CN108612154A - 具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，其特征在于：河道回灌水源（1）与一级开敞式回灌池（2）连接，一级开敞式回灌池（2）连接二级串联封闭式回灌池（3），二级串联封闭式回灌池（3）上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，二级串联封闭式回灌池（3）通过回灌系统滤料防滤网（4）连接多个回灌系统连接管道（5），各回灌系统连接管道（5）经回灌系统及反冲洗系统的控制闸门（6）分别连接含水层回灌井（7），同时，各回灌系统连接管道（5）并接在一起经反冲洗系统控制闸门（8）及反冲洗系统连接管道（9）连接反冲洗水源井（10）。本发明既能防止堵塞保障回灌水量，又能净化水体保障回灌水质。
Description
技术领域
本发明属水文地质、地下水科学技术领域，尤其涉及一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，含水层回灌是水文地质、地下水资源与环境研究领域中关键的技术，是地下水库中一种有效的补给措施。回灌系统的优劣直接影响到地下水库的补给效果，如何做到既能防止堵塞保障回灌水量，又能净化水体保障回灌水质是目前地下水含水层回灌需要着重考虑的关键问题。
背景技术
自发展人工回灌补给地下水以来，回灌方式多种多样。国外起步较早，前捷克斯洛伐克主要采取沟渠入渗回灌和灌溉入渗回灌方法；摩洛哥首都丹吉尔利用注水井，引姆哈河注入地下以回灌地下水。我国许多地区已开展人工回灌地下水的工作，尤其北方地区，主要在河北、山东、河南等地。国内大量使用直接回灌方法，即地面入渗法，利用天然洼地、河床、沟道以及水库、坑塘、渠道等地面集水工程设施，可达到引、蓄地表水的目的。该方法可通过简单的工程设施和较少的投资，获得较大的入渗补给量。管井注入法也是常见的直接回灌方法，补给水源通过专门的回灌井、过滤设施、水泵等，将地表水直接注入含水层中。该方法的主要存在的的问题是堵塞问题，按其性质可分为物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞三大类。随着地下水回灌技术的发展，单一的回灌方法已不能满足人们对水量、水质的要求及追求长远使用效果的需要。含水层回灌系统应运而生。目前常用的地下水回灌系统一般由回灌井和回灌池组成，回灌池位于井口、具有反滤功能。回灌池的反滤结构有两层，上部反滤层可以过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下部反滤层可以防止上层反滤料通过井盖的孔口落入井内，一般选择较粗的砾类。此外暗埋式地下水回灌系统也有所应用，包括回灌井、排气管、回灌水管和回扬水管；回灌井埋设在地表以下，井口被回灌井盖盖住，减少地面环境的影响。但是，由于上述方法不能有效的净化水体，防止阻塞，影响回灌水量。目前回灌井与回灌池组成的单体回灌系统一般裸漏于现代河床之内，短时期的回灌效果较为明显，但是随着上游河道来水携带泥沙含量的增多，裸漏于河床的回灌池将慢慢出现堵塞的现象，回灌系统的水体渗漏能力将慢慢减弱。经过长时期的运行，回灌系统甚至会被上游泥沙和河床底泥完全覆盖，失去回灌效果。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，即可有效防止阻塞现象，又可随时监测水位及回灌系统含水层的水质。实现本发明所采取的技术方案是：一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，包括河道回灌水源，其特征在于：河道回灌水源与一级开敞式回灌池连接，一级开敞式回灌池连接二级串联封闭式回灌池，二级串联封闭式回灌池上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，二级串联封闭式回灌池通过回灌系统滤料防滤网连接多个回灌系统连接管道，各回灌系统连接管道经回灌系统及反冲洗系统的控制闸门分别连接含水层回灌井，同时，各回灌系统连接管道并接在一起经反冲洗系统控制闸门及反冲洗系统连接管道连接反冲洗水源井。所述的开敞式回灌池深1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设置，开敞式回灌池分为上、下两层，上部反滤层能过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下部一般选择较粗的砾类。所述含水层回灌井的上面设置保护装置，含水层回灌井的地面下连接回灌水源管道，回灌井孔的孔上套有滤水管，滤水管的外围分别为潜水含水层、相对隔水层及承压含水层，含水层回灌井中设置测压取样管。
