CN101153481A - 地下梯级水库及其建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下梯级水库及其建造方法。包括有至少两个凹槽，在每个凹槽的底部铺设防渗土工膜；在顺着每个凹槽内的防渗土工膜的上部铺设有截潜流滤管，在所述截潜流滤管的下游端设有控制阀门集水井；在所述每个凹槽的下游端设防渗墙，所述控制阀门集水井依次通过顺次相连的输水管道相连，其建造方法包括有如下步骤，(1)、开挖凹槽；(2)、制备防渗件；(3)、铺设截潜流滤管；(4)、控制阀门集水井的设置；(5)、输水管道的铺设。优点在于：本发明提供了一种在自然河流地势的自然坡度条件下建造的地下梯级水库，其设置于季节性山川河流内，利用山川、河流的自然坡降，来最大限度的汇集自然水资源。

Description

地下梯级水库及其建造方法

技术领域

本发明涉及一种水库及其建造方法，尤其是涉及一种地下梯级水库及其建造方法。

背景技术

随着社会的的发展，人口的不断增加，人们的用水需求日益加大，需水量与供水能力的矛盾逐年加大，作为优化水资源配置、提高水资源承载能力的重要策略和手段，地下水库是国内外水利界目前研究的热点之一。

从现有的地下水库来看，绝大多数都采用水均衡法进行地下水的调蓄，这种方式的最大缺陷在于无法保证地下水的持续供应。专利CN1116261A中披露一种农业灌溉的贮存水方法，其是在耕地面积的地下1-2米以下修建长洞形防塌陷防渗漏地下贮水库来实现的，该方法是将水通过自引流或提水的方式引进贮水库贮存起来。这种技术的缺陷在于贮水库难于修建、成本高，并且供水量受到库容的限制而无法实现持续的供应。

日本专利文献特11-166216中公开了一种利用自然坡度和渗透的方式进行节水绿化的方法。该技术中利用了自然的坡度和植物的根系来贮水，从而实现水的保持和绿化。但是，该技术无法实现水的持续供应且无法控制供水量。

发明内容

本发明的目的提供了一种构建方便、储水量大、水量的供应可自动人工控制的地下梯级水库。

本发明的另一个目的在于提供一种地下梯级水库的建造方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种地下梯级水库包括有在自然河流地势的自然坡度的含水层以下基岩的至少两个凹槽，所述每个凹槽的两端置于河床的两岸端，在所述每个凹槽的底部铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜的一端置于所述每个凹槽的上游端的小槽内，并在所述小槽内的防渗土工膜上设有粘土或混凝土；在顺着所述每个凹槽内的防渗土工膜的上部铺设有截潜流滤管，在所述截潜流滤管的下游端设有控制阀门集水井，通过所述控制阀门集水井的进水口与所述截潜流滤管相连通；在所述每个凹槽的下游端设防渗墙，所述控制阀门集水井依次通过顺次相连的输水管道相连，即所述顺次相连的输水管道分别与所述控制阀门集水井的入水口和出水口顺次相连，形成至少两个以上的地下梯级水库。

所述控制阀门集水井为全防渗集水井，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，在所述控制阀门集水井上设有进水口，沉沙池，入水口，出水口和爬梯，在所述控制阀门集水井迎上游水面的壁上布置所述入水口，并在所述入水口处设有入水阀门，在所述控制阀门集水井下设有沉沙池，在所述控制阀门集水井相对的下游壁上布置有所述出水口，在所述出水口处安装有安全堵头；所述进水口与所述截潜流滤管相连通与控制阀门集水井；所述爬梯设在所述控制阀门集水井井壁上。

所述防渗墙的材料为粘土、或混凝土，或防渗土工膜，在所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙的上端不露出地面。

所述截潜流滤管和所述控制阀门集水井斜穿主河道两端，且所述截潜流滤管上游末端低于下游末端地面。

所述输水管道为无压管道或有压管道。

所述输水管道布置在主河道任一岸。

所述输水管道高于所述控制阀门集水井的底部。

所述控制阀门集水井与所述凹槽一一对应。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种地下梯级水库的建造方法，包括有如下步骤，(1)、开挖凹槽；(2)、制备防渗件；(3)、铺设截潜流滤管；(4)、控制阀门集水井的设置；(5)、输水管道的铺设；其中

