CN113700098A - 一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，包括设置于松散堆积物上的拦储水坝A，所述拦储水坝A内设置有第一储水仓，所述拦储水坝A与所述第一储水仓之间具有渗流通道，所述松散堆积物中的地下水经所述拦储水坝A拦截后，经所述渗流通道流入所述第一储水仓中；所述松散堆积物上且位于所述拦储水坝A下游还设置有至少一个拦储水坝B，所述拦储水坝B内设置有第二储水仓。本发明能拦蓄大量的地下水并加以利用。

Description

一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统
技术领域
本发明涉及一种拦水蓄水系统，尤其是涉及一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统。
背景技术
南方地区降雨量充沛且多集中于5-8月份，针对南方变质岩低山丘陵地区降雨难以入渗、多以地表径流排泄，同时低山丘陵地区因地势限制无法修建规模型水库拦蓄降雨及地表水，导致广大变质岩低山丘陵区水资源缺乏，严重影响生产生活，制约经济发展。变质岩低山丘陵区降雨仅少量深入变质岩风化层或残坡积松散层中，其厚度多小于10米、储水空间巨大，多为孔隙地下水，其下渗速度慢。南方降雨多为集中性降水，在变质岩地区难以入渗、多以地表径流排泄，仅在相对低洼的位置形成小型水塘，多为死水，水质差，水量小；由于变质岩风化层厚度小、富水性差，其难以收集利用，不能为缺水的低山丘陵区居民所用，严重威胁了当地的饮水安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，拦蓄大量的地下水并加以利用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，包括设置于松散堆积物上的拦储水坝A，所述拦储水坝A内设置有第一储水仓，所述拦储水坝A与所述第一储水仓之间具有渗流通道，所述松散堆积物中的地下水经所述拦储水坝A拦截后，经所述渗流通道流入所述第一储水仓中；
所述松散堆积物上且位于所述拦储水坝A下游还设置有至少一个拦储水坝B，所述拦储水坝B内设置有第二储水仓。
本发明的有益效果是：通过设置多级拦储水坝将松散堆积物中的缓慢渗流的地下水收集储存在储水仓中，以便后续对水资源进一步利用；同时，大量的降雨将拦储水坝拦截后渗入至松散堆积物中，可以有效的利用松散堆积物储存大量的水资源，进而减少水直接流失。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述拦储水坝A和所述拦储水坝B均穿过所述松散堆积物并延伸至致密风化层中。
采用上述进一步方案的有益效果是渗流水主要储存在松散堆积物中，拦储水坝延伸至致密风化层中，加强对地下水的拦截，减少流失。
进一步，根据所述拦储水坝A上游的所述松散堆积物面积和厚度计算出该区域长期的地下水渗出量，并根据地下水渗出量确定所述拦储水坝A的宽度，地下水渗出量的计算公式为：Q＝S*H*K；
其中，Q为地下渗出量，S为地下水渗流场面积，H为松散堆积物平均厚度，K为松散堆积物含水率。
采用上述进一步方案的有益效果是通过精确的计算后，确定拦储水坝的宽度，达到因地制宜。
进一步，根据所述拦储水坝A上游的地势起伏确定所述拦储水坝A的高度；
所述拦储水坝B高度不高于所述拦储水坝A的水平面。
采用上述进一步方案的有益效果是通过精确的计算后，确定拦储水坝的高度，达到因地制宜。
进一步，所述拦储水坝A和所述拦储水坝B墙体内设置有多层滤布和过滤网互层结构，地下水经所述滤布和所述过滤网互层结构过滤后渗流至对应的储水仓中。
采用上述进一步方案的有益效果是多层滤布和过滤网结构将渗流的地下水过滤，利于下一步对地下水的利用。
进一步，所述第一储水仓与所述第二储水仓之间安装有储水管道，所述储水管道通过引水管与抽水装置连接。
采用上述进一步方案的有益效果是储水管道将个储水仓连接并储存一部分的水资源，再通过抽水装置将储存室抽取，可供居民生产生活用，提高水资源的利用率。
进一步，所述第一储水仓和所述第二储水仓内均安装有水位自动监测装置。
采用上述进一步方案的有益效果是水位自动监测装置能时时监测储水仓中的水位，便于监控和调配水资源。
进一步，所述渗流通道靠近所述拦储水坝A底部，且所述渗流通道包括多个渗流管，所述渗流管的直径为4cm～6cm。
采用上述进一步方案的有益效果是渗流管便于将地下水汇集过滤后流动至第一储水仓中。
进一步，所述拦储水坝A上部且位于所述拦储水坝A外侧设置有溢流管，所述溢流管的直径为4cm～6cm，所述溢流管用于将所述第一储水仓内多余的存水导流至下游。