保护装置的作用是避免河道水源未经过过滤直接进入含水层回灌井，回灌水源管道位于地面以下，直接与含水层回灌井在地面以下链接，组成一个封闭的回灌系统。回灌系统只接受回灌池过滤过的水源。该回灌系统可以补给潜水含水层和承压和承压含水层。测压取样管的作用可以测量回灌系统的水位，也可以进行水质取样，监测回灌到含水层的水质情况。
一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统的运行步骤如下：
步骤1、河道回灌水源进入一级开敞式回灌池，开敞式回灌池深1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计，开敞式回灌池有两层，上部反滤层可以过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下层一般选择较粗的砾类；
步骤2、河道回灌水源经过一级开敞式回灌池双层反滤层过滤后，进入二级串联封闭式回灌池，二级串联封闭式回灌池上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，深度1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计，二级串联封闭式回灌池的滤料有中粗砂组成；
步骤3、河道回灌水源经二级串联封闭式回灌池和防滤网后，连接回灌系统连接管道，回灌系统连接管道位于地面1米以下，二级串联封闭式回灌池的底部，开启回灌系统及反冲洗系统的控制闸门，进入含水层回灌井进行回灌；
步骤4、如果开敞式回灌池被上游来水泥沙堵塞影响回灌效果时，该系统能实现滤料反冲洗，反冲洗水源由附近的反冲洗水源井提供，开启反冲洗系统控制闸门，关闭回灌系统及反冲洗系统的控制闸门，利用地下清洁的水源对回灌池进行反冲洗。恢复回灌池的过滤效果。
含水层回灌井也是封闭式的，含水层回灌井与河道回灌水源不进行水体交换，只接受经过梯级回灌池过滤的水源，含水层回灌井在相应的地下含水层位置做滤水孔，回灌水源可直接进入含水层。
本发明既能防止堵塞保障回灌水量，又能净化水体保障回灌水质。
附图说明
图1是本发明的平面布置图；
图2是本发明含水层回灌井结构示意图。
图中，1、河道回灌水源，2、一级开敞式回灌池，3、二级串联封闭式回灌池，4、回灌系统滤料防滤网，5、回灌系统连接管道，6、回灌系统及反冲洗系统的控制闸门，7、含水层回灌井，8、反冲洗系统控制闸门，9、反冲洗系统连接管道，10、反冲洗水源井，11、回灌井保护装置，12、回灌水源管道，13、回灌井孔，14、滤水管，15、潜水含水层，16、相对隔水层，17、承压含水层，18、地面高程，19、测压取样管。
具体实施方式
参照附图，一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，包括河道回灌水源1，其特征在于：河道回灌水源1与一级开敞式回灌池2连接，一级开敞式回灌池2连接二级串联封闭式回灌池3，二级串联封闭式回灌池3上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，二级串联封闭式回灌池3通过回灌系统滤料防滤网4连接多个回灌系统连接管道5，各回灌系统连接管道5经回灌系统及反冲洗系统的控制闸门6分别连接含水层回灌井7，同时，各回灌系统连接管道5并接在一起经反冲洗系统控制闸门8及反冲洗系统连接管道9连接反冲洗水源井10。所述的开敞式回灌池2深1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设置，开敞式回灌池2分为上、下两层，上部反滤层能过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下层一般选择较粗的砾类。所述含水层回灌井7的上面设置保护装置11，含水层回灌井7的地面18下连接回灌水源管道12，回灌井孔13的孔上套有滤水管14，滤水管14的外围分别为潜水含水层15、相对隔水层16及承压含水层17，含水层回灌井7中设置测压取样管19。
保护装置11的作用是避免河道水源未经过过滤直接进入含水层回灌井7，回灌水源管道12位于地面以下，直接与含水层回灌井7在地面以下链接，组成一个封闭的回灌系统。回灌系统只接受回灌池过滤过的水源。该回灌系统可以补给潜水含水层15和承压和承压含水层17。测压取样管19的作用可以测量回灌系统的水位，也可以进行水质取样，监测回灌到含水层的水质情况。
一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统的运行步骤如下：
