CN116147690A - 资源性回灌群井效应动态回灌试验系统及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统及试验方法。回灌试验系统上游依次连接输水管(1)、第一流量计(2)、沉淀池(3)和回灌主管(4),回灌主管(4)上连接若干回灌支管(5),回灌支管(5)连接回灌井(6),并且回灌支管(5)上连接有启闭阀(7);回灌试验系统下游依次连接第二流量计(8)和应急溢流管(9);启闭阀(7)用于选择性开启回灌井(6),以获得多组不同的动态回灌试验方案。本发明通过在回灌区布设动态回灌试验系统,选择性开启回灌井进行不同的回灌试验,分析回灌群井效应对回灌井回灌能力的影响,为工程回灌设计提供借鉴和参考。一次试验设施投入能够开展多组回灌试验,试验成本低,可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及工程施工技术领域,尤其是降水回灌工程,特别是涉及一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统及试验方法。
背景技术
地下工程施工时,将施工降水的抽排水进行资源性回灌已成为保护地下水资源的主要手段。回灌方案设计中单井回灌能力计算是主要步骤,也是确定回灌井数量、保证回灌实施效果的关键参数。由于群井效应尚无法定量分析评价,单井回灌能力按照规范公式计算时不能充分考虑群井效应的影响,导致回灌井设计数量调整系数的取值难以合理确定,时常出现回灌能力不足或过剩的工程问题。
采用现场回灌试验方法可对回灌群井效应进行分析研究,但针对不同回灌井数量、不同布置形式的多种回灌试验方案,回灌井、管线、监测仪器等试验设施的人力、物力、时间投入太大,使得现场试验难以实施。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术手段的不足,本发明提供一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,通过在回灌区布设本动态回灌试验系统,选择性开启回灌井进行不同的回灌试验,分析回灌群井效应对回灌井回灌能力的影响,为工程回灌设计提供借鉴和参考。一次试验设施投入能够开展多组回灌试验,试验成本低,可操作性强。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
本发明首先提供一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,包括输水管、第一流量计、沉淀池、回灌主管、回灌支管、回灌井、启闭阀、第二流量计以及应急溢流管,其中:所述回灌试验系统上游依次连接输水管、第一流量计、沉淀池和回灌主管,所述回灌主管上连接若干回灌支管,所述回灌支管连接回灌井,并且所述回灌支管上连接有启闭阀;所述回灌试验系统下游依次连接第二流量计和应急溢流管;并且所述第一流量计用于监测计量总水量Q总,所述第二流量计用于监测计量应急溢水量Q溢,所述启闭阀用于选择性开启回灌井,以获得多组不同的动态回灌试验方案。
在一些实施例中,所述输水管上游连接降水区排水管路,铺设3‰坡度,管径根据降水设计排水量计算确定;和/或,所述回灌主管管径同输水管,铺设3‰坡度,进入回灌区后下沉500mm。
在一些实施例中,所述第一流量计为明渠流量计,其安装在沉淀池上游的输水管管路上,并且其上游管路顺直段长度不小于10倍水力半径,下游管路顺直段长度不小于5倍水力半径。
在一些实施例中,所述沉淀池设计为三级沉淀,两道隔墙顶部错开设置溢水口,且沉淀池进水口和出水口设计100mm高差。
在一些实施例中,所述回灌主管进入回灌区后分为两路,所述回灌井在回灌区内沿两路回灌主管的每一路的两侧分别布设。
在一些实施例中,所述应急溢流管管径同输水管,包括竖直段和平直段,竖直段上游与第二流量计连接,平直段低于回灌井井口100mm且与排水管网连接。
本发明还提供一种资源性回灌群井效应动态回灌试验方法,包括:S1:选择回灌区;S2:在回灌区内施工回灌试验系统;S3:在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案;S4:按动态回灌试验方案选择性开启回灌井;S5:启动输水管供水,开始回灌试验,待应急溢流管持续有水溢出并保持稳定后,记录回灌时长t,计算单井回灌能力Q单井:Q单井=(Q总-Q溢)/n•t;式中,Q总为输水管回灌总量,Q溢为应急溢流管溢出总量,n为动态回灌试验方案中回灌井数量,t为回灌时长;S6:待回灌区水位恢复自然状态后,重复步骤S4~S5,完成其他所有组动态回灌试验,并分别计算对应的单井回灌能力Q单井;S7:分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系,综合评价回灌群井效应对单井回灌能力Q单井的影响。
