CN210887420U - 一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、球式转换阀、输水管、非饱和层滤水机构、提水机构、第一电磁阀、第二电磁阀、止回阀和第一潜水泵；本实用新型可利用大厚度非饱和层进行回灌水源水质净化预处理，安全高效且可就地建设，防止含水层回灌过程中产生物理和化学堵塞；该装置无需外部动力，仅利用阻塞球重力和抽水冲力调整阻塞球在辐射廊道管中的位置，实现抽取地下水和回灌补给地下水的模式转换，具有原理简单，节约成本的优点；适合干旱地区大厚度非饱和层地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

Description

一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置

技术领域

本实用新型涉及地下水工程技术领域，更具体的说是涉及一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，可用于中深层单井地下水回灌与开采，同时，与外部动力连接可实现加压回灌地下水。

背景技术

利用人工回灌技术补充地下水，改善地下水生态环境，维持地下水采补平衡的重要技术手段。人工回灌地下水，尤其对于中深层地下水自然补给较为困难，通常采用管井式进行地下水回灌补源。中深层地下水开采往往取用多个含水层，为防止回灌水源与地下水水质影响，而在回灌过程中要求回灌到指定含水层。仅利用单井进行中深层地下水回灌，而不能利用同井进行地下水开采，势必造成工程浪费，使用率不高；同时，由于中深层地下水具有承压性，单纯利用自然压力回灌效率不高，因此，在回灌条件允许情况下可采用加压形式回灌，这就需要一套定层封闭的，可加压的，抽灌双功能的高效利用装置。该装置存在的技术难点是如何实现利用同一套装置进行地下水回灌和开采不同模式转换，且能够实现指定含水层封闭加压回灌。

因此，如何提供一种利用同一套装置进行地下水回灌和开采不同模式转换，且具有封闭的加压环境、可定层回灌含水层的地下水封闭抽灌装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，充分利用大厚度非饱和层进行水质净化预处理，可用于中深层单井地下水回灌与开采，同时与外部动力连接可实现加压回灌地下水；该装置位于井口以上，便于设备维护，延长使用设备使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管、球式转换阀、输水管、非饱和层滤水机构、提水机构、第一电磁阀、第二电磁阀、止回阀和第一潜水泵；

