 )和底座(10 )组成；所述土工布a (6)平铺在滤料(7)表面；所述滤料(7)平铺在承托层(8)表面；所述承托层(8)上开有小孔；所述淹水空间(9)与地下滤水管(4)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述地下滤水管(4)开有圆形或长方形滤水孔(13),管体外包有土工布b (11),管底铺有粗砂(12)。
4.根据权利要求3所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述滤水孔(13)为圆形，其孔径式=(2-5)4，孔间距4=(1-1.5)‘，其中0为圆孔直径，Z0为圆孔孔间距，4。为滤水管所在位置岩土样筛分重量累计为50%时的最大颗粒直径。
5.根据权利要求4所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述地下滤水管(4)坡度为 1/600-1/300。
6.根据权利要求1或2所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述滤料(7)粒径^5tl= (6-8)毛，其中^5tl为滤料筛分样颗粒组成中，过筛重量累计为50%的最大颗粒直径，d50为源水泥沙颗粒重量占50%的最大颗粒直径。
7.根据权利要求1或2所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述淹水空间(9)的高度H= (I?3)D，其中D为地下滤水管(4)的直径；所述底座(10)由砖堆砌而成，高度为0.5-lm。
8.根据权利要求2所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述承托层(8)为有机玻璃板；所述土工布a (6)规格为200-400g/m2。
9.根据权利要求3所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述地下滤水管(4)为高密度聚乙烯双壁波纹管；所述土工布b (11)的规格为200-400g/m2。
10.根据权利要求3所述的高效防堵塞的含水层补给装置，其特征在于，所述粗砂(12)的厚度为10-20cm ;所述地下滤水管(4)的埋深为2-4m。
【文档编号】B01D24/14GK104196005SQ201410423788
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】王维平, 李法金, 邓海燕, 马喜堂, 徐巧艺, 张金, 黄强, 孙广浩 申请人:济南大学