CN104652454A - 一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统 - Google Patents

一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统 Download PDF

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罗晓丽
蔡庆拟
胡涛
郝梦茹
宁亚伟
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Abstract

本发明公开了一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：包括：生物护坡（1）和设置于所述生物护坡（1）下的地下水回灌系统，所述生物护坡（1）包括平地段（2）和斜坡段（3），所述地下水回灌系统包括设置于所述平地段（2）下面的闭合式回灌装置（4）和设置于所述斜坡段（3）下面的开敞式回灌装置（5）；所述闭合式回灌装置（4）包括位于所述平地段（2）表层土壤中的若干集水槽（6）、伸入地下含水层的第一回灌井（7）和连接所述集水槽（6）的出水口及所述第一回灌井（7）的进水口的连接管道（8）。本发明提供的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，保证边坡稳定性的同时还能够净水蓄水，有益效果非常显著。

Description

一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统
技术领域
本发明涉及一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，尤其涉及一种边坡水收集装置，属于水利工程技术领域。
背景技术
我国工程建设的高速发展形成了大量的人工边坡，尤其是在道路、水电和城镇等大型基础设施工程中，边坡的稳定问题是工程建设中经常遇到的问题，如建筑的切坡、水库的岸坡、渠道边坡、拱坝坝肩边坡以及公路或铁路的路堑边坡等，都涉及到边坡稳定性问题。水的活动是影响边坡稳定重要的一个方面。
生物护坡的机理主要是利用植被地下根系的力学效应和地上茎叶的水文效应，力学效应主要为锚固作用和加筋作用，水文效应包括降雨截流和抑制地表径流。实际生活中，生物护坡的植被存活率很低，常常在雨水的冲刷之下破坏严重，而不能真正发挥其保持边坡水土的作用。加之近年气候反常，降水多趋向于大雨强，集中性的降雨，更是对边坡稳定和生物护坡植被提出了更高的要求。此外，植被存活率低的另外一个原因是由于植被截留的降雨淤积在土壤表层，使植物根系长期浸没在水中，无法进行有氧呼吸，致使根系腐烂。因此，将植被截留的降雨排走，保持一定的土壤空隙率，使植物根系处于有氧环境中，并能给持续的降雨预留截流的空间，这是一个亟待解决的技术问题。
地下水回灌是将多余的地表水、暴雨径流水或再生污水通过地表渗滤或回灌井注水，或者通过人工系统人为改变天然渗滤条件，将水从地面输送到地下含水层中，随后同地下水一起作为新的水源开发利用。
目前，还没有将生物护坡排水与地下水回灌这两者结合起来的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种快速有效地将生物护坡地表水排走，保证边坡稳定，并有效地对地下水库进行补给的生物护坡与地下水回灌井综合利用系统；进一步地，本发明利用植被和土层的过滤作用，将雨水进行初步过滤，再通过回灌井进一步过滤，使净化后的雨水达到地下水的水质标准，可直接引入含水层中。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：包括：生物护坡和设置于所述生物护坡下的地下水回灌系统，所述生物护坡包括平地段和斜坡段，所述地下水回灌系统包括设置于所述平地段下面的闭合式回灌装置和设置于所述斜坡段下面的开敞式回灌装置；所述闭合式回灌装置包括位于所述平地段表层土壤中的若干集水槽、伸入地下含水层的第一回灌井和连接所述集水槽的出水口及所述第一回灌井的进水口的连接管道；所述开敞式回灌装置包括位于所述斜坡段上的水槽和连通所述水槽并伸入地下含水层的第二回灌井。
所述集水槽用于收集经过植被和位于植被与所述集水槽之间的土层初步净化后的雨水；所述集水槽包括长条状的U型槽，所述U型槽的底端设置有若干第一漏水孔，所述U型槽的下端设置有横向集水管，所述集水管的上表面连通所述第一漏水孔，所述集水管的下表面连通所述第一回灌井。
横向集水管包括波纹塑料管。
所述第一回灌井的顶端与所述集水管的下表面之间由竖向的所述连接管道相连通，所述第一回灌井的顶端设置有若干用于与所述连接管道相连接的第二漏水孔。
所述U型槽为顶端开口的梯形形状，所述U型槽的上口宽度大于底面宽度，所述梯形的底角为120~150°。
所述第一回灌井和第二回灌井内部设置有过滤层。
所述过滤层包括粗砾石和活性炭。
所述水槽用于直接收集所述斜坡段汇流的雨水；所述水槽设置于所述斜坡段的中下部，所述水槽将所述斜坡段划分为上段的下段，所述下段坡面最高点比上段坡面的最低点高。
