專利名稱：一種地下水回灌促滲方法
一種地下水回灌促滲方法技術領域
本發明屬于地下水人工回灌技術領域，具體是指一種將包氣帶中氣體通過排氣通道排出，從而加快地下水人工回灌入滲速率的促滲方法。
背景技術：
目前，公知的地下水人工回灌地面入滲法主要是利用天然洼地、河床、溝道、較平整的草場或耕地，以及水庫、坑塘、渠道或開挖水池等地面集、輸水工程設施，常年定期引、 蓄地表水，借助地表水和地下水之間的天然水頭差，使之自然滲漏補給含水層，以增加含水層的儲量，但這種方法入滲速率較低。發明內容
本發明提供一種地下水人工回灌促滲方法，以解決現有的地下水人工回灌地面入滲法入滲速率低的問題，該方法能夠顯著地加快地下水人工回灌入滲速率。
本發明所采用的技術方案是包括下列步驟(一)、回灌池15的建立回灌池為圓形或方形；回灌池深度0. 5^1. 5m ；(二)、回灌池15內排氣井的設置(1)排氣井4采用正方形矩陣式布設，0.5R <排氣井4間距L < 2R，式中R為回灌區含水層的水力影響半徑，R的經驗數值分別為(a)當巖土為主要顆粒粒徑是0.05 0. 1 mm的粉砂時，影響半徑R為25 50 m ；(b)當巖土為主要顆粒粒徑是0.1 0. 25 mm的細砂時，影響半徑R為50 IOOm ；(c)當巖土為主要顆粒粒徑是0.25 0. 5 mm的中砂時，影響半徑R為100 200m ；(d)當巖土為主要顆粒粒徑是0.5 1. 0 mm的粗砂時，影響半徑R為300 400m ；(2)排氣井4井徑為100mnTl50mm，井深到達地下水面，在井內布設排氣管3；排氣管 3采用硬質厚壁PVC管，公稱外徑50mm 100mm，排氣管3上端開口、底端封閉，在排氣管 3的下1/3部分鉆出排氣孔12，排氣孔12采用圓孔，按三角形頂點排列，排氣孔12直徑 W5mm,孔間距為孔徑的2倍；(3)在排氣管3打孔部分外纏過濾網11，過濾網11可采用塑料網，過濾網11網眼寬度 t是(a)均質砂類含水層t=d5Q;(b)非均質砂類含水層t= d2Q; 式中t——網眼寬度mm ；d5Q、d20—為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；(4)在過濾網11外纏以護條10，在井內排氣管外填充濾料9，濾料9采用磨圓度好、圓形或亞圓形的礫石，礫石直徑是(a)均質砂類含水層=D50 = (6 8) d50 ； (b)非均質砂類含水層=D50 = (6 8) d20 ；式中D50為濾料篩分顆粒組成中，過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑； d5Q、d20為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑； 在井內排氣管外濾料9上方打水泥或粘土封閉8 ；(三)、在回灌池中回填粗砂反濾層2，顆粒粒徑0.5 1. 0mm，其上覆蓋過濾編織物1，過濾編織物1采用土工布或纖維過濾布；(四)、回灌池15外至一倍回灌區14含水層水力影響半徑R的范圍內，布置抽氣井13， 其排列、間距、結構與步驟(二)中回灌池15內排氣井的設置相同；抽氣井13頂部引出導氣管7，接旋片真空泵6，極限壓力6 X ΙΟΙ抽速4L/s，轉速1500轉/分，功率0. 55kW。
當地表水布于回灌池中，借助回灌水與地下水之間的水頭差，回灌水下滲，而賦存于包氣帶中的阻礙回灌水下滲的氣體則通過排氣管迅速排出，從而能夠加快回灌水下滲的速度，達到促滲功效。
本發明的有益效果是可以在進行地下水人工回灌時，將回灌池的平均入滲速率提高4-5倍，且效果持久顯著。其結構簡單，施工方便。


