[发明专利]逆压恢复式边坡排水系统及方法

说明书

本发明提供一种逆压恢复式边坡排水系统，该系统包括钻孔、虹吸管、水箱、排气管、排水管、排水管阀门、气体发生装置，所述的气体发生装置包括左气瓶、右气瓶、导流管、压力表、导气管、岔管、导气管阀门、单向阀，左气瓶盛有碳酸钠溶液，右气瓶盛有醋酸溶液，左气瓶和右气瓶之间通过导流管连接，导流管中间设有压力表，导气管的入口端置于左气瓶之内，导气管阀门安装在导气管上，岔管的一端与导气管连接，单向阀安装在岔管上，虹吸管的进水口置于边坡内的钻孔中，虹吸管的出水口置于密封的水箱中，排气管安装在水箱的顶部，排水管的入口端连接在水箱的底部，排水管的出口置于边坡下部的排水沟中，排水管阀门安装在排水管的出口处。

技术领域

本发明属于水利工程领域，具体涉及一种逆压恢复式边坡排水系统及方法，特别适用于降雨丰富地区的堆积土边坡排水。

背景技术

虹吸技术在水利工程领域有着普遍的应用，如边坡排水、泥石流水石分离、软土地基排水等，其中虹吸技术在边坡排水领域的研究最为深入和广泛，其对滑坡灾害的治理具有重要意义。

由于坡体地下水往往较深，需要采用高扬程虹吸，在其实际应用中，虹吸管中往往会累积空气，主要因为液体中一般溶解空气，液体中的气体溶解度与该气体在液面上的平衡分压成正比，而虹吸管内液体的压力随距管口液面的高程增大而逐渐减小。虹吸管内低压环境会使溶于水的空气大量释放形成气泡，一般在虹吸管的顶部出现空气累积。如果不能在虹吸排水过程中使析出的气泡随水流排出，会造成虹吸管顶部空气的不断积聚，虹吸管内的真空度下降，从而造成虹吸过程中断。虹吸中断后的恢复相对困难。常用虹吸恢复方法有：出水口抽水、出水口逆向压水和逆向灌水。中国专利公开号CN106592525A，提出一种自启动式边坡虹吸排水系统，由直立式堤坝、气室、虹吸管、排气管、补气管、单向阀组成，其利用波浪能来启动虹吸，只适用于库岸边坡或海岸边坡的虹吸排水，其具有一定局限性，内陆边坡的虹吸排水系统恢复问题依然存在。

发明内容

本发明针对现有边坡虹吸启动效率低的技术缺陷，提供一种逆压恢复式边坡排水系统及方法，可在虹吸排水系统使用过程中反复进行虹吸启动，解决虹吸排水使用过程中因虹吸管内空气积累而需要定期重新启动并恢复虹吸的问题。

本发明的技术方案是：一种逆压恢复式边坡排水系统，该系统包括钻孔、虹吸管、水箱、排气管、排水管、排水管阀门、气体发生装置，所述的气体发生装置包括左气瓶、右气瓶、导流管、压力表、导气管、岔管、导气管阀门、单向阀，左气瓶盛有碳酸钠溶液，右气瓶盛有醋酸溶液，左气瓶和右气瓶之间通过导流管连接，导流管的两端都位于液面以下，导流管中间设有压力表，导气管的入口端置于左气瓶之内，导气管的入口端在液面以上，导气管阀门安装在导气管上，岔管的一端与导气管连接，岔管的另一端伸入到右气瓶液面以下，单向阀安装在岔管上，单向阀的流向为从上到下；所述的虹吸管的进水口置于边坡内的钻孔中，钻孔孔口到钻孔底部的垂直距离大于当地大气压对应的水柱高度，虹吸管的出水口置于密封的水箱中；所述的水箱设置在坡面上，水箱由透明材料制成，水箱顶部的高程低于钻孔底部的高程，排气管安装在水箱的顶部，排水管的入口端连接在水箱的底部，排水管的出口置于边坡下部的排水沟中，排水管阀门安装在排水管的出口处。

进一步地，所述的虹吸管的直径为4mm。

进一步地，所述的水箱中置入虹吸管的数量为50-100根。

进一步地，所述的排气管的直径为10mm，所述的导气管的直径为10mm。

一种逆压恢复式边坡虹吸排水方法，该方法包括：

（1）逆压恢复式边坡排水系统初次使用时，关闭导气管阀门，打开排水管阀门，将导气管与排气管连接，从排水管阀门处向排水管逆向灌水，排出虹吸管中的气体后，停止逆向灌水，将导气管与排气管断开连接，虹吸作用启动，坡体内地下水依次流经虹吸管、水箱、排水管进入排水沟，记录排水管的初始排水流量；