CN111877462A - 一种轮休更替式回灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮休更替式回灌系统包括沟渠、回灌井和抽取装置，其中沟渠用于作为补给水源的流动路径；回灌井设有若干个、且各回灌井相互独立设置，回灌井与沟渠连通，回灌井内设有过滤层；抽取装置与回灌井连通。本发明提供的一种轮休更替式回灌系统适用于地表有弱透水层分布，下部有连续砂层分布时的情况，通过回灌系统将水引入砂层，保证入渗效率，同时轮休更替回灌以及定期的反冲洗克服了传统壁外过滤装置淤塞后清洗困难、影响回灌效率的问题，在增加地下水资源可利用量的同时也确保了回灌井高效且长期地运行。本发明有效保障入渗效率，减缓堵塞发生，实用性强，可以实现不间断回灌，保证回灌效率且工程造价低，适于广泛推广。

Description

一种轮休更替式回灌系统

技术领域

本发明涉及水文地质、地下水科学与工程技术领域，特别涉及，一种轮休更替式回灌系统。

背景技术

在全球水资源短缺，地下水严重超采的大背景下，地下水人工补给技术备受世界各国关注。合理利用人工补给技术可以有效补充枯竭的地下水资源，解决诸如地面沉降、海水入侵、土地荒漠化等一系列环境地质问题。但人工补给过程中的堵塞问题始终是该技术推广利用的关键制约因素。在地下水人工补给的工程实践中，如何保障、提高入渗效率，将补给水源快速且安全地储存到地下含水层中，增加地下水资源可利用量，是亟待解决的关键技术问题，具有重要的社会、环境和经济意义。

目前，国内外进行地下水人工回灌主要采用地表入渗法和深井回灌法两种。地表入渗法虽然易于管理和维护，但地表占地面积大，容易受地质、地形条件的限制；工程效率低，单位面积的入渗量小，且在干旱地区回灌水源的蒸发损失较大；控制不当，还易产生诸如土地盐渍化、沼泽化等环境问题。而井灌的施工要求高，设备多，工程投资大，而且管理费用高，管理工作复杂，管理不当，极易堵塞，甚至造成管井报废也有水量集中；除此之外回灌水直接进入含水层，对水质要求较高。

针对现有的地下水人工回灌设备中存在的局限性，亟需设计一款解决现在技术所存在的工程效率低，单位面积的入渗量小，管理工作复杂且极易堵塞，壁外过滤装置淤塞后清洗困难从而影响回灌效率问题的设备。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种轮休更替式回灌系统，以解决现在技术所存在的工程效率低，单位面积的入渗量小，管理工作复杂且极易堵塞，壁外过滤装置淤塞后清洗困难从而影响回灌效率的问题。