圖1是本發明的工程示意剖面圖； 圖2是本發明的井詳細剖面圖；圖3是本發明的井位示意俯視圖； 圖4是本發明的原理剖面圖；圖1中1.過濾編織物，2.粗砂反濾層，3.排氣管，4.井，5.地下水水面，6.真空泵， 7.導氣管；圖2中8.水泥粘土封閉，9.濾料，10.護條，11.過濾網，12.排氣孔；圖3中 13.抽氣井，14.布井范圍，15.回灌池，圖4中16.水流方向，17.氣流方向。
具體實施方式
實施例1(一)、回灌池15的建立回灌池為圓形或方形；回灌池深度0. 5m ；(二)、回灌池15內排氣井的設置(1)排氣井4采用正方形矩陣式布設，排氣井4間距L=O.5R，式中R為回灌區含水層的水力影響半徑，R的經驗數值分別為(a)當巖土為主要顆粒粒徑是0.05 0. 1 mm的粉砂時，影響半徑R為25 50 m ；(b)當巖土為主要顆粒粒徑是0.1 0. 25 mm的細砂時，影響半徑R為50 IOOm ；(c)當巖土為主要顆粒粒徑是0.25 0. 5 mm的中砂時，影響半徑R為100 200m ；(d)當巖土為主要顆粒粒徑是0.5 1. 0 mm的粗砂時，影響半徑R為300 400m ；(2)排氣井4井徑為100mm，參照供水管井技術規范GB5(^96_99，井深到達地下水面，在井內布設排氣管3 ；排氣管3采用硬質厚壁PVC管，公稱外徑50mm，排氣管3上端開口、底端封閉，在排氣管3的下1/3部分鉆出排氣孔12，排氣孔12采用圓孔，按三角形頂點排列，排氣孔12直徑4mm，孔間距為孔徑的2倍；(3)在排氣管3打孔部分外纏過濾網11，過濾網11可采用塑料網，過濾網11網眼寬度 t是(a)均質砂類含水層t=d5Q;(b)非均質砂類含水層t= d2Q;式中t——網眼寬度mm ；d5Q、d20—為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；(4)在過濾網11外纏以護條10，在井內排氣管外填充濾料9，濾料9采用磨圓度好、圓形或亞圓形的礫石，礫石直徑是(a)均質砂類含水層D5Q = 6d50 ； (b)非均質砂類含水層=D50 = 6d20 ；式中D50為濾料篩分顆粒組成中，過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑；d5Q、d20為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；在井內排氣管外濾料9上方打水泥封閉8 ；(三)、在回灌池中回填粗砂反濾層2，顆粒粒徑0.5 1. 0mm，其上覆蓋過濾編織物1，過濾編織物1采用土工布或纖維過濾布；(四)、回灌池15外至一倍回灌區14含水層水力影響半徑R的范圍內，布置抽氣井13， 其排列、間距、結構與步驟(二)中回灌池15內排氣井的設置相同；抽氣井13頂部引出導氣管7，接旋片真空泵6，極限壓力6 X ΙΟΙ抽速4L/s，轉速1500轉/分，功率0. 55kW。
實施例2 (一)、回灌池15的建立回灌池為圓形或方形；回灌池深度1. Om ；(二)、回灌池15內排氣井的設置(1)排氣井4采用正方形矩陣式布設，排氣井4間距L=L2R，式中R為回灌區含水層的水力影響半徑，R的經驗數值分別為(a)當巖土為主要顆粒粒徑是0.05 0. 1 mm的粉砂時，影響半徑R為25 50 m ；(b)當巖土為主要顆粒粒徑是0.1 0. 25 mm的細砂時，影響半徑R為50 IOOm ；(c)當巖土為主要顆粒粒徑是0.25 0. 5 mm的中砂時，影響半徑R為100 200m ；(d)當巖土為主要顆粒粒徑是0.5 1. 0 mm的粗砂時，影響半徑R為300 400m ；(2)排氣井4井徑為125mm，參照供水管井技術規范GB5(^96_99，井深到達地下水面，在井內布設排氣管3 ；排氣管3采用硬質厚壁PVC管，公稱外徑75mm，排氣管3上端開口、底端封閉，在排氣管3的下1/3部分鉆出排氣孔12，排氣孔12采用圓孔，按三角形頂點排列，排氣孔12直徑4. 