[发明专利]一种基于多源回补策略的含水层超采治理系统

说明书

本发明公开了一种基于多源回补策略的含水层超采治理系统，包括双井系统、人工渗池、反滤注水系统及溢流系统。双井系统包括浅层抽水井及深层注水井；人工渗池包括三层过滤结构，依次为河沙过滤层、粗砂过滤层和碎石过滤层，碎石过滤层内埋设穿孔暗管；穿孔暗管向反滤注水系统延伸出非穿孔暗管，连接深层渗井，深层渗井底部通过水平井与深层注水井相连；溢流系统连通人工渗池的上覆水体及河水，控制两侧水量。本发明利用双井系统及人工渗池将过滤的河水、雨水及再生水回补到深层及浅层地下水，实现多源回补地下水；利用深层注水井、深层渗井及人工渗池互相连通，实现回灌井之间的相互冲洗，缓解回灌井堵塞问题，提升地下水回补效率。

技术领域

本发明涉及一种地下水回补系统，尤其涉及一种基于多源回补策略的含水层超采治理系统。

背景技术

中国华北平原是世界上面积最大的地下水漏斗区，而大部分地下水漏斗区又集中于河北省。目前，河北省境内分布的20多个局部超采导致的漏斗区已经逐渐相连，形成一个超过4万平方公里的特大地下水降落区，严重威胁区域经济社会可持续发展。

为应对因超采引发的生态地质环境问题，采取经济合理的地下水回补措施成为治理超采及其诱发的次生问题最有效的手段。其中，含水层补给管理(Managed AquiferRecharge，简称MAR)是国内外通用的地下水水资源综合管理措施，其核心为采取针对性的回灌措施对含水层实施地下水回灌。其回灌措施主要包括渗透洼地、沟渠、注水井等，其回灌水源来自雨水、河水、水库水、再生水以及自来水。实施MAR具有诸多优点，主要包括提升地下水水位、改善地下水水质、遏制海水入侵、维持生态基流以及保护陆面生态系统。

然而，现存的MAR技术存在多种缺陷，主要表现为两个方面：其一，MAR回灌场地通常使用单一回补措施或回补水源，尚未将多种回补措施及多种回补水源有机结合，当单一回补措施故障或回补水源短缺时，难以保证地下水长效回补；其二，受悬浮物堵塞化学沉淀、微生物作用等多种因素影响，回补过程中易诱发回灌设备堵塞现象，严重降低MAR的回补效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种多源回补地下水且具备防堵塞性能的含水层超采治理系统。

技术方案：本发明提出了一种基于多源回补策略的含水层超采治理系统，包括双井系统和人工渗池，所述双井系统包括浅层抽水井和深层注水井，所述浅层抽水井设于浅层含水层中，所述深层注水井承接来自浅层抽水井中人工抽取的过滤水，并向下延伸深入深层含水层，通过底部渗孔向深层含水层补充过滤水；所述人工渗池内设有穿孔暗管，穿孔暗管与深层注水井底部相连通。

优选地，所述浅层注水井傍河设置，井底四周布置硅石碳粒层，其井底高程低于临河河底高程，高于承压含水层隔水板，所述承压含水层隔水顶板介于浅层含水层和深层含水层之间；硅石碳粒层增加河堤过滤能力，提高抽取地下水水质质量，高度为1米-1.5 米，厚度为0.5米-1米。

优选地，所述人工渗池包括从上到下依次设置的河沙过滤层、粗砂过滤层和碎石过滤层，所述穿孔暗管设于碎石过滤层中。

优选地，所述河沙过滤层的厚度为0.3米-0.5米，其填料介质为河沙和掺杂的碳粒、煤渣，掺合料的体积占比不低于10％；所述粗砂过滤层的厚度为0.5米-0.8米，其填料介质为粗砂和掺杂的硅石，硅石的体积占比不低于20％；所述碎石过滤层的厚度为1.0 米-1.2米，填料介质为粒径大小为16-31.5毫米的碎石。

优选地，所述人工渗池布置于靠近河岸的低洼地区，便于聚集雨水及削减河水洪峰流量，可以根据当地地形特征进行适当扩容，用于承接城市再生水管，在旱季通过回补再生水补充地下水，保证人工渗池长效回补地下水。

优选地，还包括反滤注水系统，所述反滤注水系统介于人工渗池和深层注水井之间，包括连通穿孔暗管的非穿孔暗管、深层渗井和水平井；所述非穿孔暗管、深层渗井、水平井和所述深层注水井依次连通。

优选地，所述非穿孔暗管上设有进水阀门。