本发明提供了一种轮休更替式回灌系统包括：

沟渠，用于作为补给水源的流动路径；

回灌井，设有若干个、且各所述回灌井相互独立设置，所述回灌井与所述沟渠连通，所述回灌井内设有过滤层；

抽取装置，与所述回灌井连通。

优选地，所述回灌井还包括：

回灌井主体，设有进水口和出水口，所述回灌井主体与所述过滤层连接；

井盖，设置于所述过滤层上、且与所述回灌井主体连接，所述井盖设有勘测口；

启动开关，设置于所述进水口；

止水层，设置于所述过滤层下、且与所述回灌井主体连接，所述止水层中间形成用于水流通过的通道；

滤水管，设置于所述回灌井主体的底部、且设有通水孔，所述滤水管伸入土壤至透水性较好的砂层部分。

优选地，所述沟渠包括：

斜面沟渠，设置于河道内，所述斜面沟渠设置坡度为2°～10°；

总渠，与所述斜面沟渠连接、且与所述河道连通；

分渠，分别与所述总渠和所述回灌井连通。

优选地，所述过滤层包括：

过滤器，设置于所述进水口；

过滤棉层，设置于所述井盖和所述止水层之间，所述过滤棉层分别与所述过滤器和所述回灌井主体连接。

优选地，所述抽取装置包括：

抽取管，设有阀门，所述抽取管伸入所述回灌井内；

抽取泵，与所述抽取管伸入所述回灌井内的一端连接。

优选地，所述沟渠内种植有植物，所述滤水管周围铺设有滤料。

优选地，所述分渠包括：

第一分渠，与所述总渠连通、且与所述总渠呈“S”型路径设置，所述第一分渠一端与所述回灌井连通；

第二分渠，与所述总渠连通、且与所述总渠呈“S”型路径设置，所述第二分渠一端与另一所述回灌井连通，所述第二分渠与所述第一分渠互不干扰。

优选地，所述过滤棉层由硬质海绵层填充在钢筋笼内制成，所述硬质海绵层与所述钢筋笼可拆卸连接。

优选地，所述过滤器由粗砂、细砂、硬质海绵和不锈钢格网组成。

优选地，所述止水层包括混凝土层和粘土球层。

由上述方案可知，本发明提供的一种轮休更替式回灌系统适用于地表有弱透水层分布，且下部有连续砂层分布时的情况。通过建造沟渠，一方面可以将地表水体引入回灌井内，通过回灌井补给含水层，以增加地下水资源的可利用量，另一方面补给水源通过沟渠可以直接入渗补给浅层含水层。通过多个回灌井轮休更替回灌的设计可以实现人工补给工程不间断回灌，保障回灌效率的同时也极大程度地延长了回灌井的使用寿命。当回灌系统堵塞过于严重，间歇回灌无法恢复其回灌性能时，可以通过抽取装置运作反冲洗提高回灌效率，此时让另一个回灌井作业，保证无间断回灌。同时设置的过滤层可以随时进行拆卸、更换，克服传统壁外过滤装置淤塞后清洗困难、影响回灌效率的问题，确保回灌井的长期高效运行。本发明解决现在技术所存在的工程效率低，单位面积的入渗量小，管理工作复杂，管理不当极易堵塞，壁外过滤装置淤塞后清洗困难从而影响回灌效率，不能确保回灌井的长期运行的问题，结构简单且有效减缓堵塞发生，实用性强，可以实现不间断回灌，保证回灌效率且工程造价低，适于广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轮休更替式回灌系统的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种轮休更替式回灌系统的结构及水源示意图；

图3为本发明实施例提供的一种轮休更替式回灌系统的回灌井和抽取装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种轮休更替式回灌系统的沟渠结构示意图；

图5为图2所示的一种轮休更替式回灌系统的A处结构放大示意图。

图1-5中：

1、回灌井；2、沟渠；3、抽取装置；4、河道；11、过滤层；12、回灌井主体；13、井盖；14、启动开关；15、止水层；16、滤水管；17、第一回灌井；18、第二回灌井；21、斜面沟渠；22、总渠；23、分渠；31、抽取管；32、抽取泵；111、过滤器；112、过滤棉层；121、进水口；122、出水口；131、勘测口；151、混凝土层；152、粘土球层；161、通水孔；162、滤料；231、第一分渠；232、第二分渠；311、阀门；1111、粗砂；1112、细砂；1113、格网；1114、硬质海绵。

具体实施方式

对比分析了目前不同人工补给方法的优势和局限，将不同补给方法的优势相结合，得出了地下水人工回灌系统堵塞的预防和治理措施，进而得到高效的地下水人工补给系统，即本发明涉及的该种轮休更替式回灌系统。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的一种轮休更替式回灌系统的一种具体实施方式进行说明。该种轮休更替式回灌系统包括沟渠2、回灌井1和抽取装置3，其中沟渠2用于作为补给水源的流动路径；回灌井1设有若干个、且各回灌井1相互独立设置，回灌井1与沟渠2连通，回灌井1内设有过滤层11；抽取装置3与回灌井1连通。

河道4为地下水人工回灌系统提供补给水源，沟渠2将地表水体引灌入回灌井1内，回灌井1的井径500-600mm较为适宜，回灌井1用于将回灌水源补给含水层，增加地下水资源的储蓄量，抽取装置3用于回灌系统堵塞反冲洗提高回灌效率，回灌井1深入土壤至土壤透水性较好的砂层部分。河道4中的河水通过沟渠2流入回灌井1内进而补给地下水，回灌井1内设置有过滤层11，过滤层11可以定期进行更换，克服了传统壁外过滤装置淤塞后清洗困难、影响回灌效率的问题，确保回灌井1的长期高效运行。回灌水源经过过滤层11得到充分的过滤后流入回灌井1内，回灌井1内的水源沿回灌井1直接伸入到地下，再经过回灌井1的过滤处理后流出回灌井1补给含水层。

回灌井1设有多个，多个回灌井1之间互不影响，便于交替运行和管理。示例性的，回灌井1设有两个为双井交替回灌模式，分别为第一回灌井17和第二回灌井18，回灌系统经过较长时间运行，回灌效率会明显下降，这时通过闭合第一回灌井17的开关停止第一回灌井17的运转，同时打开第二回灌井18的开关，此时回灌水源会流入第二回灌井18开始回灌。通过双井轮休回灌可以保证回灌工程一直维持较高的回灌效率，交替间歇回灌也延长了回灌井1的使用寿命，而且如果其中一个回灌井1堵塞严重，间歇回灌并不能有效提高回灌效率，可以通过抽取装置3反冲洗来恢复回灌井1的入渗性能，于此同时另一个回灌井1同时在进行回灌工作，二者的配合可以更大程度地增加地下水的回灌量。