所述井壁管竖直插入地下，且底端与地下水连通；

所述球式转换阀同轴间隔套设在所述井壁管的内部，且与所述井壁管顶部密封固定连接，用于进行回灌和抽水模式的阀体通道转换；

所述输水管分别与所述球式转换阀的顶端和底端连通；

所述非饱和层滤水机构围绕所述井壁管外壁开设在所述地面的非饱和层上，且用于滤水蓄水；

所述提水机构包括回灌管和第二潜水泵；所述回灌管竖直插入所述非饱和层滤水机构的蓄水部，且顶端与上方的所述输水管连通；所述第二潜水泵固定在所述回灌管的底端；

所述第一电磁阀安装在上方的所述输水管的端头；

所述第二电磁阀安装在所述回灌管的顶端；

所述止回阀固定在下方的所述输水管的底端内壁；

所述第一潜水泵固定在所述输水管的底端内壁，且位于所述止回阀下方。

通过上述技术方案，本实用新型提出了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，该装置可利用大厚度非饱和层进行回灌水源水质净化预处理，安全高效且可就地建设，防止含水层回灌过程中产生物理和化学堵塞；具有原理简单，节约成本的优点；该装置在运行过程完全封闭密封，利用外部加压装置可实现地下水加压回灌功能；该装置位于井口以上，便于设备维护，延长设备使用寿命；适合干旱地区大厚度非饱和层地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述球式转换阀包括上固定盘、护壁罩、下固定盘、上阀体、下阀体、支架、辐射廊道管、阻塞球和排气阻水阀；所述上固定盘与所述井壁管的顶端密封固定连接；所述护壁罩同轴间隔套设在所述井壁管内部，且顶端与所述上固定盘固定连接；所述下固定盘与所述护壁罩的底端固定连接；所述上阀体同轴套设在所述护壁罩内，且顶端与所述上固定盘可拆卸连接；所述下阀体同轴套设在所述护壁罩内，且两端分别与所述上阀体和所述下固定盘可拆卸连接，所述输水管分别可拆卸密封连接在所述上阀体和所述下阀体的两端；所述支架为底部开口的锥形体结构，且固定在所述下阀体内部；所述辐射廊道管的数量为多个，且一端垂直固定在所述支架的侧壁上，另一端穿出所述上阀体和所述下阀体的连接处；所述辐射廊道管与所述支架的连接端具有连通的末端出水口，另一端具有前端出水口，上表面具有上端出水口；所述阻塞球滚动设置于所述辐射廊道管内；所述排气阻水阀安装在所述上固定盘上，且位于所述井壁管和所述护壁罩间隙的顶部。球式转换阀利用同井可实现地下水回灌和抽水，且无需外接动力控制，节约工程成本和能源动力成本；该转换阀具有原理简单、自动调节、节能等优点。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述上固定盘开设有穿线孔，所述穿线孔位于所述井壁管和所述护壁罩之间的间隙顶部，所述穿线孔与所述上固定盘之间密封连接。能够保证与止回阀和潜水泵连接的电线穿过。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述末端出水口和所述前端出水口的直径小于所述阻塞球的直径；所述上端出水口为条形。保证阻塞球能够对末端出水口和前端出水口起到良好的封闭效果。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述护壁罩采用弹性高韧性材料或者钢质材料制成。能够抵抗回灌时的高速水流冲击。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述非饱和层滤水机构包括渗滤池、辐射管和蓄水池；所述渗滤池设置在所述非饱和层顶部；所述蓄水池设置在所述非饱和层和井壁管之间；所述辐射管布置在所述非饱和层内部，且与所述蓄水池连通。能够有效渗漏水分。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述辐射管朝向所述非饱和层的一端封闭，朝向所述蓄水池的一端开口，且表面开设有滤水孔，所述辐射管采用缠丝或者包网过滤管。能够有效渗漏水分。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述井壁管和含水层之间设置滤水管，所述滤水管采用缠丝或者包网过滤管，所述滤水管下方连接有沉淀管。进一步对回灌水进行过滤。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述井壁管采用钢制材料制成，且所述井壁管外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。能够防止水分渗入非含水层，浪费水源，且通过黏土球或水泥封堵后密封效果好。

优选的，在上述一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置中，所述止回阀和所述第一潜水泵均通过法兰盘与所述输水管内壁连接。输水管的内壁具有与法兰盘连接的内凸环，能够提高止回阀和潜水泵的固定效果。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型提出了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，该装置可利用大厚度非饱和层进行回灌水源水质净化预处理，安全高效且可就地建设，防止含水层回灌过程中产生物理和化学堵塞。

2、该装置无需外部动力，仅利用阻塞球重力和抽水冲力调整阻塞球在辐射廊道管中的位置，实现抽取地下水和回灌补给地下水的模式转换，具有原理简单，节约成本的优点。

3、该装置在运行过程完全封闭密封，利用外部加压装置可实现地下水加压回灌功能。

4、该装置位于井口以上，便于设备维护，延长设备使用寿命。

5、该装置利用排气阻水阀可实现不同运行模式下深井内自动排气和密封，防止含水层回灌过程中气相堵塞。

6、适合干旱地区大厚度非饱和层地下水超采区回灌补源，尤其适用于中深层地下水回灌与开采，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的整体结构回灌时的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的整体结构抽水时的结构示意图。

其中：

1-井壁管；

11-滤水管；

12-沉淀管；

2-球式转换阀；

21-上固定盘；

211-穿线孔；

22-护壁罩；

23-下固定盘；

24-上阀体；

25-下阀体；

26-支架；

27-辐射廊道管；

271-末端出水口；

272-前端出水口；

273-上端出水口；

28-阻塞球；

29-排气阻水阀；

3-输水管；

4-非饱和层滤水机构；

41-渗滤池；

42-辐射管；

43-蓄水池；

5-提水机构；

51-回灌管；

52-第二潜水泵；

6-第一电磁阀；

7-第二电磁阀；

8-止回阀；

9-第一潜水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1至附图2，本实用新型实施例公开了一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，包括：井壁管1、球式转换阀2、输水管3、非饱和层滤水机构4、提水机构5、第一电磁阀6、第二电磁阀7、止回阀8和第一潜水泵9；

