CN108801329A - 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法 - Google Patents

基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108801329A
CN108801329A CN201810577338.1A CN201810577338A CN108801329A CN 108801329 A CN108801329 A CN 108801329A CN 201810577338 A CN201810577338 A CN 201810577338A CN 108801329 A CN108801329 A CN 108801329A
Authority
CN
China
Prior art keywords
underground
water
injection
gallery
underground gallery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810577338.1A
Other languages
English (en)
Inventor
文相镐
金用喆
河圭哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Original Assignee
Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM filed Critical Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources KIGAM
Priority to CN201810577338.1A priority Critical patent/CN108801329A/zh
Publication of CN108801329A publication Critical patent/CN108801329A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，包括以下步骤：(a)在水幕栽培地带安装地下廊道；以及(b)以变换注入量及注入时间的形式向所述(a)步骤中安装的地下廊道中注入地下水的同时测量地表下的地下水的水位。如果利用本发明涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，则可量级地判断将利用水幕栽培后流出的地下水以何种程度重新注入无压含水层，从而在水幕栽培使用高峰期可起到防止地下水的匮乏的效果。

Description

基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法
技术领域
本发明涉及基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，更具体而言，涉及一种通过安装地下廊道进行人工注入，可分析人工补给率及效率的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法。
背景技术
通常，在塑料大棚、玻璃温室等设施(以下称之为“大棚”)内对蔬菜、水果、花卉等耕作物进行栽培的方式称之为设施栽培，设施栽培通过人工提供最适于耕作物生长的环境，能够相对于露天耕地在短时间内生产并出货更加优异的耕作物并进行销售，从而可获得最大的收益，众所周知，由于可实现四季栽培，从而在农村得到广泛的应用。
但是，在冬季对于设施栽培，耕作物需要维持必要的温度，这十分重要。但是如果油价上涨则会加重取暖费的负担，导致整体上会对设施栽培带来负面影响的问题发生。为了解决所述的取暖费负担的问题，最近采用一种利用地下水的水幕栽培法，该水幕栽培法通过在冬季将四季可维持在15℃左右温度的地下水泼洒在大棚外部可提高大棚内的温度。
然而，现有的利用地下水的水幕栽培法由于通过水道废弃使用后的地下水，从而长时间使用时由于过度地抽取地下水导致整体的地下水水位降低或者枯竭，从而需要在其他地区形成地下水孔或者形成更深的地下水孔的问题等发生。
所述水井法主要作为防止盐水浸入地下水、地层下陷的方案而使用，在浸透系数高，地下水位低的地带其利用率较高，渗水井法相比于前述的水井法，虽然具有较广的应用范围且地基调查等早期费用低廉的优点，但其仍具有应用范围窄的问题，对于所述的表面耕作法，由于需要广阔的安装面积，也存在不易在城市中心地带等应用的问题。
即，如上所述，现有地下水补给技术是通过使用利用管井/水井或者在特定地带形成蓄水池/湿地，并向含水层注入/人工补给地下水的方法。但是，当目标地带十分庞大时，存在不易向目标地带的全部范围提供均匀有效的人工补给效果的问题。虽然能够解决此问题的有效地人工补给地下水方法被开发且被应用，但是到目前为止，在国内应用的人工补给方法虽然主要使用了利用管井注入的方式，但是这种方式存在设施费用过多和注入量受限的问题。
但是，当利用在塑料大棚之间的排水道中形成的具有一定规模的廊道进行注入时，可期待降低设施费用及自然地增加使用后排出的地下水的再注入量的效果。
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献0001)KR10-1334266B1
发明内容
【待解决的技术问题】