在一些实施例中,所述在回灌区内施工回灌试验系统包括:在回灌区内沿两路回灌主管的每一路的两侧分别布设回灌井,四排回灌井纵横间距10m;连接输水管、回灌主管、回灌支管、启闭阀以及应急溢流管,安装第一流量计、第二流量计,系统调试。
在一些实施例中,所述在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案包括:设计6组动态回灌试验方案,回灌井数量n分别为1、3、6、10、14、20;在回灌区内按近似均匀布置原则选择回灌井,在每组动态回灌试验方案中得到若干组回灌井间距s。
在一些实施例中,所述分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系包括:利用试验得到的数据,绘制Q单井-s曲线,回归分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系,所述定量关系包括:在回灌区内,随回灌井数量增加单井回灌能力整体呈下降趋势,且井数越多影响越大;回灌井数量相同时,随回灌井间距增大,单井回灌能力呈上升趋势,且二者近似呈对数关系。
(三)有益效果
本发明提供一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,选择性开启回灌井进行不同的回灌试验,分析回灌群井效应对回灌井回灌能力的影响。试验成本低,可操作性强。具体而言,至少具备如下有益效果:
(1)本发明提供的资源性回灌群井效应动态回灌试验系统与试验方法设计简单、易于操作、便于实施。
(2)通过动态控制回灌井开启状态,实现了不同数量、不同间距的群井效应分析,回灌井与回灌设施均为一次投入、多次使用,大大降低了试验成本。
(3)本发明提及的动态回灌试验在同一回灌区内开展,避免了地层不均匀性、多向异性及成井质量差异等条件对试验结果的影响,有效提高了回灌群井效应研究与分析结果的科学性、可靠性。
(4)本发明为地下水资源性回灌群井效应分析提供了一种可行的试验分析思路,试验结果可为回灌设计提供参考与借鉴,从而提高回灌方案的经济合理性。
应当理解,本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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示例性的,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,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
图1为本发明实施例的动态回灌试验系统平面布置示意图;
图2为本发明实施例的动态回灌试验系统立面布置示意图;
图3为本发明实施例的明渠流量计安装示意图;
图4为本发明实施例的沉淀池平面示意图;
图5为图4的沉淀池1-1剖面示意图;
图6为本发明实施例的动态回灌试验方法流程示意图;
图7为本发明实施例的动态回灌试验方案回灌井平面布置示意图;
图8为本发明实施例的回灌井数量n=3的回灌试验方案中单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线示意图;
图9为本发明实施例的回灌井数量n=6的回灌试验方案中单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线示意图;
图10为本发明实施例的回灌井数量n=10的回灌试验方案中单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线示意图;
图11为本发明实施例的回灌井数量n=14的回灌试验方案中单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线示意图;