(1)、开挖凹槽：首先在自然河道自然河流地势的自然坡度内开挖含水层以下基岩的至少两个凹槽，其中所述含水层大于常规冻层厚度，所述每个凹槽的两端置于河床的两岸端；

(2)、制备防渗件：其中所述制备防渗件包括有①制备防渗土工膜和②制备防渗墙；其中

①制备防渗土工膜：将防渗土工膜铺设在每个凹槽内底部并至该凹槽的上游端，在该凹槽的上游端开挖一小槽，所述小槽的两端置于河床的两岸端，将所述防渗土工膜的这一端置于小槽内，采用粘土或混凝土填平小槽；

②制备防渗墙：在所述每个凹槽的下游端设防渗墙，所述防渗墙材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土，所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙上端的高度不出地面，以防水出渗地面，造成蒸发浪费；

(3)、铺设截潜流滤管：在所述每个凹槽内铺设截潜流滤管，所述截潜流滤管的顶部和两侧回填反滤料；

(4)、控制阀门集水井的设置：在所述开挖的每个凹槽的下游端设有控制阀门集水井，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层；

(5)、输水管道的铺设；在每两个所述控制阀门集水井之间铺设有输水管道，所述输水管道顺次相连通于所述控制阀门集水井之间，且所述输水管道顺次相连通于所述控制阀门集水井的入水口和出水口；即形成至少两级以上的梯级水库。

所述控制阀门集水井为全防渗集水井，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，在所述控制阀门集水井上设有进水口，沉沙池，入水口，出水口和爬梯，在所述控制阀门集水井迎上游水面的壁上布置所述入水口，并在所述入水口处设有入水阀门，在所述控制阀门集水井下设有沉沙池，在所述控制阀门集水井相对的下游壁上布置有所述出水口，在所述出水口处安装有安全堵头；所述进水口与所述截潜流滤管相连通与控制阀门集水井；所述爬梯设在所述控制阀门集水井井壁上。

所述防渗墙材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土筑，在所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙的上端不露出地面。

所述截潜流滤管和所述控制阀门集水井斜穿主河道两端，且所述截潜流滤管上游末端低于下游末端地面。

所述输水管道为无压或有压管道。

所述输水管道布置在主河道任一岸。

所述输水管道高于所述控制阀门集水井的底部。

所述控制阀门集水井与所述凹槽一一对应。

本发明的优点在于：本发明提供了一种在自然河流地势的自然坡度条件下建造的地下梯级水库，其设置于季节性山川河流内，利用山川、河流的自然坡降，来最大限度的汇集自然水资源。该地下梯级水库可以最大限度的利用自然水资源，同时可根据水的需要量去建设不同梯级的地下梯级水库，并可根据需求量调节供给。该水库的建造不会造成水土流失和环境污染。地下梯级水库的控制阀门集水井的结构按照末端补给最高水位进行控制，有效地防止了水的溢出和地面的蒸发，水量不足时可从下游段逐段开启控制阀门集水井阀门，分级取水。这样既避免了水资源的浪费，同时可减少对环境水循环的影响。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。(二级)

图2为实施例2的结构示意图。(五级)

图3为图1的A-A剖面图。

图4为本发明的控制阀门集水井的结构示意图。

图5为图4的B-B剖面图。

凹槽-1，防渗土工膜-2，小槽-3，截潜流滤管-4，控制阀门集水井-5，控制阀门集水井进水口-6，防渗墙-7，输水管道-8，沉沙池-9，出水口-10，爬梯-11，入水口-12，入水阀门-13，安全堵头-14。

