[发明专利]一种灌渠灌井结合的地下水越流补给回灌系统

说明书

本发明涉及一种灌渠灌井结合的地下水越流补给回灌系统，其特征在于：在弱透水层（4）设置潜水含水层回灌井（21），潜水含水层回灌井（21）在潜水含水层（3）安装第一滤水管（10），第一滤水管（10）上部至地面（1）设置不透水的第一井壁管（9），在潜水含水层回灌井（21）附近建设灌渠（32），灌渠（32）通过输水廊道（17）进入潜水含水层回灌井（21），针对潜水和承压水分别建立相应的潜水监测井（22）和承压水监测井（23）。本发明不仅实现地表水与地下水之间的互相补给，还利用弱透水层实现地下含水层的跨层越流补给，节约了回灌成本。并利用灌渠对雨洪水等地表水资源的收集作用和过滤作用，保证了回灌水质。

技术领域

本发明涉及水文地质、地下水科学技术领域，尤其涉及一种潜水含水层地下水越流补给回灌方案，主要是一种灌渠灌井结合的间接回灌下部承压含水层的越流补给系统。

背景技术

随着社会经济的不断发展，近年来地下水开采量持续增加，造成地下水位持续下降，在不同含水层位形成地下水漏斗区，导致了地面沉降、地面塌陷和咸水入侵等一系列环境地质问题。其中过度抽取地下水引起含水层土体骨架释水压缩是引发地面沉降的主要原因，通过向地下水含水层回灌，使得含水层土体骨架充水后回弹，达到控制地面沉降的目的，并因此提出了地下水人工回灌技术。

地下水人工回灌技术是通过采用人工措施将地表水或其他水源的水注入地下以补充地下水，其目的是补充地下水水量，是缓解或防治地面沉降及地下水咸水入侵等环境地质问题的有效手段。目前国内外大量使用的直接回灌方法主要是地面入渗法和管井注入法，地面入渗法是利用天然洼地、河床、沟道等地面集水工程设施，借助地表水和地下水之间的天然水头差，使之自然渗漏补给含水层，该方法可充分利用自然条件，以较少的投资获得较大的入渗量,但该方法难以满足回灌水源到达深部含水层；管井注入法是通过钻井、竖井等设施，将水源直接注入地下目标含水层中的一种人工回灌方法，该方法占地少，不易受地面气候变化等因素影响。合理而有效的回灌方案应能保证入渗补给快，补给的水量在大面积上分布均匀，工程投资及经营管理费用小，方法简单易行。虽然地下水人工回灌已广泛应用，合理的回灌方案及降低回灌成本等仍是地下水人工回灌领域亟待解决的技术问题。

发明内容

目前传统的地下水人工回灌补给主要集中在深层承压含水层，即通过针对相应回灌层位的回灌井的方式对深部含水层进行补给，但这种深部含水层地下水人工回灌方式存在施工时间长、资金投入大等问题，若对所有层位进行回灌则导致成本较高。越流补给是地下水的补给来源之一，天然含水层的水头差是越流补给的必要条件，因此可对某一上部含水层进行回灌抬升水位，通过弱透水层越流作用对下部含水层进行补给，实现含水层间的隔层回灌。

综合考虑以上问题，本发明提出了一种实现含水层隔层回灌的灌渠灌井相结合的地下水越流补给系统，并对本系统进行详细的说明。该系统利用弱透水层的透水优势，利用两个含水层间弱透水层的连通性，将回灌水源通过灌渠或浅层回灌井回灌至上部潜水含水层，使得潜水地下水水位升高，使回灌水源通过弱透水层后进入下部承压含水层，进而实现对深层承压水的越流回灌补给。由于回灌水源的多样性，本发明提出灌渠灌井相结合的回灌模式，符合回灌水质要求的外调水源可通过灌井直接回灌至潜水含水层；灌渠可有效收集雨洪资源、河道来水等地表水资源，灌渠底部过滤层可有效提高回灌水水质，过滤后的地表水源通过连接灌井灌渠的输水廊道进入回灌井后至潜水含水层。灌渠灌井相结合的方法即可有效提高回灌量，又能保障水质安全。本次提出的含水层越流补给系统应用方便，节约成本，可根据不同的水文地质特点选择使用。

本发明是一种灌渠灌井结合的地下水越流补给回灌系统，根据岩性和地下水赋存条件，地下水含水层可划分为第四系的潜水含水层、弱透水层和承压含水层，由于潜水含水层和承压含水层之间有一定水力联系导致竖向越流补给能力较强。所述越流补给系统是设置灌渠、回灌井及监测井，回灌井揭穿弱透水层顶板，滤水管与潜水含水层相对应设置，滤水管应略大于潜水含水层厚度，可以提高回灌效率；通过廊道设置一与灌井连通的灌渠，灌渠主要包括上部的滤料层和下部的土工布过滤层。