井壁管1竖直插入地下，且底端与地下水连通；

球式转换阀2同轴间隔套设在井壁管1的内部，且与井壁管1顶部密封固定连接，用于进行回灌和抽水模式的阀体通道转换；

输水管3分别与球式转换阀2的顶端和底端连通；

非饱和层滤水机构4围绕井壁管1外壁开设在地面的非饱和层上，且用于滤水蓄水；

提水机构5包括回灌管51和第二潜水泵52；回灌管51竖直插入非饱和层滤水机构4的蓄水部，且顶端与上方的输水管3连通；第二潜水泵52固定在回灌管51的底端；

第一电磁阀6安装在上方的输水管3的端头；

第二电磁阀7安装在回灌管51的顶端；

止回阀8固定在下方的输水管3的底端内壁；

第一潜水泵9固定在输水管3的底端内壁，且位于止回阀8下方。

为了进一步优化上述技术方案，球式转换阀2包括上固定盘21、护壁罩22、下固定盘23、上阀体24、下阀体25、支架26、辐射廊道管27、阻塞球28和排气阻水阀29；上固定盘21与井壁管1的顶端密封固定连接；护壁罩22同轴间隔套设在井壁管1内部，且顶端与上固定盘21固定连接；下固定盘23与护壁罩22的底端固定连接；上阀体24同轴套设在护壁罩22内，且顶端与上固定盘21可拆卸连接；下阀体25同轴套设在护壁罩22内，且两端分别与上阀体24和下固定盘23可拆卸连接，输水管3分别可拆卸密封连接在上阀体24和下阀体25的两端；支架26为底部开口的锥形体结构，且固定在下阀体25内部；辐射廊道管27的数量为多个，且一端垂直固定在支架26的侧壁上，另一端穿出上阀体24和下阀体25的连接处；辐射廊道管27与支架26的连接端具有连通的末端出水口271，另一端具有前端出水口272，上表面具有上端出水口273；阻塞球28滚动设置于辐射廊道管27内；排气阻水阀29安装在上固定盘21上，且位于井壁管1和护壁罩22间隙的顶部。

为了进一步优化上述技术方案，上固定盘21开设有穿线孔211，穿线孔211位于井壁管1和护壁罩22之间的间隙顶部，穿线孔211与上固定盘21之间密封连接。

为了进一步优化上述技术方案，末端出水口271和前端出水口272的直径小于阻塞球28的直径；上端出水口273为条形。

为了进一步优化上述技术方案，护壁罩22采用弹性高韧性材料或者钢质材料制成。

为了进一步优化上述技术方案，非饱和层滤水机构4包括渗滤池41、辐射管42和蓄水池43；渗滤池41设置在非饱和层顶部；蓄水池43设置在非饱和层和井壁管1之间；辐射管42布置在非饱和层内部，且与蓄水池43连通。

为了进一步优化上述技术方案，辐射管42朝向非饱和层的一端封闭，朝向蓄水池43的一端开口，且表面开设有滤水孔，辐射管42采用缠丝或者包网过滤管。

为了进一步优化上述技术方案，井壁管1和含水层之间设置滤水管11，滤水管11采用缠丝或者包网过滤管，滤水管11下方连接有沉淀管12。

为了进一步优化上述技术方案，井壁管1采用钢制材料制成，且井壁管1外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。

为了进一步优化上述技术方案，止回阀8和第一潜水泵9均通过法兰盘与输水管3内壁连接。

本实用新型的工作原理为：

当本装置回灌时，参见附图1，止回阀8关闭，首先，利用外部回灌水源泵入渗滤池41，下渗经非饱和层水质净化后，从辐射管42渗入蓄水池43，当蓄水池43水位达到回灌水位时，可调整为回灌模式；其次，关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀7，开启第二潜水泵52提水经回灌管51进入输水管3，利用阻塞球28重力封闭辐射廊道管27的末端出水口271，并利用输水管3内压力压紧阻塞球28，回灌水经输水管3进入辐射廊道管27的上端出水口273和前端出水口272，再进入下固定盘23出水孔后回加压灌至含水层；最后，随着井内水位不断升高，利用排气阻水阀29逐渐排空井内水位以上空气，直至井内水位达到上固定盘21，排气阻水阀29上浮压力封闭井口，此时可进行压力回灌，至此实现地下水一次回灌过程。

当本装置抽水时，参见附图2，止回阀8开启，利用第一潜水泵9泵压冲击阻塞球28上移封闭辐射廊道管27的前端出水口272，并利用井内输水管3内压力压紧阻塞球28，地下水经第一潜水泵9提水，打开止回阀8由井内输水管3进入辐射廊道管27的末端出水口271和上端出水口273，然后进入输水管3供给用水户，从而实现地下水一次抽水过程。

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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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)

1.一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，包括：井壁管(1)、球式转换阀(2)、输水管(3)、非饱和层滤水机构(4)、提水机构(5)、第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)、止回阀(8)和第一潜水泵(9)；