具体实施方式：

实施例1：如图1、图3、图4所示，两级地下梯级水库包括有在自然河流地势的自然坡度的含水层以下基岩的两个凹槽1，每个凹槽1的两端置于河床的两岸端，在每个凹槽1的底部铺设防渗土工膜2，防渗土工膜2的一端置于每个凹槽1的上游端的小槽3内，并在小槽3内的防渗土工膜2上设有粘土或混凝土；在顺着每个凹槽1内的防渗土工膜2的上部铺设有截潜流滤管4，在截潜流滤管4的下游端设有控制阀门集水井5，通过控制阀门集水井5的进水口6与截潜流滤管4相连通；在每个凹槽1的下游端设防渗墙7，控制阀门集水井5依次通过顺次相连的输水管道8相连，即顺次相连的输水管道8分别与控制阀门集水井5的入水口12和出水口10顺次相连，形成两级地下梯级水库。控制阀门集水井5与凹槽1一一对应。

控制阀门集水井5为全防渗集水井，控制阀门集水井5的顶部一部分高于河床层，控制阀门集水井5的底部低于凹槽1的最底部，在控制阀门集水井1上设有进水口6，沉沙池9，入水口12，出水口10和爬梯11，在控制阀门集水井5迎上游水面的壁上布置入水口12，并在入水口12处设有入水阀门13，在控制阀门集水井5下设有沉沙池9，在控制阀门集水井5相对的下游壁上布置有出水口10，在出水口10处安装有安全堵头14；进水口6与截潜流滤管4相连通与控制阀门集水井5；爬梯11设在控制阀门集水井5井壁上。防渗墙7的材料为粘土、或混凝土，或防渗土工膜的任一种，在防渗墙7的下端与基岩防渗结合，防渗墙7的上端不露出地面。截潜流滤管4和控制阀门集水井5斜穿主河道两端，且截潜流滤管4上游末端低于下游末端地面。输水管道8为无压管道或有压管道。顺次相连的无压输水管道接缝处采用渗水材料包敷。输水管道8布置在主河道任一岸。输水管道8高于控制阀门集水井5的底部。

两级地下梯级水库的建造方法包括有如下步骤，(1)、开挖凹槽1；(2)、制备防渗件；(3)、铺设截潜流滤管4；(4)、控制阀门集水井5的设置；(5)、输水管道8的铺设；其中

(1)、开挖凹槽1：首先在自然河道自然河流地势的自然坡度内开挖含水层以下基岩的两个凹槽1，其中含水层大于常规冻层厚度，每个凹槽1的两端置于河床的两岸端；

(2)、制备防渗件：其中制备防渗件包括有①制备防渗土工膜2和②制备防渗墙7；其中

①制备防渗土工膜2：将防渗土工膜2铺设在每个凹槽1内底部并至该凹槽1的上游端，在该凹槽1的上游端开挖一小槽3，小槽3的两端置于河床的两岸端，将防渗土工膜2的这一端置于小槽3内，采用粘土或混凝土填平小槽3；

②制备防渗墙：在每个凹槽1的下游端设防渗墙7，防渗墙7材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土，防渗墙7的下端与基岩防渗结合，防渗墙7上端的高度不出地面，以防水出渗地面，造成蒸发浪费；

(3)、铺设截潜流滤管4：在每个凹槽1内铺设截潜流滤管4，截潜流滤管4的顶部和两侧回填反滤料；以达到自然降水补给，泥沙不透到滤管内为目的；

(4)、控制阀门集水井5的设置：在开挖的每个凹槽1的下游端设有控制阀门集水井5，控制阀门集水井5的底部低于凹槽1的最底部(目的是便于取水和清淤泥)，控制阀门集水井5的顶部一部分高于河床层。

(5)、输水管道8的铺设；在每两个控制阀门集水井5之间铺设有输水管道8，输水管道8顺次相连通于控制阀门集水井5之间，且输水管道8顺次相连通于控制阀门集水井5的入水口12和出水口10；即形成两级梯级水库。