所述斜坡段的倾斜角在30~90°之间。
所述连接管道呈阶梯状，用于缓冲水流。
若干所述集水槽的开口面积与所述平地段的面积相同，若干所述集水槽相平行设置。
平地段（即坡顶）流过的雨水经过生物护坡植被的截留，雨水下渗，经过植被和集水槽之间土层的初步净化后，在集水槽的汇聚作用下，通过连接管道后，流进第一回灌井；第一回灌井中的过滤材料对下渗的雨水进行第二次净化处理，处理后的雨水最终在重力作用下进入到地下含水层，补充地下水；在斜坡位置的雨水，在第二回灌井顶部的水槽中汇集，通过第二回灌井流进地下含水层，补充地下水。
本发明具有以下优点：
1、将集水槽与第一回灌井，水槽与第二回灌井相结合，使雨水入渗地下后水平方向的扩散速度及扩散面积增大，提高了入渗效率，增大了回灌能力。
2、将地下水回灌工程引入护坡治理中，并与生物护坡相结合，及时将植物根系拦蓄的和坡面汇流收集的雨水通过回灌工程引入地下含水层，显著改善水土保持效果。
3、利用植被和土层的过滤作用，将雨水进行初步过滤；再通过回灌井中所设的过滤材料将其进一步过滤，使净化后的雨水达到地下水的水质标准，可直接引入含水层中。
4、利用地下含水层蓄积雨水，可缓解地下水过采导致的地面沉降，海水入侵，土地盐碱化等问题，并对雨水资源年际、年内的不均匀现象有调配作用。
5、采用新颖的雨水收集回灌模式，将集水槽与第一回灌井，水槽与第二回灌井相结合，U型槽的下端设置有横向集水管，第一回灌井的顶端与所述集水管的下表面之间由竖向的连接管道相连通，这种将水平入渗与垂直入渗相结合，使雨水入渗地下后水平方向的扩散速度及扩散面积增大，提高了入渗效率，增大了回灌能力。比起现有的回灌工程，大大减少了工程量和工程造价。
本发明提供的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，集水槽及水槽的设置，能够快速有效地将边坡土层的蓄水排走，改善护坡植被易被冲刷的现状，保证了边坡的稳定性，减少护坡损失和维修，延长护坡寿命，大大减小工程量和工程造价；第一回灌井及第二回灌井的设置，可将集水槽及水槽中收集的蓄水快速排入地下含水层；本发明采用土层的自净作用和活性炭的吸附作用相结合的方式进行过滤，能够过滤净化集水槽及水槽中收集的蓄水，使排入地下含水层的水质改善明显，可作为生活用水，有效增加水资源量；本发明针对当今气候反常的现状，尤其是降雨的不均匀性，有积极的调蓄作用。本发明提供的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，设计巧妙合理，保证边坡稳定性的同时还能够净水蓄水，有益效果非常显著。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中集水槽的结构示意图；
图3为本发明中连接管道的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例1：
如图1~3所示，一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：包括：生物护坡1和设置于所述生物护坡1下的地下水回灌系统，所述生物护坡1包括平地段2和斜坡段3，所述地下水回灌系统包括设置于所述平地段2下面的闭合式回灌装置4和设置于所述斜坡段3下面的开敞式回灌装置5；所述闭合式回灌装置4包括位于所述平地段2表层土壤中的若干集水槽6、伸入地下含水层的第一回灌井7和连接所述集水槽6的出水口及所述第一回灌井7的进水口的连接管道8；所述开敞式回灌装置5包括位于所述斜坡段3上的水槽9和连通所述水槽9并伸入地下含水层的第二回灌井10。
所述集水槽6用于收集经过植被和位于植被与所述集水槽6之间的土层初步净化后的雨水；所述集水槽6包括长条状的U型槽11，所述U型槽11的底端设置有若干第一漏水孔12，所述U型槽11的下端设置有横向集水管，所述集水管的上表面连通所述第一漏水孔12，所述集水管的下表面连通所述第一回灌井7。
所述第一回灌井7的顶端与所述集水管的下表面之间由竖向的所述连接管道8相连通，所述第一回灌井7的顶端设置有若干用于与所述连接管道8相连接的第二漏水孔13。
所述U型槽11为顶端开口的梯形形状，所述U型槽11的上口宽度大于底面宽度，所述梯形的底角为120°。
所述第一回灌井7和第二回灌井10内部设置有过滤层。
所述过滤层包括粗砾石和活性炭。
所述水槽9用于直接收集所述斜坡段3汇流的雨水；所述水槽9设置于所述斜坡段3的中下部，所述水槽9将所述斜坡段3划分为上段的下段，所述下段坡面最高点比上段坡面的最低点高。
所述斜坡段3的倾斜角为30°。
所述连接管道8呈阶梯状，用于缓冲水流。
若干所述集水槽6的开口面积与所述平地段2的面积相同，若干所述集水槽6相平行设置。
实施例2：