所述井壁管(1)竖直插入地下，且底端与地下水连通；

所述球式转换阀(2)同轴间隔套设在所述井壁管(1)的内部，且与所述井壁管(1)顶部密封固定连接，用于进行回灌和抽水模式的阀体通道转换；

所述输水管(3)分别与所述球式转换阀(2)的顶端和底端连通；

所述非饱和层滤水机构(4)围绕所述井壁管(1)外壁开设在地面的非饱和层上，且用于滤水蓄水；

所述提水机构(5)包括回灌管(51)和第二潜水泵(52)；所述回灌管(51)竖直插入所述非饱和层滤水机构(4)的蓄水部，且顶端与上方的所述输水管(3)连通；所述第二潜水泵(52)固定在所述回灌管(51)的底端；

所述第一电磁阀(6)安装在上方的所述输水管(3)的端头；

所述第二电磁阀(7)安装在所述回灌管(51)的顶端；

所述止回阀(8)固定在下方的所述输水管(3)的底端内壁；

所述第一潜水泵(9)固定在所述输水管(3)的底端内壁，且位于所述止回阀(8)下方。

2.根据权利要求1所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述球式转换阀(2)包括上固定盘(21)、护壁罩(22)、下固定盘(23)、上阀体(24)、下阀体(25)、支架(26)、辐射廊道管(27)、阻塞球(28)和排气阻水阀(29)；所述上固定盘(21)与所述井壁管(1)的顶端密封固定连接；所述护壁罩(22)同轴间隔套设在所述井壁管(1)内部，且顶端与所述上固定盘(21)固定连接；所述下固定盘(23)与所述护壁罩(22)的底端固定连接；所述上阀体(24)同轴套设在所述护壁罩(22)内，且顶端与所述上固定盘(21)可拆卸连接；所述下阀体(25)同轴套设在所述护壁罩(22)内，且两端分别与所述上阀体(24)和所述下固定盘(23)可拆卸连接，所述输水管(3)分别可拆卸密封连接在所述上阀体(24)和所述下阀体(25)的两端；所述支架(26)为底部开口的锥形体结构，且固定在所述下阀体(25)内部；所述辐射廊道管(27)的数量为多个，且一端垂直固定在所述支架(26)的侧壁上，另一端穿出所述上阀体(24)和所述下阀体(25)的连接处；所述辐射廊道管(27)与所述支架(26)的连接端具有连通的末端出水口(271)，另一端具有前端出水口(272)，上表面具有上端出水口(273)；所述阻塞球(28)滚动设置于所述辐射廊道管(27)内；所述排气阻水阀(29)安装在所述上固定盘(21)上，且位于所述井壁管(1)和所述护壁罩(22)间隙的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述上固定盘(21)开设有穿线孔(211)，所述穿线孔(211)位于所述井壁管(1)和所述护壁罩(22)之间的间隙顶部，所述穿线孔(211)与所述上固定盘(21)之间密封连接。

4.根据权利要求2所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述末端出水口(271)和所述前端出水口(272)的直径小于所述阻塞球(28)的直径；所述上端出水口(273)为条形。

5.根据权利要求2所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述护壁罩(22)采用弹性高韧性材料或者钢质材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述非饱和层滤水机构(4)包括渗滤池(41)、辐射管(42)和蓄水池(43)；所述渗滤池(41)设置在所述非饱和层顶部；所述蓄水池(43)设置在所述非饱和层和井壁管(1)之间；所述辐射管(42)布置在所述非饱和层内部，且与所述蓄水池(43)连通。

7.根据权利要求6所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述辐射管(42)朝向所述非饱和层的一端封闭，朝向所述蓄水池(43)的一端开口，且表面开设有滤水孔，所述辐射管(42)采用缠丝或者包网过滤管。

8.根据权利要求1所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述井壁管(1)和含水层之间设置滤水管(11)，所述滤水管(11)采用缠丝或者包网过滤管，所述滤水管(11)下方连接有沉淀管(12)。

9.根据权利要求1所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述井壁管(1)采用钢制材料制成，且所述井壁管(1)外壁与地下的非含水层段采用黏土球或水泥封堵。

10.根据权利要求1所述的一种非饱和层辐射管渗滤的深层地下水封闭抽灌装置，其特征在于，所述止回阀(8)和所述第一潜水泵(9)均通过法兰盘与所述输水管(3)内壁连接。

Images