实施例2：如图2、图3、图4所示，五级地下梯级水库包括有在自然河流地势的自然坡度的含水层以下基岩的五个凹槽1，每个凹槽1的两端置于河床的两岸端，在每个凹槽1的底部铺设防渗土工膜2，防渗土工膜2的一端置于每个凹槽1的上游端的小槽3内，并在小槽3内的防渗土工膜2上设有粘土或混凝土；在顺着每个凹槽1内的防渗土工膜2的上部铺设有截潜流滤管4，在截潜流滤管4的下游端设有控制阀门集水井5，通过控制阀门集水井5的进水口6与截潜流滤管4相连通；在每个凹槽1的下游端设防渗墙7，控制阀门集水井5依次通过顺次相连的输水管道8相连，即顺次相连的输水管道8与控制阀门集水井5的入水口12和出水口10相连，形成五级地下梯级水库。控制阀门集水井5与凹槽1一一对应。

控制阀门集水井5结构如实施例1所述。防渗墙7的材料为粘土、或混凝土，或防渗土工膜的任一种，在防渗墙7的下端与基岩防渗结合，防渗墙7的上端不露出地面。截潜流滤管4和控制阀门集水井5斜穿主河道两端，且截潜流滤管4上游末端低于下游末端地面。输水管道8为无压管道或有压管道。顺次相连的无压输水管道接缝处采用渗水材料包敷。输水管道8布置在主河道任一岸。输水管道8高于控制阀门集水井5的底部。

五级地下梯级水库的建造方法包括有如下步骤，(1)、开挖凹槽1；(2)、制备防渗件；(3)、铺设截潜流滤管4；(4)、控制阀门集水井5的设置；(5)、输水管道8的铺设；其中

(1)、开挖凹槽1：首先在自然河道自然河流地势的自然坡度内开挖含水层以下基岩的五个凹槽1，其中含水层大于常规冻层厚度，每个凹槽1的两端置于河床的两岸端；

(2)、制备防渗件：其中制备防渗件包括有①制备防渗土工膜2和②制备防渗墙7；其中

①制备防渗土工膜2：将防渗土工膜2铺设在每个凹槽1内底部并至该凹槽1的上游端，在该凹槽1的上游端开挖一小槽3，小槽3的两端置于河床的两岸端，将防渗土工膜2的这一端置于小槽3内，采用粘土或混凝土填平小槽3；

②制备防渗墙：在每个凹槽1的下游端设防渗墙7，防渗墙7材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土，防渗墙7的下端与基岩防渗结合，防渗墙7上端的高度不出地面，以防水出渗地面，造成蒸发浪费；

(3)、铺设截潜流滤管4：在每个凹槽1内铺设截潜流滤管4，截潜流滤管4的顶部和两侧回填反滤料；以达到自然降水补给，泥沙不透到滤管内为目的；

(4)、控制阀门集水井5的设置：在开挖的每个凹槽1的下游端设有控制阀门集水井5，控制阀门集水井5的底部低于凹槽1的最底部(目的是便于取水和清淤泥)，控制阀门集水井5的顶部一部分高于河床层。

(5)、输水管道8的铺设；在每两个控制阀门集水井5之间铺设有输水管道8，输水管道8顺次相连通于控制阀门集水井5之间，且输水管道8顺次相连通于控制阀门集水井5的入水口12和出水口10；即形成五级梯级水库。

Claims (16)

1.一种地下梯级水库，其特征在于，其包括有在自然河流地势的自然坡度的含水层以下基岩的至少两个凹槽，所述每个凹槽的两端置于河床的两岸端，在所述每个凹槽的底部铺设防渗土工膜，所述防渗土工膜的一端置于所述每个凹槽的上游端的小槽内，并在所述小槽内的防渗土工膜上设有粘土或混凝土；在顺着所述每个凹槽内的防渗土工膜的上部铺设有截潜流滤管，在所述截潜流滤管的下游端设有控制阀门集水井，通过所述控制阀门集水井的进水口与所述截潜流滤管相连通；在所述每个凹槽的下游端设防渗墙，所述控制阀门集水井依次通过顺次相连的输水管道相连，即所述顺次相连的输水管道分别与所述控制阀门集水井的入水口和出水口顺次相连，形成至少两个以上的地下梯级水库。