采用上述进一步方案的有益效果是位于拦储水坝A上部的溢流管将第一储水仓中高于设计水位的存水导流出来，溢流至下游使得第一储水仓中一直维持稳定的存水。
进一步，所述拦储水坝A和所述拦储水坝B的左侧壁、右侧壁、上壁和下壁均为实心密封结构。
采用上述进一步方案的有益效果是经拦储水坝A和拦储水坝B揽储的地下水只能从揽储水坝的内侧流入、外侧流出，能将更多的地下水导流至储水仓中。
附图说明
图1为本发明一具体实施例的结构示意图；
部件列表如下：
1、致密风化层；2、松散堆积物；3、拦储水坝A；4、第一储水仓；5、滤布；6、过滤网互层结构；7、拦储水坝B；8、储水管道；9、引水管；10、第二储水仓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”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，而不是指示或暗示所指的系统或元件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。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请立足变质岩地区降雨-地表水-地下水迁移转换规律和地下水流系统理论，选取南方变质岩低山丘陵地区降雨难以入渗、多以地表径流排泄，同时低山丘陵地区因地势限制无法修建规模型水库拦蓄降雨及地表水，直接导致80％以上的降雨多以地表水过境而无法用于饮用，通过松散堆积物2将水资源进行过滤、沉淀和净化。
如图1所示，一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，包括设置于松散堆积物2上的拦储水坝A 3，拦水坝A 3一般选取变质岩山区缓坡沟谷，拦储水坝A 3内设置有第一储水仓4，拦储水坝A 3与第一储水仓4之间具有渗流通道，渗流通道靠近拦储水坝A 3底部，一些实施例中，渗流通道包括多个渗流管，渗流管联通拦储水坝A 3上游的松散堆积物2和第一储水仓4，渗流管的直径为4cm～6cm。松散堆积物2中的地下水经拦储水坝A 3拦截后，经渗流通道流入第一储水仓4中。地下水储存在第一储水仓4后，可根据实际情况进一步处理。另一实施例中，拦储水坝A 3上部且位于拦储水坝A 3外侧设置有溢流管，所述溢流管的直径为4cm～6cm，溢流管用于将第一储水仓4内多余的存水导流至下游。渗流管和溢流管的安装密度根据实际情况设置，一般渗流管的安装密度大于溢流管的安装密度。
松散堆积物2上且位于拦储水坝A 3下游还设置有至少一个拦储水坝B7，拦储水坝B 7的数量依据丘陵山区的实际情况设置，对于从沟谷上游到下游以此选择起伏相对较大、松散堆积物厚度较薄的区域，分别修建拦储水坝A 3和多个揽储水坝B 7，拦储水坝A 3和拦储水坝B 7的结构相同。储水坝B 7内设置有第二储水仓10，同理，第一储水仓4和第二储水仓10可采用相同的结构。拦储水坝A 3和拦储水坝B 7的左侧壁、右侧壁、上壁和下壁均为实心密封结构。经拦储水坝A和拦储水坝B揽储的地下水只能从揽储水坝的内侧流入至储水仓中，储水仓中多余的存水经外侧的溢流管导流至下游，这样便于能将更多的地下水导流至储水仓中。另一实施例中，拦储水坝A 3和拦储水坝B 7的顶部可做成活动的密封结构，便于后续维护清理。
拦储水坝A 3和拦储水坝B 7均穿过松散堆积物2并延伸至致密风化层1中。拦储水坝A 3和拦储水坝B 7延伸至致密风化层1中，不但能加强拦储水坝本身的结构强度，且能进一步加强雨水快速渗流至松散堆积物2层中。
拦储水坝A 3和拦储水坝B 7墙体内设置有多层滤布5和过滤网互层结构6，地下水经滤布5和过滤网互层结构6过滤后渗流至对应的储水仓中。滤布5和过滤网互层结构6可有效的过滤一部分地下水中的杂质，达到对地下水简单的提纯。
另一实施例中，布设好拦储水坝A 3和拦储水坝B 7内的过滤装置后，选择直接合适能刚好完整铺满储水仓的储水管道8，储水管道8需加工成花管并在管体外安装过滤布5、过滤网互层结构6的过滤装置。封闭储水管道8两端，在其中一端用引水管9将储水管道8全部连接起来，抽水装置从拦储水坝底部储水管开始抽水，将储水沿地表铺设的引水管道输送至附近居民使用或依次顺级将水引致下游拦储水坝后供附近居民使用。
第一储水仓4与第二储水仓10之间安装有储水管道8，储水管道8通过引水管9与抽水装置连接。储水管道8将多级拦储水坝中的水通过抽水装置将水统筹使用，同时，抽水装置以地下水下游拦储水坝储存的水优先使用为原则。即如：拦储水坝A 3、和拦储水坝B 7区域内无居民用水，则需拦储水坝B 7处的抽水装置优先抽水至供水管，供当地居民生活用水，如水量足够当地居民使用时，不需启动上游拦储水坝A 3抽水装置进行抽水，同时上游拦储水坝A 3内的地下水会沿地下水渗流方向继续向下游拦储水坝B 7处自行流动并补给至拦储水坝B 7中；如水量不足时，开启拦储水坝A 3处的抽水装置进行抽水，经引水管9直接供当地居民使用。