本发明的目的在于，为了解决所述问题，通过在塑料大棚之间的排水道中安装地下廊道，利用其进行将水幕栽培使用后排出的地下水注入的实验并分析其效率。
本发明待解决的问题不限于上述问题，一般的技术人员能够通过以下记载清楚地理解没有被提及的其他问题。
【问题的解决手段】
为了解决所述技术问题，本发明一优选实施例涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，包括以下步骤：(a)在水幕栽培地带安装地下廊道；以及(b)以变换注入量及注入时间的形式向所述(a)步骤中安装的地下廊道中注入地下水的同时测量地表下的地下水的水位。
在一实施例中，所述(a)步骤的地下廊道的尺寸优选横向为50cm、竖向为300cm及深度为50cm。
在一实施例中，优选地，所述(a)步骤的地下廊道内侧的具有内部压力计及用于补正压力的大气压测量用DARO DIVER，所述内部压力计内侧具有用于自动测量水位变化的MINI DIVER，所述地下廊道外部具有外部压力计。
在一实施例中，优选地，所述(a)步骤还包括：在所述水幕栽培地带挖地基的步骤；在所述地基内安装内部压力计的步骤；在所述安装有内部压力计的地基中填埋辅助材料的步骤；以及在所述辅助材料的上部层叠无纺布的步骤。
在一实施例中，优选地，所述外部压力计的内部具有CTD(Conductivity，Temperature，Depth)DIVER或者级别记录器(level logger)中任意一个。
在一实施例中，优选地，所述辅助材料为碎石及硅砂中的一种以上。
在一实施例中，优选地，所述地下廊道用于将地下水人工投送至水幕栽培地带，使所述地下水到达人工补给含水层。
在一实施例中，优选地，所述(b)步骤以第1次预备注入实验、第2次注入实验及长期注入实验的形式进行。
【发明效果】
如果利用本发明涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，则可量级地判断将利用水幕栽培后流出的地下水以何种程度重新注入无压含水层，从而在水幕栽培使用高峰期可起到防止地下水匮乏的效果。
附图说明
图1是图示基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法的流程图。
图2a及图2b是图示水幕栽培地带的图片。
图3a至图3d是图示地下廊道的立体图及安装过程的图片。
图4是图示地下廊道的安装图。
图5a及图5b是图示自然注入实验及人工注入实验的图片。
图6是图示第1次预备注入实验的结果的曲线图。
图7a至图7f是图示本发明一实施例涉及的B、C及D地下廊道的第2次注入实验及长期注入实验结果的曲线图。
图8a至图8c是图示本发明一实施例涉及的B、C及D地下廊道的注入率和水位上升的关系曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的优选实施例进行详细说明。
如果参照附图和后叙的实施例，则本发明的优点和特征及其实现方法将会更加清楚。
但是，本发明并非仅限于以下给出的实施例而是能够以各种形态实现。只是为了使本发明的说明更加完全，从而使本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员能够清楚地知道发明的范畴而提供的本实施例。此外，本发明的范围是基于权利要求项的范畴而决定的。
进而，在说明本发明的过程中，当判断对于公知技术等说明会使本发明的主旨发生混淆时，则可省去对其详细说明。
现有技术提供一种人工补给方法，其通过使用排出道以基于人工补给地下水方法向水幕栽培地带的含水层注入/人工补给地下水，从而使水幕栽培中使用的地下水不是排向河川，而是通过排水道向排水道的内部含水层注入/人工补给。但是，存在其效率不能被确认的问题。
本发明的是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于，通过在塑料大棚之间的排水道上安装地下廊道，并利用该地下廊道将水幕栽培使用后排出的地下水进行注入实验，并对其效率进行分析。
在说明本发明之前，先对一般的水幕栽培进行说明。
一般的形态为，在使用水幕栽培的水幕栽培地带，在使用地下水之后，使使用后的地下水在排水道流动，并通过排水道的排出口向外部排出。
在这种水幕栽培地带中，形成有用于排出这种使用后的地下水的格子形态的相互组网的排水道。即，由于这种现有的排水道相互之间以一定的间隔隔离并排列自然地形成网络。
以下说明该的注入实验与人工注入实验相同。
本发明涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，包括(a)在水幕栽培地带安装地下廊道1的步骤(S100)；及(b)以改变注入量及注入时间的方式向所述(a)步骤中安装的地下廊道1中注入地下水的同时测量地表下的地下水水位的步骤(S200)。
以下，参照图1，对本发明涉及的基于分析利用地下廊道1人工补给地下水的计算效率的方法按照步骤进行详细说明。
本发明一实施例涉及的基于分析利用地下廊道1人工补给地下水的计算效率的方法中，所述(a)步骤(S100)是在向水幕栽培地带安装地下廊道1的步骤。
在所述(a)步骤(S100)之前，还可包括调查所述水幕栽培地带的地质的步骤。
所述水幕栽培地带的地质调查，能够通过改变现有地表条件，使地表水，雨水及水幕用水等通过土壤，非饱和带，从而使地表上的水能够容易地到达人工补给含水层。