图12为本发明实施例的单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的影响关系示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例作进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
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。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。
应当理解,术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素,而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素,并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
还需要理解,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
为了解决现有技术中单井回灌能力计算时不能充分考虑群井效应的影响,导致回灌井设计不合理,回灌能力不足或过剩的工程问题,本发明设计一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统及试验方法,选择性控制单次试验方案中参与试验的回灌井数量,计量回灌水量,分析研究回灌群井效应对单井回灌能力的影响,一次试验设施投入能够开展多组回灌试验,能够降低试验成本、保证试验顺利实施。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1、图2,一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,包括输水管1、第一流量计2、沉淀池3、回灌主管4、回灌支管5、回灌井6、启闭阀7、第二流量计8、应急溢流管9,其中:输水管1、第一流量计2、沉淀池3和回灌主管4依次连接在回灌试验系统的上游,回灌主管4管路上连接若干回灌支管5,每路回灌支管5仅连接一眼回灌井6,并且回灌支管5上连接有启闭阀7;回灌试验系统下游依次连接第二流量计8和应急溢流管9;第一流量计2用于监测计量总水量Q总,第二流量计8用于监测计量应急溢水量Q溢,启闭阀7用于选择性开启回灌井6,以获得多组不同的动态回灌试验方案。回灌水由输水管1输入,依次经第一流量计2、沉淀池3到达回灌主管4,再经与回灌主管4连接的回灌支管5流入回灌井6中,回灌过程中,当回灌井6达到最大回灌能力时多余回灌水经第二流量计8、应急溢流管9及时溢出排泄。容易理解,合理选择回灌区后布设本发明的资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,由启闭阀7选择性开启回灌井6,获得不同的回灌井数量、布局方式和回灌井间距,同时采用流量计计量总水量Q总和应急溢水量Q溢,分析回灌井数量、回灌井间距对回灌井回灌能力的影响,由此综合评价资源性回灌群井效应对单井回灌能力的影响,为回灌工程设计提供借鉴和参考。
本发明中,输水管1为回灌提供足量的回灌水,上游连接降水区排水管路,坡度3‰,管径根据降水设计排水量计算确定。管体设计实壁管结构,避免异物进入管道污染回灌水。
本发明中,第一流量计2为明渠流量计,明渠流量计在不满管的条件下也能够准确计量水量,其安装在沉淀池3上游的输水管1管路上,并且其上游管路顺直段长度不小于10倍水力半径,下游管路顺直段长度不小于5倍水力半径,参见图3所示,图中D为渠宽或管道直径。通过设计上下游顺直段达到一定长度,使得顺直段形成稳定的水流,这样可以保证准确计量水量。
本发明中,参见图4、图5,沉淀池3设计为三级沉淀,池内设计1#隔墙和2#隔墙两道隔墙,两道隔墙顶部错开设置1#溢水口和2#溢水口,如此降低回灌水流速,加速沉淀;沉淀池3上游的进水口和下游的出水口设计100mm高差,保证输水管1内水流畅通。沉淀池3采用钢筋混凝土结构并施做防水层,钢筋混凝土墙体内侧做抹灰层和防水层,钢筋混凝土底板底部做混凝土垫层,底板内侧做抹灰层和防水层,
本发明中,再参见图1,回灌主管4管径同输水管1,铺设3‰坡度,进入回灌区后分为两路,以便于给四排回灌井供水。进入回灌区后下沉500mm,以形成管路坡度,回灌水可在重力作用流动,无需额外提供动力。在回灌井6对应位置连接回灌支管5,末端安装第二流量计8。回灌主管4同样采用实壁管结构。