第一储水仓4和第二储水仓10内均安装有水位自动监测装置。当下游拦储水装置中的水位小于设定水位时，上游的抽水装置自动抽水对下游储水装置进行补水，保证最近距离自动调水，其余多余水量则经松散堆积体自动从上游入渗至下游拦储水坝。
拦储水坝A 3修建前，根据拦储水坝A 3上游的松散堆积物2面积和厚度计算出该区域长期的地下水渗出量，并根据地下水渗出量确定拦储水坝A3的宽度，地下水渗出量的计算公式为：Q＝S*H*K；
其中，Q为地下渗出量，S为地下水渗流场面积，H为松散堆积物平均厚度，K为松散堆积物含水率。
然后，再根据拦储水坝A 3上游的地势起伏确定拦储水坝A 3的高度，拦储水坝B 7高度不高于拦储水坝A 3的水平面，若还需建造多个拦储水坝B 7，其高度和宽度均采用上述方式计算。拦储水坝漏出地表高度根据沟谷的地势确定，其在降雨充沛时最大可拦蓄地表水至坝顶高度，此部分拦蓄的地表水可经缓慢的地表入渗进入松散堆积物2中，以达到拦蓄地表水转换至地下水存储的目的，高效解决了南方降雨充沛的变质岩低山丘陵区饮水困难和饮水安全问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：包括设置于松散堆积物(2)上的拦储水坝A(3)，所述拦储水坝A(3)内设置有第一储水仓(4)，所述拦储水坝A(3)与所述第一储水仓(4)之间具有渗流通道，所述松散堆积物(2)中的地下水经所述拦储水坝A(3)拦截后，经所述渗流通道流入所述第一储水仓(4)中；
所述松散堆积物(2)上且位于所述拦储水坝A(3)下游还设置有至少一个拦储水坝B(7)，所述拦储水坝B(7)内设置有第二储水仓(10)。
2.根据权利要求1所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述拦储水坝A(3)和所述拦储水坝B(7)均穿过所述松散堆积物(2)并延伸至致密风化层(1)中。
3.根据权利要求1所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：根据所述拦储水坝A(3)上游的所述松散堆积物(2)面积和厚度计算出该区域长期的地下水渗出量，并根据地下水渗出量确定所述拦储水坝A(3)的宽度，地下水渗出量的计算公式为：Q＝S*H*K；
其中，Q为地下渗出量，S为地下水渗流场面积，H为松散堆积物平均厚度，K为松散堆积物含水率。
4.根据权利要求1所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：根据所述拦储水坝A(3)上游的地势起伏确定所述拦储水坝A(3)的高度；
所述拦储水坝B(7)高度不高于所述拦储水坝A(3)的水平面。
5.根据权利要求1至4任一项所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述拦储水坝A(3)和所述拦储水坝B(7)墙体内设置有多层滤布(5)和过滤网互层结构(6)，地下水经所述滤布(5)和所述过滤网互层结构(6)过滤后渗流至对应的储水仓中。
6.根据权利要求5所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述第一储水仓(4)与所述第二储水仓(10)之间安装有储水管道(8)，所述储水管道(8)通过引水管(9)与抽水装置连接。
7.根据权利要求5所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述第一储水仓(4)和所述第二储水仓(10)内均安装有水位自动监测装置。
8.根据权利要求5所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述渗流通道靠近所述拦储水坝A(3)底部，且所述渗流通道包括多个渗流管，所述渗流管的直径为4cm～6cm。
9.根据权利要求8所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述拦储水坝A(3)上部且位于所述拦储水坝A(3)外侧设置有溢流管，所述溢流管的直径为4cm～6cm，所述溢流管用于将所述第一储水仓(4)内多余的存水导流至下游。
10.根据权利要求9所述的丘陵地区地下水分级拦蓄供水系统，其特征在于：所述拦储水坝A(3)和所述拦储水坝B(7)的左侧壁、右侧壁、上壁和下壁均为实心密封结构。
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