可利用塑料大棚之间的隔离空间安装所述(a)步骤(S100)的地下廊道1。
所述(a)步骤(S100)的地下廊道1的尺寸可以横向为50cm，竖向为300cm及深度为50cm。
所述(a)步骤(S100)的地下廊道1内侧具有内部压力计100、100’及100”及用于补正压力的用于测量大气压的DARO DIVER，所述内部压力计100、100’及100”内侧具有用于自动测量水位变化的MINI DIVER101，所述地下廊道1外部具有外部压力计200、200’及200”。
此外，所述(a)步骤(S100)还可包括在所述水幕栽培地带挖地基的步骤，在所述地基内安装内部压力计100、100’及100”的步骤，在安装有所述内部压力计100、100’及100”的地基中填埋辅助材料的步骤，在所述辅助材料上部层叠无纺布的步骤。
所述外部压力计200、200’及200”的内部可具有用于测量导电率、温度及水深的DIVER(Conductivity，Temperature，Depth；CTD-diver)201或者级别记录器(levellogger)中任意一个。
所述外部压力计200、200’及200”及内部压力计100、100’及100”是指用于测量地下水面或者静水压面的高度的小直径的水井。
所述辅助材料可以是碎石及硅砂中一种以上。
所述地下廊道1通过将地下水人工投送至水幕栽培地带，从而提供所述地下水使其能够到达人工补给含水层。
本发明一实施例涉及的基于分析利用地下廊道1人工补给地下水的计算效率的方法中，所述(b)步骤(S100)是以改变注入量及注入时间的方式向所述(a)步骤中安装的地下廊道1中注入地下水的同时测量地表下的地下水水位的步骤(S200)。
所述(b)步骤(S200)可利用第1次预备注入实验、第2次注入实验及长期注入实验进行。
此外，所述第1次预备注入实验、第2次注入实验及长期注入实验根据注入率及注入时间按照步骤进行细分化。
如果利用本发明涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，则可量级地判断将利用水幕栽培后流出的地下水以何种程度重新注入无压含水层，从而在水幕栽培使用高峰期可起到防止地下水的匮乏的效果。
以下根据实施例及实验例，对本发明进行更加详细的说明。但，以下实施例及实验例仅用于举例说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
<实施例1>
1、地下廊道的安装
图2a和图2b是图示水幕栽培地带的图片，图3a至图3d是图示地下廊道的立体图及安装过程的图片。
参照图2a，本发明一实施例涉及的利用地下廊道的注入实验以位于C-C’测线下方的8座塑料大棚之间的第一排水道作为对象进行实施。
参照图2b，地下廊道从左侧至右侧命名为A-G并进行安装，所述安装的地下廊道的规模为50cm×300cm×50cm(横向×竖向×深度)，所述地下廊道的安装作业通过挖地、填充碎石和硅砂，安装压力计和无纺布进行准备。
所述7个地下廊道内部分别安装有60.5-63cm的压力计。
图4是图示了地下廊道的安装图。
参照图4，所述地下廊道B、C及D内分别安装有压力计并且在地下廊道外部分别安装有长度为138.5-141.5cm的外部压力计，从而能够测量从廊道内部向外部的水平方向流动和廊道下部的流动与否。
所述地下廊道B、C及D中为了自动观测水位变化，每一个内部压力计上分别安装有10-20m测量用MINI DIVER，周边安装有用于补正压力的大气压测量用的DARO DIVER，每一个外部压力计内部安装有用于测量导电率、温度及水深的DIVER(Conductivity，Temperature，Depth；CTD-diver)及30m测量用级别记录器，10m测量用级别记录器。
2、利用地下廊道的注入实验
图5a和图5b是图示自然注入实验和人工注入实验的图片。
本发明涉及的注入率是通过利用附着在注入系统的流量计数值进行计算而得到的。
瞬间注入率是以流入10L所需的时间为基准对1天的流入量进行换算，平均注入率是按照每一个步骤开始时间和结束时间的流量计数值和以实验持续时间为基准对1天流入量进行换算。
在所述注入实验时，为了使注入水只向地下廊道内部渗透，通过修成土壤堵口堤以防止发生注入水的泄漏。
参照图5a和图5b，所述注入实验具有自然注入实验和人工注入实验两种情况，自然注入实验是指在水幕栽培时间内使用后排出的地下水自然地注入廊道内部，并观察压力计的水位变化，所述人工注入实验是指避开水幕栽培时间并进行人工注入。
本发明涉及的地下廊道注入实验是对于B、C及D地下廊道进行第1次预备注入实验，第2次注入实验及第3次长期注入实验。
<实验例1>利用地下廊道的注入实验的分析
1、预备注入实验
图6是分别图示地下廊道B、C及D的第1次预备注入实验结果的曲线图。
在所述B地下廊道中的注入进行60分钟，最初注入率是从33.84m3/d开始，经过10分钟时观察到的平均注入率为33.29m3/d，经过20分钟时增加至43.19m3/d，进一步提升了水位上升效果。
经过30分钟开始至结束为止的注入率观测为45.60-46.99m3/d，但是大约经过36分钟开始，由于堵口堤的泄漏导致的降水流入重复出现略微的水位上升效果。虽然水位没有得到稳定，但是注入率为33.29-33.84m3/d时最高水位上升为20cm，注入率为45.60-46.99m3/d时水位上升约维持在30cm左右。所述B地下廊道中，预备注入实验中断后约经过20分钟后开始拆除地下廊道上游的实验用堵口堤，由此出现水位上升效果。由此所述B地下廊道内水位上升约为32cm左右，这种情况下经确认，注入率略高于46.99m3/d。