该种轮休更替式回灌系统解决现在技术所存在的工程效率低，单位面积的入渗量小，管理工作复杂，管理不当极易堵塞，壁外过滤装置淤塞后清洗困难从而影响回灌效率，不能确保回灌井1的长期运行的问题，采用轮休更替式回灌系统进行地下水人工补给，较其他方法易于控制和管理，减小堵塞问题造成的影响。回灌井1内发生严重堵塞时通过反冲洗来恢复渗透性能，且双井轮休交替回灌保证了回灌系统的不间断运行。整体来看，堵塞可得到有效地控制，且操作简单，工程成本和管理费用较低，适于广泛推广。

实施例2

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，本实施例提供的一种轮休更替式回灌系统的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于回灌井1还包括回灌井主体12、井盖13、启动开关14、止水层15和滤水管16，其中回灌井主体12上设有进水口121和出水口122，回灌井主体12与过滤层11连接；井盖13设置于过滤层11上、且与回灌井主体12连接，井盖13设有勘测口131，抽取装置3通过勘测口131伸入回灌井1内；启动开关14设置于进水口121；止水层15设置于过滤层11下、且与回灌井主体12连接，止水层15中间形成用于水流通过的通道；滤水管16设置于回灌井主体12的底部、且设有通水孔161，滤水管16伸入土壤至透水性较好的砂层部分。回灌井主体12为根据需要挖出的井体部分。需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示回灌井主体12、井盖13、启动开关14、止水层15和滤水管16及其组成部分必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

止水层15的目的是为了隔离钻孔所贯穿的透水层或漏水带、封闭不用的含水层，防止对目的层的干扰影响。示例性的，通水孔161直径为8mm，滤水管16中的水源通过通水孔161渗透进含水层；出水口122设置于与进水口121相对的位置，与启动开关14连接，启动开关14包括抽拉板。滤水管16周围铺设有滤料162，可以对从通水孔161流出的水源进一步的过滤。

在本实施例中，进水口121和出水口122处均设有纵向抽拉板，可以通过抽拉板的拉动合理地控制回灌工程的运行和结束，启动开关14控制回灌井1内水流进出口的开合状态，进而控制回灌系统的运行和停止。止水层15包括混凝土层151和粘土球层152，止水层15中间用于水流通过的通道可以有效防止水源外渗，避免水源在输送途中造成不必要的损失，使更多的水源到达含水层，从而增加地下水资源的储蓄量。

在本实施例中，沟渠2包括总渠22、斜面沟渠21和分渠23，其中斜面沟渠21设置坡度为2°～10°，斜面沟渠21设置于河道4内；总渠22与斜面沟渠21连接、且与河道4连通；分渠23分别与总渠22和回灌井1连通。示例性的，斜面沟渠21设置坡度为3°～5°，以此更高效的将河道4内的水体引入距河一定距离的回灌井1内。分渠23包括第一分渠231和第二分渠232，其中第一分渠231与总渠22连通、且与总渠22呈“S”型路径设置，第一分渠231一端与第一回灌井17连通；第二分渠232与总渠22连通、且与总渠22呈“S”型路径设置，第二分渠232一端与第二回灌井18连通，第二分渠232与第一分渠231互不干扰，可同时供给水源也可以独立进行水源供给，更利于回灌系统的交替运行和管理。“S”型路径设置有利于延长水源在沟渠2中的滞留时间，起到更好的过滤作用，该种设置方式同时增加了水源与地面的接触面积，加大了渗补给浅层含水层的水量。

在本实施例中，沟渠2内种植有一些绿色植物，可以减缓水流的流速，增加补给水源在沟渠2内的滞留时间，在增加环境观赏性的同时使得水质得到初步净化，同时有一部分补给水源在沟渠2内流动过程中可以直接入渗补给浅层含水层，增加地下水储蓄量。沟渠2内还可以设有一些过滤材料，与植物一起对水源初步净化，延长回灌井1的使用寿命。