2.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述控制阀门集水井为全防渗集水井，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，在所述控制阀门集水井上设有进水口，沉沙池，入水口，出水口和爬梯，在所述控制阀门集水井迎上游水面的壁上布置所述入水口，并在所述入水口处设有入水阀门，在所述控制阀门集水井下设有沉沙池，在所述控制阀门集水井相对的下游壁上布置有所述出水口，在所述出水口处安装有安全堵头；所述进水口与所述截潜流滤管相连通与控制阀门集水井；所述爬梯设在所述控制阀门集水井井壁上。

3.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述防渗墙的材料为粘土、或混凝土，或防渗土工膜，在所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙的上端不露出地面。

4.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述截潜流滤管和所述控制阀门集水井斜穿主河道两端，且所述截潜流滤管上游末端低于下游末端地面。

5.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述输水管道为无压管道或有压管道。

6.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述输水管道布置在主河道任一岸。

7.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述输水管道高于所述控制阀门集水井的底部。

8.如权利要求1所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述控制阀门集水井与所述凹槽一一对应。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，其包括有如下步骤，(1)、开挖凹槽；(2)、制备防渗件；(3)、铺设截潜流滤管；(4)、控制阀门集水井的设置；(5)、输水管道的铺设；其中

(1)、开挖凹槽：首先在自然河道自然河流地势的自然坡度内开挖含水层以下基岩的至少两个凹槽，其中所述含水层大于常规冻层厚度，所述每个凹槽的两端置于河床的两岸端；

(2)、制备防渗件：其中所述制备防渗件包括有①制备防渗土工膜和②制备防渗墙；其中

①制备防渗土工膜：将防渗土工膜铺设在每个凹槽内底部并至该凹槽的上游端，在该凹槽的上游端开挖一小槽，所述小槽的两端置于河床的两岸端，将所述防渗土工膜的这一端置于小槽内，采用粘土或混凝土填平小槽；

②制备防渗墙：在所述每个凹槽的下游端设防渗墙，所述防渗墙材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土，所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙上端的高度不出地面，以防水出渗地面，造成蒸发浪费；

(3)、铺设截潜流滤管：在所述每个凹槽内铺设截潜流滤管，所述截潜流滤管的顶部和两侧回填反滤料；

(4)、控制阀门集水井的设置：在所述开挖的每个凹槽的下游端设有控制阀门集水井，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层；

(5)、输水管道的铺设；在每两个所述控制阀门集水井之间铺设有输水管道，所述输水管道顺次相连通于所述控制阀门集水井之间，且所述输水管道顺次相连通于所述控制阀门集水井的入水口和出水口；即形成至少两级以上的梯级水库。

10.根据权利要求9所述的地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述控制阀门集水井为全防渗集水井，所述控制阀门集水井的顶部一部分高于河床层，所述控制阀门集水井的底部低于所述凹槽的最底部，在所述控制阀门集水井上设有进水口，沉沙池，入水口，出水口和爬梯，在所述控制阀门集水井迎上游水面的壁上布置所述入水口，并在所述入水口处设有入水阀门，在所述控制阀门集水井下设有沉沙池，在所述控制阀门集水井相对的下游壁上布置有所述出水口，在所述出水口处安装有安全堵头；所述进水口与所述截潜流滤管相连通与控制阀门集水井；所述爬梯设在所述控制阀门集水井井壁上。

11.如权利要求9所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述防渗墙材料为粘土、或防渗土工膜或混凝土筑，在所述防渗墙的下端与基岩防渗结合，所述防渗墙的上端不露出地面。

12.如权利要求9所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述截潜流滤管和所述控制阀门集水井斜穿主河道两端，且所述截潜流滤管上游末端低于下游末端地面。

13.如权利要求9所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述输水管道为无压或有压管道。

14.如权利要求9所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述输水管道布置在主河道任一岸。

15.如权利要求9所述的一种地下梯级水库的建造方法，其特征在于，所述输水管道高于所述控制阀门集水井的底部。

16.如权利要求9所述的一种地下梯级水库，其特征在于，所述控制阀门集水井与所述凹槽一一对应。

Images