在所述C地下廊道中的注入进行了60分钟，最初开始的注入率为21.31m3/d，没有显现出水位上升效果。从经过1分钟之后开始，平均注入率增至33.98m3/d，经过12-30分钟时为止，水位上升大约显示在16cm左右。经过25-42分钟的时间内平均注入率增至67.83m3/d，42分钟之后直至结束的时间点，平均注入率约维持在41.69m3/d左右，所述平均注入率为41.69m3/d时的水位上升约维持在33cm左右。在C地下廊道中排水道上游部填充的降雨水没有通过堵口堤流入所述地下廊道内部，下午降雨没有带来水位上升效果。
在所述D地下廊道中的注入进行了70分钟，虽然平均注入率最初以42.21m3/d开始，但是注入后经过10-25分钟时为38.84m3/d，经过25-40分钟时注入率逐渐减少至34.72m3/d，之后通过调节阀门将注入率在经过40-50分钟时增至37.09m3/d、在经过50-60分钟时增至48.10m3/d、在经过60-70分钟时增至52.23m3/d。
所述D地下廊道中注入率为48.10m3/d时，呈现维持29cm左右的水位上升状态，注入率为52.23m3/d时最高水位上升为42cm左右。实验当日下午发生降雨现象，由此所述D地下廊道内水位上升呈现为42cm以上。因此，基于该降雨的自然注入率平均呈现为52.23m3/d以上。
2、第2次注入实验及长期注入实验
图7a至图7f是图示本发明涉及的第2次注入实验及长期注入实验的结果曲线图。
参照下表对本发明一实施例涉及的B、C及D地下廊道的第2次注入实验及长期注入实验的结果进行说明。
B地下廊道
所述B地下廊道的第2次注入实验由4个步骤构成，3个步骤分别进行1小时，步骤四进行47分钟的注入实验。
所述B地下廊道的第2次注入实验按照各步骤进行，其注入时间及注入率显示如下表1。
【表1】
B地下廊道的第2次注入实验及长期注入实验
所述步骤一注入时3次测量的瞬间注入率范围为16.94-17.35m3/d，1小时内的平均注入率测量为17.28m3/d，所述步骤二注入时3次测量的瞬间注入率范围为24.03-24.20m3/d，测量的平均注入率为23.99m3/d，所述步骤三注入时3次测量的瞬间注入率范围为37.73-38.85m3/d，测量的平均注入率为40.36m3/d。
最后，步骤四注入时4次测量的瞬间注入率范围为50.70-82.68m3/d，47分钟内的测量的平均注入率为54.89m3/d。
所述步骤一注入时，在12：57左右基于手动水位测量仪测量的注入水深度以TOC基准为45.2cm，以地表为基准测量的深度为27.2cm(45.2-18cm)，15.8cm(43-27.2cm)，所述B地下廊道底面为基准测量的水位约为22.8cm(50-27.2cm)。
所述步骤二注入时，在13：59左右，手动测量的注入水深度以TOC为基准为40.1cm，以地表为基准测量的深度为22.1cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为20.9cm，所述B地下廊道底面为基准测量的水位为27.9cm。
所述步骤三注入时，在15：18左右，手动测量的注入水深度以TOC为基准为31.7cm，以地表为基准测量的深度为13.7cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为29.3cm，所述B地下廊道底面为基准测量的水位为36.3cm。
最后，所述步骤四注入时，在16：22左右，手动测量的注入水深度以TOC为基准为25.6cm，以地表为基准测量的深度为7.6cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为35.4cm，所述B地下廊道底面为基准测量的水位约为42.4cm。
所述长期注入实验进行了3小时，所述长期注入时7次测量的瞬间注入率范围为46.78-69.78m3/d，在维持比较稳定的所述长时间注入率的15：00-17：10期间的平均注入率为57.60m3/d，其被视为所述长期注入实验中的平均注入率。
长期注入实验期间中测量的以TOC为基准测量的注入水深度为25.5cm(14：30)、26.5cm(14：48)、19.9cm(15：12)、20.5cm(15：30)及21.5cm(15：50)，其分别对应的地表基准测量的深度为7.5cm、8.5cm、1.9cm、2.5cm及3.5cm。
此时的DIVER基准测量的实际水位和所述B地下廊道底面基准的水位显示如表2及表3。
【表2】
B地下廊道的第2次注入实验的平均注入率和水位变化的关系
【表3】
B地下廊道的长期注入实验的平均注入率和水位变化关系
所述第2次注入实验及长期注入实验时DIVER测量水位与基于手动测量换算的DIVER基准的实际水位的高度差分别显示为4.0-5.0cm和4.3-4.5cm。
C地下廊道
所述C地下廊道的第2次注入实验由4个步骤构成，3个步骤分别进行1小时，步骤四进行48分钟的注入实验。
所述C地下廊道的第2次注入实验按照各步骤进行，其注入时间及注入率显示如下表4。
【表4】
C地下廊道的第2次注入实验及长期注入实验