5mm,孔間距為孔徑的2倍；(3)在排氣管3打孔部分外纏過濾網11，過濾網11可采用塑料網，過濾網11網眼寬度 t是(a)均質砂類含水層t=d5Q;(b)非均質砂類含水層t= d2Q;式中t——網眼寬度mm ；d5Q、d20—為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；(4)在過濾網11外纏以護條10，在井內排氣管外填充濾料9，濾料9采用磨圓度好、圓形或亞圓形的礫石，礫石直徑是 (a)均質砂類含水層D5Q = 7d50 ； (b)非均質砂類含水層=D50 = 7d20 ；式中D50為濾料篩分顆粒組成中，過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑； d5Q、d20為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑； 在井內排氣管外濾料9上方打水泥封閉8 ；(三)、在回灌池中回填粗砂反濾層2，顆粒粒徑0.5 1. 0mm，其上覆蓋過濾編織物1，過濾編織物1采用土工布或纖維過濾布；(四)、回灌池15外至一倍回灌區14含水層水力影響半徑R的范圍內，布置抽氣井13， 其排列、間距、結構與步驟(二)中回灌池15內排氣井的設置相同；抽氣井13頂部引出導氣管7，接旋片真空泵6，極限壓力6 X IOl抽速4L/s，轉速1500轉/分，功率0. 55kW。
實施例3(一)、回灌池15的建立回灌池為圓形或方形；回灌池深度1. 5m ；(二)、回灌池15內排氣井的設置(1)排氣井4采用正方形矩陣式布設，排氣井4間距L=2R，式中R為回灌區含水層的水力影響半徑，R的經驗數值分別為(a)當巖土為主要顆粒粒徑是0.05 0. 1 mm的粉砂時，影響半徑R為25 50 m ；(b)當巖土為主要顆粒粒徑是0.1 0. 25 mm的細砂時，影響半徑R為50 IOOm ；(c)當巖土為主要顆粒粒徑是0.25 0. 5 mm的中砂時，影響半徑R為100 200m ；(d)當巖土為主要顆粒粒徑是0.5 1. 0 mm的粗砂時，影響半徑R為300 400m ；(2)排氣井4井徑為150mm，參照供水管井技術規范GB5(^96_99，井深到達地下水面，在井內布設排氣管3 ；排氣管3采用硬質厚壁PVC管，公稱外徑100mm，排氣管3上端開口、底端封閉，在排氣管3的下1/3部分鉆出排氣孔12，排氣孔12采用圓孔，按三角形頂點排列， 排氣孔12直徑5mm，孔間距為孔徑的2倍；(3)在排氣管3打孔部分外纏過濾網11，過濾網11可采用塑料網，過濾網11網眼寬度 t是(a)均質砂類含水層t=d5Q;(b)非均質砂類含水層t= d2Q; 式中t——網眼寬度mm ；d5Q、d20—為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；(4)在過濾網11外纏以護條10，在井內排氣管外填充濾料9，濾料9采用磨圓度好、圓形或亞圓形的礫石，礫石直徑是(a)均質砂類含水層D5Q = Sd50 ； (b)非均質砂類含水層=D50 = Sd20 ；式中D50為濾料篩分顆粒組成中，過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑； d5Q、d20為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑； 在井內排氣管外濾料9上方打粘土封閉8 ；(三)、在回灌池中回填粗砂反濾層2，顆粒粒徑0.5 1. 0mm，其上覆蓋過濾編織物1，過濾編織物1采用纖維過濾布；(四)、回灌池15外至一倍回灌區14含水層水力影響半徑R的范圍內，布置抽氣井13， 其排列、間距、結構與步驟(二)中回灌池15內排氣井的設置相同；抽氣井13頂部引出導氣管7，接旋片真空泵6，極限壓力6 X ΙΟΙ抽速4L/s，轉速1500轉/分，功率0. 55kW。