在本实施例中，过滤层11包括过滤器111和过滤棉层112，其中过滤器111设置于进水口121；过滤棉层112设置于井盖13和止水层15之间，过滤棉层112分别与过滤器111和回灌井主体12连接。在回灌井1与沟渠2连接进水入口即进水口121处设置该过滤器111，过滤棉层112将过滤器111包裹于其内。抽取装置3包括抽取管31和抽取泵32，其中抽取管31设有阀门311，抽取管31伸入回灌井1内；抽取泵32设置于回灌井1内、且与抽取管31连接。过滤器111首先对回灌水源中的树枝、较大的悬浮物颗粒进行过滤，经过过滤器111的回灌水源直接进入过滤棉层112再次过滤，二者均可以进行定期更换，确保回灌井1的长期运行。回灌井1阻塞后，启动抽取装置3，抽取泵32运作，将回灌井1底的水源和含水层的部分水源沿抽取管31抽取到地上，反复抽取冲刷回灌井1底，阻塞物随反复冲刷的水流抽取到地上，解决阻塞问题，提高回灌井1工作效率。

在本实施例中，过滤器111由粗砂1111、细砂1112、硬质海绵1114和不锈钢格网1113组成。过滤棉层112由硬质海绵层填充在钢筋笼内制成，硬质海绵层与钢筋笼可拆卸连接。过滤棉层112可以为架在止水层15上，在建造中井盖13与钢筋笼可以碰到接触也可以有一定距离，过滤棉层112的更换方式就是打开井盖13，直接更换钢筋笼内部塞的硬质海绵层即可，操作简便实用性强。该回灌系统填充硬质海绵进行过滤，其加工方便、回填也容易，是目前一种新型的过滤方法。水源经过硬质海绵得到了更充分的过滤后流入回灌井1内滤水管16，经通水孔161流出的水源再次得到滤料162过滤后补给含水层。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，包括：

沟渠(2)，用于作为补给水源的流动路径；

回灌井(1)，设有若干个、且各所述回灌井(1)相互独立设置，所述回灌井(1)与所述沟渠(2)连通，所述回灌井(1)内设有过滤层(11)；

抽取装置(3)，与所述回灌井(1)连通。

2.根据权利要求1所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述回灌井(1)还包括：

回灌井主体(12)，设有进水口(121)和出水口(122)，所述回灌井主体(12)与所述过滤层(11)连接；

井盖(13)，设置于所述过滤层(11)上、且与所述回灌井主体(12)连接，所述井盖(13)设有勘测口(131)；

启动开关(14)，设置于所述进水口(121)；

止水层(15)，设置于所述过滤层(11)下、且与所述回灌井主体(12)连接，所述止水层(15)中间形成用于水流通过的通道；

滤水管(16)，设置于所述回灌井主体(12)的底部、且设有通水孔(161)，所述滤水管(16)伸入土壤至透水性较好的砂层部分。

3.根据权利要求2所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述沟渠(2)包括：

斜面沟渠(21)，设置于河道(4)内，所述斜面沟渠(21)设置坡度为2°～10°；

总渠(22)，与所述斜面沟渠(21)连接、且与所述河道(4)连通；

分渠(23)，分别与所述总渠(22)和所述回灌井(1)连通。

4.根据权利要求3所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述过滤层(11)包括：

过滤器(111)，设置于所述进水口(121)；

过滤棉层(112)，设置于所述井盖(13)和所述止水层(15)之间，所述过滤棉层(112)分别与所述过滤器(111)和所述回灌井主体(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述抽取装置(3)包括：

抽取管(31)，设有阀门(311)，所述抽取管(31)伸入所述回灌井(1)内；

抽取泵(32)，与所述抽取管(31)伸入所述回灌井(1)内的一端连接。

6.根据权利要求5所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述沟渠(2)内种植有植物，所述滤水管(16)周围铺设有滤料(162)。

7.根据权利要求6所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述分渠(23)包括：

第一分渠(231)，与所述总渠(22)连通、且与所述总渠(22)呈“S”型路径设置，所述第一分渠(231)一端与所述回灌井(1)连通；

第二分渠(232)，与所述总渠(22)连通、且与所述总渠(22)呈“S”型路径设置，所述第二分渠(232)一端与另一所述回灌井(1)连通，所述第二分渠(232)与所述第一分渠(231)互不干扰。

8.根据权利要求6所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述过滤棉层(112)由硬质海绵层填充在钢筋笼内制成，所述硬质海绵层与所述钢筋笼可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述过滤器(111)由粗砂(1111)、细砂(1112)、硬质海绵(1114)和不锈钢格网(1113)组成。

10.根据权利要求9所述的一种轮休更替式回灌系统，其特征在于，所述止水层(15)包括混凝土层(151)和粘土球层(152)。

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