[发明专利]一种平原区农田地表水与地下水资源联合调度的弱连通系统

说明书

本发明公开了一种平原区农田地表水与地下水资源联合调度的弱连通系统，由隔水层、含水层、地表水库、弱连通渗渠四部分组成；所述地表水库四周上部为隔水层，下部为含水层，弱连通渗渠布设于地表水库底部，由隔水层开挖至含水层，并采用弱透水混凝土衬砌形成弱透水混凝土层，使地表水库内的地表水与含水层的地下水形成弱连通水力关系。本发明通过为地表水库布设弱连通渗渠，实现地表水与地下水水量交换速率的控制，大大降低了地下水污染的风险，方便对地表水与地下水资源进行集中管理，由此而解决了平原区农田普遍存在雨季涝、旱季严重缺水的问题，同时对现有的地表水与地下水资源联合调度技术来说，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于水资源技术领域，涉及一种水资源联调技术，具体涉及一种平原区农田地表水与地下水资源联合调度的弱连通系统。

背景技术

水既是重要的自然资源，又是自然界重要的环境要素，是可持续发展的基础与条件，也是环境问题与发展问题的核心。随着经济与社会的迅速发展，水资源供需矛盾日益严重，地表水与地下水资源联合调度作为一种有效的水资源调控手段，正越来越受到人们的重视。地表水与地下水资源联合调度旨在为区域提供稳定的可供水量，减少水资源的时空差异，有效控制地下水位，达到有计划开发利用地表地下水资源，并使之与社会经济发展及生态坏境保护相协调。

对于平原区农田而言，普遍存在雨季涝、旱季严重缺水的问题。现有的技术一般是在灌区附近修建地表水库，通过渠道系统将地表水资源分配到田间，而内涝洪水则通过设置排水系统排至河道。地下水资源方面，则通常采用水井的方式进行开采。地表水和地下水之间的水力联系一般是天然存在的，水库和渠道的渗漏客观上起到了回补地下水的作用，地下水的溢出则形成地表水。

现有的地表水与地下水资源联合调度技术存在的主要问题包括：(1)水资源管理粗放，一般未对地表水与地下水水量交换速率进行控制；(2)地表水和地下水之间的水力联系一般是天然存在的，使得地表水污染极易引起地下水污染，给地下水环境带来了压力；(3)相关水利设施分散，给运行和管理带来了不便。有研究人员最近开发了在水井衬砌上设置辐射管和节制闸门，对地表水与地下水的水量交换速率进行控制的技术，但此项技术仅解决了地表水与地下水水量交换速率控制的问题，其余的问题依旧存在。

发明内容

针对传统技术存在的问题，本发明的目的是提供一种适合于平原区的新型农田地表水与地下水资源联合调度系统，它通过为地表水库布设的隔水层、含水层和弱连通渗渠，并在设计阶段调整弱透水混凝土的厚度和渗透系数，实现地表水与地下水水量交换速率的控制，解决了现有地表水与地下水资源联合调度技术存在的上述问题。

本发明所采用的技术方案是，一种平原区农田地表水与地下水资源联合调度的弱连通系统，由隔水层、含水层、地表水库、弱连通渗渠四部分组成；所述地表水库四周上部为隔水层，下部为含水层，地表水库的底部为弱连通渗渠；

所述隔水层和含水层的地层边界、沉积厚度、渗透系数、给水度和贮水率根据地质勘探得到的数据来确定；

所述地表水库的库区规模和布置，结合当地平原区农田水文、地形、地质条件和工程设计来确定，采用半挖半填的方式在农田中兴建；

所述弱连通渗渠布设于地表水库底部，由隔水层开挖至含水层，并采用弱透水混凝土衬砌的弱透水混凝土层，使地表水库内的地表水与含水层的地下水形成弱连通水力关系。

本发明所述的一种平原区农田地表水与地下水资源联合调度的弱连通系统，其特征还在于，

所述地表水库底部的弱连通渗渠的弱透水混凝土层，于层面中布设有横向防裂钢筋和纵向防裂钢筋。

靠近所述地表水库四周的隔水层上方设有用于提高水库水位的土堤。

所述地表水库库底开挖的弱连通渗渠，通过设计阶段所设定的弱透水混凝土厚度和渗透系数，实现对地表水与地下水水量交换速率的控制。