在圖4原理剖面圖中，回灌水布于回灌池，經過濾編織物1和粗砂反濾層2，過濾編織物1和粗砂反濾層2能夠過濾回灌水中的雜質，經過濾的回灌水繼續向下滲透，水流方向16，在回灌水的壓力作用以及真空泵6的抽提作用下，賦存于包氣帶、包氣帶即從地表面到地下水面之間包含有空氣的地帶中的氣體可迅速通過排氣井4排入大氣，氣體的及時排放有利于消除回灌過程中包氣帶的氣體堵塞作用，使回灌水快速進入和充滿包氣帶空隙空間，提高回灌工程的入滲速率，起到明顯的促滲效果。
權利要求
1. 一種地下水回灌促滲方法，其特征在于包括下列步驟 (一)、回灌池的建立回灌池為圓形或方形；回灌池深度0. 5^1. 5m ； (二 )、回灌池內排氣井的設置(1)排氣井采用正方形矩陣式布設，0.5R <排氣井4間距L < 2R，式中R為回灌區含水層的水力影響半徑，R的經驗數值分別為(a)當巖土為主要顆粒粒徑是0.05 0. 1 mm的粉砂時，影響半徑R為25 50 m ；(b)當巖土為主要顆粒粒徑是0.1 0. 25 mm的細砂時，影響半徑R為50 IOOm ；(c)當巖土為主要顆粒粒徑是0.25 0. 5 mm的中砂時，影響半徑R為100 200m ；(d)當巖土為主要顆粒粒徑是0.5 1. 0 mm的粗砂時，影響半徑R為300 400m ；(2)排氣井井徑為100mnTl50mm，井深到達地下水面，在井內布設排氣管；排氣管采用硬質厚壁PVC管，公稱外徑50mm 100mm，排氣管上端開口、底端封閉，在排氣管的下1/3部分鉆出排氣孔，排氣孔采用圓孔，按三角形頂點排列，排氣孔直徑4mnT5mm，孔間距為孔徑的 2倍；(3)在排氣管打孔部分外纏過濾網，過濾網可采用塑料網，過濾網網眼寬度t是(a)均質砂類含水層t=d5Q;(b)非均質砂類含水層t= d2Q; 式中t——網眼寬度mm ；d5Q、d20—為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑；(4)在過濾網外纏以護條，在井內排氣管外填充濾料，濾料采用磨圓度好、圓形或亞圓形的礫石，礫石直徑是(a)均質砂類含水層=D50 = (6 8) d50 ； (b)非均質砂類含水層=D50 = (6 8) d20 ；式中D50為濾料篩分顆粒組成中，過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑； d5Q、d20為含水層篩分顆粒組成中，過篩重量累計為20%和50%時的最大顆粒直徑； 在井內排氣管外濾料上方打水泥或粘土封閉；(三)、在回灌池中回填粗砂反濾層，顆粒粒徑0.5 1. 0mm，其上覆蓋過濾編織物，過濾編織物采用土工布或纖維過濾布；(四)、回灌池外至一倍回灌區含水層水力影響半徑R的范圍內，布置抽氣井，其排列、 間距、結構與步驟(二)中回灌池內排氣井的設置相同；抽氣井頂部引出導氣管，接旋片真空泵，極限壓力6 X 10_2Pa，抽速4L/s，轉速1500轉/分，功率0. 55kW。
全文摘要
本發明為一種地下水人工回灌促滲方法，屬于地下水人工回灌技術領域。它是在高滲透性土層上人工挖掘修建回灌池，在回灌池內充填粗砂作為反濾回填料，在回灌池內及回灌池周圍加設能將包氣帶中氣體排出的排氣管，并通過真空泵對回灌池周圍的排氣管進行抽氣作業。通過加設排氣管及抽氣裝置，可以在進行地下水人工回灌時，將回灌池的平均入滲速率提高4-5倍，且效果持久顯著。
文檔編號E02D3/00GK102518114SQ20121000385
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月8日 優先權日2012年1月8日
發明者侯嘉維, 房云清, 杜新強, 田恬, 趙麗, 鄭龍群 申請人:吉林大學