所述步骤一注入时1次测量的瞬间注入率范围为17.66m3/d，1小时内测量的平均注入率为17.70m3/d，所述步骤二注入时3次测量的瞬间注入率范围为20.57-24.20m3/d，测量的平均注入率为23.40m3/d，所述步骤三注入时1次测量的瞬间注入率范围为30.78m3/d，测量的平均注入率为31.19m3/d。
最后,步骤四注入时1次测量的瞬间注入率范围为39.71m3/d，58分钟内测量的平均注入率为39.74m3/d。
所述步骤一注入时，在11：24左右，基于手动水位测量仪测量的注入水深度以TOC基准为50cm，以地表为基准测量的深度为32.5cm(50-17.5cm)，此时的DIVER基准测量的实际水位为6cm(38.5-32.5cm)，所述B地下廊道底面为基准测量的水位约为17.5cm(50-32.5cm)。
所述步骤二注入时，在12：23左右，基于手动水位测量仪测量的注入水深度以TOC基准为42cm，以地表为基准测量的深度为24.5cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为14cm，所述B地下廊道底面为基准测量的水位约为25.5cm。
所述步骤三注入时，在13：37左右，基于手动水位测量仪测量的注入水深度以TOC基准为33.8cm，以地表为基准测量的深度为16.3cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为22.2cm，所述B地下廊道底面为基准测量的水位约为33.7cm。
最后所述步骤四注入时，在14：22左右，基于手动水位测量仪测量的注入水深度以TOC基准为22.2cm，以地表为基准测量的深度为4.7cm，此时的DIVER基准测量的实际水位为38.8cm，所述C地下廊道底面为基准测量的水位约为45.3cm。
所述长期注入实验进行了4小时22分钟，开始的97分钟内(12：23-16：45)以39.17-39.91m3/d(平均39.54m3/d)的瞬间注入率进行，但是，由于水位上升不充分将瞬间注入率增至52.75m3/d之后，由于担心堵口堤的泄漏，在经过11分钟的时间点14：11开始重新调整注入率，在截至结束时间点16：45为止的2小时34分钟内维持46.08-46.30m3/d(平均46.19m3/d)左右的注入率。最后1小时34分钟(15：11-16：45)平均注入率显示为46.37m3/d。
在所述长期注入实验期间测量的TOC基准的注入水深度为29.8cm(13：57)、23.8cm(15：11)、24.0cm(15：33)及24.4cm(16：10)，其对应的地表基准测量的深度分别为12.3cm、6.3cm、6.5cm及6.9cm。
此时的DIVER基准实际水位和所述C地下廊道底面基准水位如表5及表6所示。
【表5】
C地下廊道的第2次注入实验的平均注入率和水位变化的关系
【表6】
C地下廊道的长期注入实验的平均注入率和水位变化关系
所述第2次注入实验及长期注入实验时DIVER测量水位与基于手动测量换算的DIVER基准的实际水位的高度差分别显示为4.6-6.3cm和1.2-1.5cm。
D地下廊道
所述D地下廊道的第2次注入实验由4个步骤构成，3个步骤分别进行30分钟，步骤四进行23分钟的注入实验。
所述D地下廊道的第2次注入实验按照各步骤进行，其注入时间及注入率显示如下表7。
【表7】
D地下廊道的第2次注入实验及长期注入实验
所述步骤一注入时1次测量的瞬间注入率范围为41.56m3/d，30分钟内的测量的平均注入率为36.56m3/d，所述步骤二注入时1次测量的瞬间注入率范围为33.23m3/d，测量的平均注入率为33.42m3/d，所述步骤三注入时1次测量的瞬间注入率范围为21.19m3/d，测量的平均注入率为22.33m3/d。
最后步骤四注入时1次测量的瞬间注入率范围为17.98m3/d，23分钟内的测量的平均注入率为14.06m3/d。
所述长期注入实验进行了3小时24分钟，开始的瞬间注入率为41.96m3/d，但是出于进一步上升水位的目的，从10：50开始将瞬间注入率调至46.15-47.34m3/d(平均46.75m3/d)并进行2小时10分钟(10：50-13：00)。
但是，随着12：58水槽中水干涸，大约停止注入6分钟，之后从13：04开始重新开始进行48.59-49.57m3/d(平均49.08m3/d)的注入实验。通过考虑长期注入实验中基于注入初期和末期的计量仪数值的平均注入率和实际总注入时间，并计算平均注入率可知为48.36m3/d。
所述第2次注入实验中，由于基于手动测量仪的没有测量到实际水位，因此DIVER测量水位与DIVER基准的实际水位之间不能进行比较。
所述长期注入实验期间，以TOC基准测量的注入水的深度为18cm(11：50)、26.8cm(12：58)及24.6cm(14：02)，其对应的地表基准深度分别为2.0cm(＝18-16cm)、10.8cm及8.6cm。
此时的DIVER基准实际水位和所述D地下廊道底面基准水位如表8及表9所示。
【表8】
D地下廊道的第2次注入实验的平均注入率和水位变化的关系
【表9】
D地下廊道的长期注入实验的平均注入率和水位变化关系
所述第2次注入实验及长期注入实验时DIVER测量水位与基于手动测量换算的DIVER基准的实际水位的高度差显示为3.4-5.5cm。
3、注入率和水位上升的关系分析
对所述B、C及D地下廊道进行了注入实验，并分析了基于注入率的所述地下廊道内部的水位变化。