步骤1、河道回灌水源1进入一级开敞式回灌池2，开敞式回灌池2深1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计。开敞式回灌池2由两层，上部反滤层可以过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下部一般选择较粗的砾类；
步骤2、河道回灌水源1经过一级开敞式回灌池2双层反滤层过滤后，进入二级串联封闭式回灌池3，二级串联封闭式回灌池3上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，深度1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计，二级串联封闭式回灌池3的滤料有中粗砂组成；
步骤3、河道回灌水源1经二级串联封闭式回灌池3和防滤网4后，连接回灌系统连接管道5，回灌系统连接管道5位于地面1米以下，二级串联封闭式回灌池3的底部，开启回灌系统及反冲洗系统的控制闸门6，进入含水层回灌井7进行回灌；
步骤4、如果开敞式回灌池2被上游来水泥沙堵塞影响回灌效果时，该系统能实现滤料反冲洗，反冲洗水源由附近的反冲洗水源井10提供，开启反冲洗系统控制闸门8，关闭回灌系统及反冲洗系统的控制闸门6，利用地下清洁的水源对回灌池进行反冲洗。恢复回灌池的过滤效果。
含水层回灌井7也是封闭式的，含水层回灌井7与河道回灌水源1不进行水体交换，只接受经过梯级回灌池过滤的水源，含水层回灌井7在相应的地下含水层位置做滤水孔，回灌水源可直接进入含水层。
Claims (4)
1.一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，包括河道回灌水源（1），其特征在于：河道回灌水源（1）与一级开敞式回灌池（2）连接，一级开敞式回灌池（2）连接二级串联封闭式回灌池（3），二级串联封闭式回灌池（3）上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，二级串联封闭式回灌池（3）通过回灌系统滤料防滤网（4）连接多个回灌系统连接管道（5），各回灌系统连接管道（5）经回灌系统及反冲洗系统的控制闸门（6）分别连接含水层回灌井（7），同时，各回灌系统连接管道（5）并接在一起经反冲洗系统控制闸门（8）及反冲洗系统连接管道（9）连接反冲洗水源井（10）。
2.按照权利要求1所述的具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，其特征在于：所述的开敞式回灌池（2）深1米，开敞式回灌池（2）分为上、下两层，上部反滤层能过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下层选择较粗的砾类。
3.按照权利要求1所述的具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统，其特征在于：所述含水层回灌井（7）的上面设置保护装置（11），含水层回灌井（7）的地面（18）下连接回灌水源管道（12），回灌井孔（13）的孔上套有滤水管（14），滤水管（14）的外围分别为潜水含水层（15）、相对隔水层（16）及承压含水层（17），含水层回灌井（7）中设置测压取样管（19）。
4.一种具有反冲洗功能的封闭式含水层回灌系统的运行步骤，其特征是：
步骤1、河道回灌水源（1）进入一级开敞式回灌池（2），开敞式回灌池（2）深1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计，开敞式回灌池（2）由两层，上部反滤层可以过滤回灌水中的杂质，选择较细的砂粒；下部一般选择较粗的砾类；
步骤2、河道回灌水源（1）经过一级开敞式回灌池（2）双层反滤层过滤后，进入二级串联封闭式回灌池（3），二级串联封闭式回灌池（3）上部由池盖进行封闭，不与河道水源进行水体交换，深度1米，长度和宽度根据不同河道的宽度进行设计，二级串联封闭式回灌池（3）的滤料有中粗砂组成；
步骤3、河道回灌水源（1）经二级串联封闭式回灌池（3）和防滤网（4）后，连接回灌系统连接管道（5），回灌系统连接管道（5）位于地面1米以下，二级串联封闭式回灌池（3）的底部，开启回灌系统及反冲洗系统的控制闸门（6），进入含水层回灌井（7）进行回灌；
步骤4、如果开敞式回灌池（2）被上游来水泥沙堵塞影响回灌效果时，该系统能实现滤料反冲洗，反冲洗水源由附近的反冲洗水源井（10）提供，开启反冲洗系统控制闸门（8），关闭回灌系统及反冲洗系统的控制闸门（6），利用地下清洁的水源对回灌池进行反冲洗，恢复回灌池的过滤效果。
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