本发明中,再参见图2,应急溢流管9包括竖直段91和平直段92,竖直段91上游与第二流量计8连接,平直段92一端连接竖直段91,另一端与排水管网连接。应急溢流管9的竖直段91保证溢流水满管溢出,以便第二流量计8的准确计量。平直段92高度低于回灌井6井口100mm且与排水管网连接,回灌井达到最大回灌能力时多余回灌水及时溢出排泄,同时保证回灌水不会从回灌井井口溢出。应急溢流管9管径同输水管1,同样采用实壁管结构,溢流水直接外排。
电磁流量计须满管水流才能准确计量水量,但安装时对上下游管路长度无要求,在准确计量的基础上考虑实施的便捷性,第二流量计8采用电磁流量计,以便准确计量由应急溢流管9溢出的水量。
参见图6所示的动态回灌试验方法流程示意图,本发明基于资源性回灌群井效应动态回灌试验系统的试验方法按照如下操作进行:
S1:选择回灌区。
本发明选择长40m、宽30m的回灌区,回灌区22m深度范围内自上而下依次为人工填土层、砂质粉土层、卵石层、卵石混黏性土层,回灌目标层为卵石层,厚度9.0~12.3m,渗透系数350m/d。
S2:在回灌区内施工回灌试验系统。
本发明在回灌区内施工回灌试验系统包括:
首先在回灌区内沿两路回灌主管4的每一路的两侧分别布设回灌井6,共布设四排20眼回灌井6,如图1所示,四排回灌井6纵横间距10m。回灌井6采用反循环成井施工工艺,井底进入回灌目标层8.0~9.0m或到层底,井径800mm,井管封闭段为φ529实壁管,过水段为φ529桥式滤水管,过水段外包一层80目滤网,避免细颗粒穿过堵塞渗流通道;井管与井壁之间回灌目标层范围内填充3~7mm滤料,回灌目标层以上黏土封井,井口较回灌主管4高出300mm,较应急溢流管9高出100mm,如图2所示。
回灌井6施工完成后连接输水管1、回灌主管4、回灌支管5、启闭阀7以及应急溢流管9,安装第一流量计2、第二流量计8,系统调试。回灌支管5共20根,分别对应回灌井6设置,每根回灌支管5上设启闭阀7,回灌支管5始端与回灌主管4严密焊接,末端与回灌井6井管严密焊接且低于井口400mm。启闭阀7可采用闸阀,安装在回灌支管5上,控制回灌井6开启状态,从而实现回灌群井效应试验的动态控制;第二流量计8安装在回灌主管4和应急溢流管9之间,监测计量应急溢流管9溢出的水量。
S3:在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案。
本发明在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案包括:
参见图7,设计6组动态回灌试验方案,回灌井数量n分别为1、3、6、10、14、20;
在回灌区内按近似均匀布置原则按照6组动态回灌试验方案分别选择回灌井,在每组动态回灌试验方案中得到若干组回灌井间距s。均匀布置便于确定回灌井间距的大小。
需要说明,由于回灌井是按照10*10布置,回灌区中心位置无回灌井,图7中,n=1时,回灌井的位置并不是严格居中位置,而是偏上或偏下一点;另外,井间距s除n=20之外,其余均为近似距离,而非精确值。6组动态回灌试验方案所得到的回灌井间距s如下表1所示:
S4:按6组动态回灌试验方案选择性开启回灌井。
具体是设置启闭阀7的开启状态,开启的回灌井数量为n,记录第一流量计2初始值。
由图7可见,对于每一组试验方案,开启不同的回灌井数量n,按照近似均匀布置原则,能够得到多组布置方案(n=1和20只有一组),例如当n=3时,可以有如下布置方案:
3眼井可以近似均匀布置在回灌区中部,得到回灌井间距s=16m;
3眼井可以在回灌区相对的两侧各布置1眼井,在回灌区中部布置1眼井,得到回灌井间距s=20m;
3眼井也可以在回灌区短边的同一侧两拐角布置1眼井,在回灌区短边的另一侧中部布置1眼井,得到回灌井间距s=37m;
3眼井还可以在回灌区长边的同一侧两拐角布置1眼井,在回灌区长边的另一侧中部布置1眼井,得到回灌井间距s=39m。
如此,6组动态回灌试验方案能够获得数十种回灌井数量n和回灌井间距s的对应关系和组合方式,若再取回灌井数量n为其他值,则能够进一步得到数百种回灌井数量n和回灌井间距s的对应关系和组合方式,也就是说本发明在回灌区内设计和施工一套回灌试验方案,通过动态控制回灌井开启状态,就能够实现不同数量、不同间距的群井效应分析,回灌井与回灌设施一次投入、多次使用,大大降低了试验成本,并且能够根据试验需要合理调节参与的回灌井数量和间距,得到足够多的试验数据,确保群井效应分析研究结果更真实、科学、可靠。