参照表1至表3可知，所述B地下廊道中，当最高注入率为57.60m3/d时注入水的水位上升至地表。
可知，所述B地下廊道的注入实验中，平均注入率为17.28、23.99、40.36、48.11、54.89及57.60m3/d时，基于DIVER测量的最高和最低水位分别为21.0-21.5、24.2-25.9、32.6-35.5、38.4-40.2、39.4-45.4及41.3-46.6cm。
由此所得的水位(Y)和注入率(X)的关系式可表示为Y＝1.6779X-17.3733(R2＝0.9559)。
参照表4至表6可知，当所述C地下廊道的最高注入率为46.19m3/d时，注入水的水位可上升至地表。
所述C与B廊道中，当注入率为57.60m3/d时，当考虑注入水的水位上升至接近地表时，可知所述C地下廊道的注入效率相比于B廊道多少有些下降。所述C地下廊道在平均注入率为17.70，23.40，31.19，39.74，39.54及46.19m3/d时，可知基于DIVER测定的准稳定状态水位及最高，最低水位分别为11.2-12.8，18.9，27.6，38.4，27.3-31.9及32.0-35.7cm。
由此所得的DIVER测定水位(Y)和注入率(X)的关系式可表示为Y＝1.1841X+3.7145(R2＝0.8864)。
最后参照表7至表9可知，所述D地下廊道在最高注入率为47.34m3/d时注入水的水位可上升至地表。
即，所述D地下廊道中的注入水的注入效率与在所述C地下廊道相似。所述D地下廊道的代表注入率为41.56，33.23，21.19，14.06，47.34，46.15，46.01，49.08及49.57m3/d时，可知基于DIVER测定的准稳定状态水位为40.3，26.3，11.8，6.1，42.2，39.6，39.7，33.6及32.3cm。所述D地下廊道中的代表注入率使用瞬间注入率而非平均注入率。
由此所得的DIVER测量水位(Y)和注入率(X)的关系式可表示为Y＝0.9230X+10.7904(R2＝0.8585)。
图8a至图8c是按照各注入实验中的注入率并考虑稳定、准稳定、最高及最低水位，并用于图示各地下廊道中的注入率和水位的关系式。
所述B、C及D廊道中的注入率和水位关系式中，所述B地下廊道中的截线点值较小，意味着初期所述B地下廊道中的注入效率相对不好。相反，所述B地下廊道的倾斜度大于所述C及D地下廊道的关系式倾斜度，意味着在廊道内部当水位上升率相同时，所述B地下廊道中注入率上升率相对变大。
在所述B、C及D地下廊道内当观测到40cm的水位上升时，可知各自的瞬间注入率为49.7m3/d、51.1m3/d及47.7m3/d。
当考虑所述3个地下廊道的底面至DIVER感应器的高度(B＝7cm，C＝11.5cm，D＝5cm)时，所述B、C及D地下廊道中水位向地表最大限度地上升时的水位分别为43cm、38.5cm及45cm，计算出的与其对应的瞬间注入率可分别为54.8m3/d、49.3m3/d及52.3m3/d。
即，所述各廊道内部水位注满时，所述地下廊道间的注入效率虽然不存在较大差异，但是，显示的倾向为，所述B地下廊道的效率最优，以B，D，C顺序效率依次降低。
然而，DIVER测量水位和基于手动测量的实际水位间大约显示1.2-5.5cm的差异。而且，可知在所述B及C地下廊道中所测的DIVER测量水位略高于实际水位，在所述D地下廊道中显示为相反的现象。
鉴于此可知，当到达廊道中的最大水位时所述B地下廊道具有最优的相对注入效率，当1天的水幕栽培持续时间被考虑为13-15小时，则通过3个廊道可重新注入的地下水的最大范围为82-95m3。
如果利用本发明涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，则可量级地判断将利用水幕栽培后流出的地下水以何种程度重新注入无压含水层，从而在水幕栽培使用高峰期可起到防止地下水的匮乏的效果。
至此为止，具体说明了本发明一实施例涉及的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法的实施例，但是，显而易见的是，在不超出本发明范围的限度内可进行各种实施变形。
由此，本发明的范围不限于上述实施例，而是基于在后叙述的权利要求书及与权利要求书等同的内容决定。
即，前述的实施例在所有方面皆用于举例说明而非用于限定，本发明的范围应理解为，基于后叙的权利要求书而非详细说明而显示，基于该权利要求书的所指和范围及其等同概念导出的所有变更或者变形皆应属于本发明的范围。
【附图说明】
(S100)：安装地下廊道的步骤
(S200)：测量地下水的水位的步骤
1：地下廊道
10：碎石
20：沙子
30：无纺布
100：内部压力计
101：20m测量用MINI DIVER
200：外部压力计
201：30m测量用CTD DIVER

Claims (8)

1.一种基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在水幕栽培地带安装地下廊道；以及
(b)以变换注入量及注入时间的形式向所述(a)步骤中安装的地下廊道中注入地下水的同时测量地表下的地下水的水位。
2.根据权利要求1所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述(a)步骤的地下廊道的尺寸横向为50cm、竖向为300cm及深度为50cm。