如图1~3所示，一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：包括：生物护坡1和设置于所述生物护坡1下的地下水回灌系统，所述生物护坡1包括平地段2和斜坡段3，所述地下水回灌系统包括设置于所述平地段2下面的闭合式回灌装置4和设置于所述斜坡段3下面的开敞式回灌装置5；所述闭合式回灌装置4包括位于所述平地段2表层土壤中的若干集水槽6、伸入地下含水层的第一回灌井7和连接所述集水槽6的出水口及所述第一回灌井7的进水口的连接管道8；所述开敞式回灌装置5包括位于所述斜坡段3上的水槽9和连通所述水槽9并伸入地下含水层的第二回灌井10。
所述集水槽6用于收集经过植被和位于植被与所述集水槽6之间的土层初步净化后的雨水；所述集水槽6包括长条状的U型槽11，所述U型槽11）的底端设置有若干第一漏水孔12，所述U型槽11的下端设置有横向集水管，所述集水管的上表面连通所述第一漏水孔12，所述集水管的下表面连通所述第一回灌井7。
所述第一回灌井7的顶端与所述集水管的下表面之间由竖向的所述连接管道8相连通，所述第一回灌井7的顶端设置有若干用于与所述连接管道8相连接的第二漏水孔13。
所述U型槽11为顶端开口的梯形形状，所述U型槽11的上口宽度大于底面宽度，所述梯形的底角为150°。
所述第一回灌井7和第二回灌井10内部设置有过滤层。
所述过滤层包括粗砾石和活性炭。
所述水槽9用于直接收集所述斜坡段3汇流的雨水；所述水槽9设置于所述斜坡段3的中下部，所述水槽9将所述斜坡段3划分为上段的下段，所述下段坡面最高点比上段坡面的最低点高。
所述斜坡段3的倾斜角为90°。
所述连接管道8呈阶梯状，用于缓冲水流。
若干所述集水槽6的开口面积与所述平地段2的面积相同，若干所述集水槽6相平行设置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：包括：生物护坡（1）和设置于所述生物护坡（1）下的地下水回灌系统，所述生物护坡（1）包括平地段（2）和斜坡段（3），所述地下水回灌系统包括设置于所述平地段（2）下面的闭合式回灌装置（4）和设置于所述斜坡段（3）下面的开敞式回灌装置（5）；所述闭合式回灌装置（4）包括位于所述平地段（2）表层土壤中的若干集水槽（6）、伸入地下含水层的第一回灌井（7）和连接所述集水槽（6）的出水口及所述第一回灌井（7）的进水口的连接管道（8）；所述开敞式回灌装置（5）包括位于所述斜坡段（3）上的水槽（9）和连通所述水槽（9）并伸入地下含水层的第二回灌井（10）。
2.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述集水槽（6）用于收集经过植被和位于植被与所述集水槽（6）之间的土层初步净化后的雨水；所述集水槽（6）包括长条状的U型槽（11），所述U型槽（11）的底端设置有若干第一漏水孔（12），所述U型槽（11）的下端设置有横向集水管，所述集水管的上表面连通所述第一漏水孔（12），所述集水管的下表面连通所述第一回灌井（7）。
3.根据权利要求2所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述第一回灌井（7）的顶端与所述集水管的下表面之间由竖向的所述连接管道（8）相连通，所述第一回灌井（7）的顶端设置有若干用于与所述连接管道（8）相连接的第二漏水孔（13）。
4.根据权利要求2所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述U型槽（11）为顶端开口的梯形形状，所述U型槽（11）的上口宽度大于底面宽度，所述梯形的底角为120~150°。
5.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述第一回灌井（7）和第二回灌井（10）内部设置有过滤层。
6.根据权利要求5所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述过滤层包括粗砾石和活性炭。
7.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述水槽（9）用于直接收集所述斜坡段（3）汇流的雨水；所述水槽（9）设置于所述斜坡段（3）的中下部，所述水槽（9）将所述斜坡段（3）划分为上段的下段，所述下段坡面最高点比上段坡面的最低点高。
8.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述斜坡段（3）的倾斜角在30~90°之间。
9.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：所述连接管道（8）呈阶梯状，用于缓冲水流。
10.根据权利要求1所述的一种生物护坡与地下水回灌井综合利用系统，其特征在于：若干所述集水槽（6）的开口面积与所述平地段（2）的面积相同，若干所述集水槽（6）相平行设置。
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CN109235607A (zh) * 2018-11-14 2019-01-18 王睿 一种土质陡坡雨水引流入渗装置
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