S5:选定一组确定的动态回灌试验方案后,即可启动输水管供水,开始回灌试验,待应急溢流管持续有水溢出并保持稳定后,记录回灌时长t,计算单井回灌能力Q单井:
Q单井=(Q总-Q溢)/n•t;
式中,Q总为输水管1回灌总量,Q溢为应急溢流管9溢出总量,n为动态回灌试验方案中回灌井数量,t为回灌时长。
S6:待回灌区水位恢复自然状态后,重复步骤S4~S5,由启闭阀7选择性开启不同的回灌井6,完成其他所有组动态回灌试验,并分别计算对应的单井回灌能力Q单井;
S7:分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系,得到回灌井数量n、回灌井间距s对单井回灌能力Q单井的影响,综合评价资源性回灌群井效应。
分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系包括:利用试验得到的数据,绘制Q单井-s曲线,回归分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系。
继续结合图7所示的各组动态回灌试验方案,对每一组回灌井数量n,拟合单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线,得到如图8至图11所示的Q单井-s曲线,图中横坐标为回灌井间距s,纵坐标为单井回灌能力Q单井。
(1)n=1时,开启1眼井,其他井关闭,按照Q单井=(Q总-Q溢)/n•t,n取1,即可算出单井回灌能力试验结果为3600m3/d;
(2)n=3时,单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线如图8所示,回归分析得到拟合关系式Q单井=241.54ln(s)+2568.2,二者近似呈对数关系,单井回灌能力试验结果如下表2:
(3)n=6时,单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线如图9所示,回归分析得到拟合关系式Q单井=445.11ln(s)+1931,二者近似呈对数关系,单井回灌能力试验结果如下表3:
(4)n=10时,单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线如图10所示,回归分析得到拟合关系式Q单井=1391.5ln(s)-955.76,二者近似呈对数关系,单井回灌能力试验结果如下表4:
(5)n=14时,单井回灌能力Q单井随回灌井间距s的变化曲线如图11所示,回归分析得到拟合关系式Q单井=1221ln(s)–577.56,二者近似呈对数关系,单井回灌能力试验结果如下表5:
(6)n=20时,开启全部20眼井,按照Q单井=(Q总-Q溢)/n•t,n取20,即可算出单井回灌能力试验结果平均为1820m3/d。
由以上数据分析回灌井数量n、回灌井间距s对单井回灌能力Q单井的影响,参见图12,可得到以下结论:
在选定的回灌区内,随回灌井数量增加单井回灌能力整体呈下降趋势,证明回灌群井效应对单井回灌能力存在影响,且井数越多影响越大;
回灌井数量相同时,随回灌井间距增大,单井回灌能力呈上升趋势,且二者近似呈对数关系,再次证明回灌群井效应对单井回灌能力存在影响。
通过总结评价得到以上的回灌群井效应,能够为回灌工程设计提出如下合理化建议:
(1)回灌工程设计前应开展现场回灌试验测算单井回灌能力;
(2)单井回灌能力设计值应充分考虑群井效应对其的影响,以获得比较真实的单井回灌能力,使得回灌工程设计更符合实际。
需要说明,本发明的一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统与试验方法,回灌区选取、试验规模、回灌井布置形式、地质条件、地下水条件、回灌井施工质量等因素均会对试验结果产生一定的影响,实际应用时建议根据现场试验结果并参考地区经验综合确定单井回灌能力。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节,但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
Claims (10)
1.一种资源性回灌群井效应动态回灌试验系统,其特征在于,包括输水管(1)、第一流量计(2)、沉淀池(3)、回灌主管(4)、回灌支管(5)、回灌井(6)、启闭阀(7)、第二流量计(8)以及应急溢流管(9),其中:
所述回灌试验系统上游依次连接输水管(1)、第一流量计(2)、沉淀池(3)和回灌主管(4),所述回灌主管(4)上连接若干回灌支管(5),所述回灌支管(5)连接回灌井(6),并且所述回灌支管(5)上连接有启闭阀(7);
所述回灌试验系统下游依次连接第二流量计(8)和应急溢流管(9);并且
所述第一流量计(2)用于监测计量总水量Q总,所述第二流量计(8)用于监测计量应急溢水量Q溢,所述启闭阀(7)用于选择性开启回灌井(6),以获得多组不同的动态回灌试验方案。
2.根据权利要求1所述的回灌试验系统,其特征在于:所述输水管(1)上游连接降水区排水管路,铺设3‰坡度,管径根据降水设计排水量计算确定;
和/或,所述回灌主管(4)管径同输水管(1),铺设3‰坡度,进入回灌区后下沉500mm。
3.根据权利要求1所述的回灌试验系统,其特征在于:所述第一流量计(2)为明渠流量计,其安装在沉淀池(3)上游的输水管(1)管路上,并且其上游管路顺直段长度不小于10倍水力半径,下游管路顺直段长度不小于5倍水力半径。
4.根据权利要求1所述的回灌试验系统,其特征在于:所述沉淀池(3)设计为三级沉淀,两道隔墙顶部错开设置溢水口,且沉淀池(3)进水口和出水口设计100mm高差。
5.根据权利要求1所述的回灌试验系统,其特征在于:所述回灌主管(4)进入回灌区后分为两路,所述回灌井(6)在回灌区内沿两路回灌主管(4)的每一路的两侧分别布设。
6.根据权利要求1所述的回灌试验系统,其特征在于:所述应急溢流管(9)管径同输水管(1),包括竖直段和平直段,竖直段上游与第二流量计(8)连接,平直段低于回灌井(6)井口100mm且与排水管网连接。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述资源性回灌群井效应动态回灌试验系统的试验方法,其特征在于包括:
S1:选择回灌区;
S2:在回灌区内施工回灌试验系统;
S3:在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案;
S4:按动态回灌试验方案选择性开启回灌井;
S5:启动输水管供水,开始回灌试验,待应急溢流管持续有水溢出并保持稳定后,记录回灌时长t,计算单井回灌能力Q单井:
Q单井=(Q总-Q溢)/n•t;
式中,Q总为输水管回灌总量,Q溢为应急溢流管溢出总量,n为动态回灌试验方案中回灌井数量,t为回灌时长;
S6:待回灌区水位恢复自然状态后,重复步骤S4~S5,完成其他所有组动态回灌试验,并分别计算对应的单井回灌能力Q单井;
S7:分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系,综合评价回灌群井效应对单井回灌能力Q单井的影响。
8.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于:所述在回灌区内施工回灌试验系统包括:
在回灌区内沿两路回灌主管(4)的每一路的两侧分别布设回灌井(6),四排回灌井(6)纵横间距10m;
连接输水管(1)、回灌主管(4)、回灌支管(5)、启闭阀(7)以及应急溢流管(9),安装第一流量计(2)、第二流量计(8),系统调试。
9.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于:所述在回灌区内按近似均匀布置原则设计多组不同的动态回灌试验方案包括:
设计6组动态回灌试验方案,回灌井数量n分别为1、3、6、10、14、20;
在回灌区内按近似均匀布置原则选择回灌井,在每组动态回灌试验方案中得到若干组回灌井间距s。
10.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于:所述分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系包括:
利用试验得到的数据,绘制Q单井-s曲线,回归分析单井回灌能力Q单井与回灌井数量n、回灌井间距s之间的定量关系,所述定量关系包括:
在回灌区内,随回灌井数量增加单井回灌能力整体呈下降趋势,且井数越多影响越大;
回灌井数量相同时,随回灌井间距增大,单井回灌能力呈上升趋势,且二者近似呈对数关系。
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