3.根据权利要求2所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述(a)步骤的地下廊道内侧的具有内部压力计及用于补正压力的大气压测量用DARODIVER，
所述内部压力计内侧具有用于自动测量水位变化的MINI DIVER，
所述地下廊道外部具有外部压力计。
4.根据权利要求1所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述(a)步骤还包括：
在所述水幕栽培地带挖地基的步骤；
在所述地基内安装内部压力计的步骤；
在所述安装有内部压力计的地基中填埋辅助材料的步骤；以及
在所述辅助材料的上部层叠无纺布的步骤。
5.根据权利要求3所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述外部压力计的内部具有CTD(Conductivity，Temperature，Depth)DIVER或者级别记录器(level logger)中任意一个。
6.根据权利要求4所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述辅助材料为碎石及硅砂中的一种以上。
7.根据权利要求3所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述地下廊道用于将地下水人工投送至水幕栽培地带，使所述地下水到达人工补给含水层。
8.根据权利要求1所述的基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法，其特征在于，
所述(b)步骤以第1次预备注入实验、第2次注入实验及长期注入实验的形式进行。
CN201810577338.1A 2018-06-06 2018-06-06 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法 Pending CN108801329A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810577338.1A CN108801329A (zh) 2018-06-06 2018-06-06 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810577338.1A CN108801329A (zh) 2018-06-06 2018-06-06 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108801329A true CN108801329A (zh) 2018-11-13

Family

ID=64087372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810577338.1A Pending CN108801329A (zh) 2018-06-06 2018-06-06 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108801329A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201817801U (zh) * 2010-09-01 2011-05-04 江苏省水利科学研究院 农田地下排水装置
CN102150583A (zh) * 2009-12-22 2011-08-17 韩国地质资源研究院 能使雨水人工回灌的地质循环式水幕栽培系统
KR101334266B1 (ko) * 2012-04-19 2013-11-27 한국지질자원연구원 지질특성을 이용한 배수로형 지하수 인공함양방법
CN105865965A (zh) * 2016-05-30 2016-08-17 昆山市水利工程质量安全监督和水利技术推广站 一种适用于水稻田的地中称重式蒸渗仪
CN105987740A (zh) * 2014-11-04 2016-10-05 韩国地质资源研究院 多测量系统与测量地下水和地表水的水位的传感器
CN206829315U (zh) * 2017-03-22 2018-01-02 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种连接不同高程排水廊道的排水系统
CN207011361U (zh) * 2017-08-02 2018-02-16 苏州金麦穗食品有限公司 一种用于种植芽苗菜的农业大棚的水循环系统
KR101833961B1 (ko) * 2017-09-14 2018-03-02 한국지질자원연구원 지중 침투형 갤러리를 이용한 지하수 인공함양분석에 따른 효율성 산출방법
CN207302289U (zh) * 2017-10-31 2018-05-01 重庆市市政设计研究院 一种地下廊道动态监测管理系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102150583A (zh) * 2009-12-22 2011-08-17 韩国地质资源研究院 能使雨水人工回灌的地质循环式水幕栽培系统
CN201817801U (zh) * 2010-09-01 2011-05-04 江苏省水利科学研究院 农田地下排水装置
KR101334266B1 (ko) * 2012-04-19 2013-11-27 한국지질자원연구원 지질특성을 이용한 배수로형 지하수 인공함양방법
CN105987740A (zh) * 2014-11-04 2016-10-05 韩国地质资源研究院 多测量系统与测量地下水和地表水的水位的传感器
CN105865965A (zh) * 2016-05-30 2016-08-17 昆山市水利工程质量安全监督和水利技术推广站 一种适用于水稻田的地中称重式蒸渗仪
CN206829315U (zh) * 2017-03-22 2018-01-02 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种连接不同高程排水廊道的排水系统
CN207011361U (zh) * 2017-08-02 2018-02-16 苏州金麦穗食品有限公司 一种用于种植芽苗菜的农业大棚的水循环系统
KR101833961B1 (ko) * 2017-09-14 2018-03-02 한국지질자원연구원 지중 침투형 갤러리를 이용한 지하수 인공함양분석에 따른 효율성 산출방법
CN207302289U (zh) * 2017-10-31 2018-05-01 重庆市市政设计研究院 一种地下廊道动态监测管理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nyssen et al. Impact of soil and water conservation measures on catchment hydrological response—a case in north Ethiopia
CN103306236B (zh) 在地下古河道古冲沟构筑地下水库的方法
Liu et al. Integrated modeling of conjunctive water use in a canal-well irrigation district in the lower Yellow River basin, China
CN105821889A (zh) 基于地下水位控制的黄土台塬滑坡综合治理方法
CN104948226A (zh) 一种基于涌水量预估与动态监测的隧道反坡排水设计方法
Liu et al. Management of high groundwater level aquifer in the Taipei Basin
CN107893445A (zh) 一种干旱地区地下水可开采资源量评价方法
CN107269270B (zh) 一种冻土区天然气水合物地层稳定态监测方法
CN106284189B (zh) 基于历史洪涝信息的岩溶地区泉水流量的估算方法
Waldron et al. Assessing water distribution and agricultural expansion in the Cele Oasis, China
Van Dijck et al. Desertification in northern Morocco due to effects of climate change on groundwater recharge
CN108801329A (zh) 基于分析利用地下廊道人工补给地下水的计算效率的方法
WO2024046326A1 (zh) 一种黄土丘陵沟壑区沟道水土资源综合整治方法
KR20130118006A (ko) 지질특성을 이용한 배수로형 지하수 인공함양방법
Schokker et al. 3D subsurface modelling reveals the shallow geology of Amsterdam
KR101833961B1 (ko) 지중 침투형 갤러리를 이용한 지하수 인공함양분석에 따른 효율성 산출방법
CN102778260A (zh) 一种潜水完整井或井群动态降水过程中排水量及排水时间的计算方法
CN110286027A (zh) 考虑红柳根系影响的河岸土体冲刷参数的量化方法
CN109868833A (zh) 二元结构地层深基坑降水量的控制方法
CN206143783U (zh) 一种防止泥岩滑坡的支护装置
Oki Reassessment of ground-water recharge and simulated ground-water availability for the Hawi area of north Kohala, Hawaii
CN108575578A (zh) 一种坡地绿化的种植方法
CN108739258A (zh) 一种干旱沙漠地区灌丛沙堆集雨植被恢复方法
CN103953018A (zh) 新型暗排结构及其除涝作用的设计方法
Gharpure et al. Composite soil reinforcement system for retention of very high and steep fills–A case study

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181113

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication