對偶式自滲反濾回灌井井口裝置制造方法
【專利摘要】一種對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術領域】，所述的井口裝置包括硬質井蓋及固定設置于井蓋外側的土工織物反濾層，所述的井蓋由一對呈對偶式設置的帶進水孔口的井蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底柱體，所述的井蓋上部中央設有的長槽將井蓋上部分割為對稱的兩部分，形成左對偶體和右對偶體；在左對偶體和右對偶體外表及長槽的槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水體；所述的長槽方向與水流方向一致；所述的土工織物反濾層設置于井蓋外側并與長槽的形狀相吻合。該裝置在井口裝置外形尺寸不變的情況下，能夠明顯提高回灌池過流能力、防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于自滲式無壓地下水回灌的回灌井，特別是一種對偶式進水自 滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術領域】。 對偶式自滲反濾回灌井井口裝置
【背景技術】
[0002] 在有些缺水的地區如何保水或者在沿海地區如何防止因過度開采地下水而導致 的海水倒灌是制約當地人民生活和經濟發展的重大課題，而解決這一課題的手段除了加強 人們節水意識外，有效地利用雨洪資源也是重要措施之一。
[0003] 為了充分利用雨洪資源，在沒有污染或輕微污染的季節性河流內，常常布置一種 自身具有過濾水中顆粒狀雜質功能的回灌井，即自滲回灌井，亦稱反濾回灌井、機滲井。目 前采用的自滲反濾回灌井由回灌池和普通回灌井組成，其中回灌池通常埋于地下，為倒四 方臺形或圓形，深lm左右，池內回填砂、碎石兩級反濾料，用于過濾河水、并將河水回灌至 回灌井內；回灌井位于回灌池底部中間，為圓柱狀的空腔，其井口加蓋一帶有孔眼的砼井 蓋，河水經過回灌池上方時，經由砂、碎石兩級反濾料滲透匯總，通過砼井蓋上孔眼進入回 灌井內，實現保水回灌。但是，這種自滲回灌井存在的問題是：1、自滲回灌井置于河底或渠 底，極易淤堵和被水流沖壞，影響使用壽命；2、回灌池埋于地下，僅回灌池頂面一個自由進 水斷面，為保證足夠的回灌量，回灌池需要較大的橫斷面面積，而且施工量大；3、建造一個 普通的回灌池需要回填10m 3左右的砂、碎石，耗用大量建筑材料；4、砼井蓋的使用影響了回 灌量；5、只有頂面能進水，回灌井的回灌能力低。這些缺陷嚴重影響了回灌井的使用效果， 沒有最大限度地發揮其保水效能。
[0004] 中國專利201220458416. 4公開了一種多面進水自滲反濾回灌井井口裝置，它是 在回灌井上設有一罩于井口上方的井口裝置，所述的井口裝置包括井蓋和固定設置于井蓋 外側的土工織物反濾層；所述的井蓋是由帶頂蓋孔口的頂蓋以及垂直連接于頂蓋四周的硬 質側壁所組成；所述的側壁由位于上部的側壁有孔部分和位于下部的側壁無孔部分組成， 土工織物反濾層將頂蓋和側壁有孔部分包覆，側壁無孔部分下部埋于河底或渠底地面以 下，側壁無孔部分中上部露出，所述井蓋的頂蓋上表面為傾斜面。該裝置部分解決上述現有 技術存在的問題，并且具有更大的自由進水斷面，防止低水位污水回灌的功能，以及具有一 定的反濾功能和一定防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命，同時易于施工，并節省了砂 石反濾料。
[0005] 但是，由于大多數降雨屬于陣雨，雨水在河流中過流時間短，僅僅依靠頂蓋和側壁 上的透水孔無法滿足回灌量的需要，研究人員也試圖增大透水孔的尺寸來增加過水量，但 是透水孔的尺寸增大，不僅降低了井口裝置的強度，而且對土工織物反濾層的強度也提出 了更高的要求，否則沙石對土工織物反濾層的沖擊極易損壞土工織物反濾層，進入回灌井 的沙石會造成回灌井滲水功能降低；也有的技術人員試圖增加井口裝置的透水孔的數量， 增加透水孔的數量勢必會減小透水孔的尺寸，雖然可以解決井口裝置的強度問題，但回灌 量整體降低；因此在本領域提高回灌量和保證井口裝置的強度及可靠性，一直是影響自滲 回灌井規模發展的瓶頸。
【發明內容】
[0006] 為了解決上述瓶頸問題，本發明提供了一種對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，該 裝置在井口裝置外形尺寸不變的情況下，能夠明顯提高回灌池過流能力、防淤抗沖能力，延 長了回灌池的使用壽命。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0008] 該種對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，所述的井口裝置包括井蓋及固定設置于井 蓋外側的土工織物反濾層，其特征是，所述的井蓋由一對呈對偶式設置的帶進水孔口的井 蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底柱體，所述的井 蓋上部中央設有的長槽將井蓋上部分割為對稱的兩部分，形成左對偶體和右對偶體；在左 對偶體和右對偶體外表及長槽的槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水體； 所述的長槽方向與水流方向一致；所述的土工織物反濾層設置于井蓋外側并與長槽的形狀 相吻合。
[0009] 由于設置了左對偶體、右對偶體和長槽，且在左對偶體和右對偶體外表及長槽的 槽底均設有圓形進水孔口，在井口裝置外形尺寸不變的情況下使得進水孔口面積占井蓋外 側表面積達到30 %，進水孔口面積大大提高，圓形進水孔口不僅工藝性好，而且使得井蓋剛 性好；長槽方向與水流方向一致還減少了水流或沙石對井蓋的沖擊，使井口裝置的壽命得 以提高。井蓋下部為不透水體，可防止雨洪初期、小流量的、水質相對較差的地表水回灌含 水層。
[0010] 所述的左對偶體和右對偶體為長方體，此方案不僅工藝性好，而且空芯內腔體積 大，有利于減小進水孔口的進水阻力。
[0011] 所述的左對偶體和右對偶體為半圓柱體，所述的半圓柱體的圓面側在外，平面側 在內且構成長槽的槽側壁。此方案由于半圓柱體的圓面側在外，可進一步減少水流或沙石 對井蓋的沖擊，使井口裝置的壽命進一步提高。
[0012] 所述的左對偶體和右對偶體為維臺體，左對偶體和右對偶體的兩側均為斜面。此 方案相對于左對偶體和右對偶體為長方體具有很好的剛性，也可減少水流或沙石對井蓋的 沖擊。
[0013] 所述的長槽的槽底為平底，此方案比較容易生產。
[0014] 所述的長槽內設置一壓水機構，所述的壓水機構包括固定在左對偶體和右對偶體 上的水平支架，所述的支架內嵌置一上軸承；在長槽的槽底通孔內嵌置一與上軸承同心的 下軸承，一立軸通過所述的上軸承和下軸承后，立軸上端連接上端葉片，立軸下端連接流向 為朝回灌井井底的下端葉片。水輪機葉片在水流作用下可轉動帶動軸流泵葉片同步轉動， 由于軸流泵葉片的流向為朝回灌井井底，因此對進入到回灌井內的水向下施壓，加速回灌 速度，有利于提商回灌效率。
[0015] 所述的長槽的槽底為向下彎曲的弧底，相對于平底，可增加過流量及適應低水位 河水。
[0016] 所述的井蓋上部露出河底或渠底地面的高度為0. 2?0. 5m，由此可使得井口裝置 適合的河流范圍更廣，同時提高井口裝置的穩固性。
[0017] 所述的井蓋頂部及長槽的槽底均具有沿水流向且坡度為1 %的斜面，可減少水流 或沙石對井蓋頂部及長槽的槽底沖擊和摩擦，對提高井口裝置的壽命有利，同時還可防止 低水位污水回灌。
[0018] 基于上述方案，本發明的有益效果是：
[0019] 該裝置自身具有過濾水中顆粒雜質和地表水回灌的雙重功能，除井蓋頂面、外側 面進水外，長槽內側面及底面也可進水，在井口裝置外形尺寸不變的情況下使得進水孔口 面積占井蓋外側表面積達到30 %，增大了回灌量，且具有防止低水位污水回灌的功能，還具 有反濾功能和一定防淤抗沖能力，延長了回灌池的使用壽命，工程造價與普通回灌池相當 或略高，但在同樣回灌量的條件下可降低了回灌池體積，可節約3/4以上的占地。
[0020] 更為突出的是，本發明設置的加壓機構一方面利用水流提供的動力來驅動下葉 片，對進入到回灌井內的水向下施壓，使水分克服僅依靠重力通過沙石填料及土壤顆粒的 阻力，提高了單位時間的滲透量，提高了回灌效率；另一方面，由于河水的流量和流速具有 間歇性，由此導致加壓機構的下葉片對進入到回灌井內的水向下施加的壓力也呈現忽大忽 小的形態，這對于保持沙石填料及土壤顆粒之間的水分通道暢通十分重要，同時這種施加 的忽大忽小壓力對于提高土壤的滲透性相比于沒有施加壓力或者提供持續恒定的壓力效 果均突出。
[0021] 因此，本發明解決了本領域提高回灌量和保證井口裝置的強度及可靠性的長期困 擾，解決了間歇性河水快速回灌問題，為自滲回灌井規模發展奠定了基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 下面結合附圖和實施例對發明進一步說明。
[0023] 圖1是對偶式長方形的三維示意圖；
[0024] 圖2是對偶式長方形的堅向剖面示意圖；
[0025] 圖3是圖2對偶式長方形的頂部水平剖面A-A截面；
[0026] 圖4是圖2對偶式長方形的上部對偶式長方體水平剖面B- B截面；
[0027] 圖5是圖2對偶式長方形的長方體水平剖面C一C截面；
[0028] 圖6是圖2對偶式長方形的長方體水平剖面D- D截面；
[0029] 圖7是圖3對偶式長方形的側面堅向剖面E- E截面；
[0030] 圖8是圖3對偶式長方形的側面堅向剖面F- F截面。
[0031] 圖9是對偶式半圓形的三維示意圖；
[0032] 圖10是對偶式半圓形的堅向剖面示意圖；
[0033] 圖11是圖10對偶式半圓形的頂部水平剖面A-A截面；
[0034] 圖12是圖10對偶式半圓形的對偶式半圓柱體水平剖面B- B截面；
[0035] 圖13是圖10對偶式半圓形的圓柱體水平剖面C一C截面；
[0036] 圖14是圖10對偶式半圓形的圓柱體水平剖面D- D截面；
[0037] 圖15是圖11對偶式半圓形井蓋的側面堅向剖面E- E截面；
[0038] 圖16是對偶式半圓形井蓋外側面展開視圖。
[0039] 圖17是對偶式臺形的三維示意圖；
[0040] 圖18是對偶式臺形的堅向剖面示意圖；
[0041] 圖19是圖18對偶式臺形的頂部水平剖面A-A截面；
[0042] 圖20是圖18對偶式臺形的對偶式四棱臺水平剖面B- B截面；
[0043] 圖21是圖18對偶式臺形的長方體水平剖面C一C截面；
[0044] 圖22是圖18對偶式臺形的長方體水平剖面D- D截面；
[0045] 圖23是圖19對偶式臺形的側面堅向剖面E- E截面；
[0046] 圖24是圖19對偶式臺形的側面堅向剖面F- F截面。
[0047] 圖25是本發明帶有壓水結構的實施方式。
[0048] 圖中：1井蓋，11井蓋上部，12井蓋下部，3 土工織物反濾層，4井蓋頂面進水孔口， 5井蓋外側壁進水孔口，6井蓋內側壁進水孔口，7槽底進水孔口，8回灌井，9回灌井反濾料， 10河底或渠底地面，201水輪機葉片，202支架，203上軸承，204下軸承，205立軸，206軸流 泵葉片206。
【具體實施方式】
[0049] 對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，井口裝置包括：井蓋及固定設置于井蓋外側的 土工織物反濾層。所述的井蓋由一對呈對偶式設置的帶進水孔口的井蓋上部和埋于河底或 渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底柱體。所述的井蓋上部中央設有的長 槽將井蓋上部分割為對稱的兩部分，形成左對偶體和右對偶體；在左對偶體和右對偶體外 表及長槽的槽底均設有圓形進水孔口。由于設置了左對偶體、右對偶體和長槽，且在左對偶 體和右對偶體外表及長槽的槽底均設有圓形進水孔口，在井口裝置外形尺寸不變的情況下 使得進水孔口面積占井蓋外側表面積達到30%，進水孔口面積大大提高。所述的井蓋下部 側壁為不透水體，可防止雨洪初期、小流量的、水質相對較差的地表水回灌含水層。所述的 長槽方向與水流方向一致，還減少了水流或沙石對井蓋的沖擊，使井口裝置的壽命得以提 高。所述的土工織物反濾層設置于井蓋外側并與長槽的形狀相吻合，可使土工織物反濾層 與長槽結合緊密，提高土工織物反濾層壽命。圓形進水孔口不僅工藝性好，而且使得井蓋剛 性好。
[0050] 圖1-8是本發明第一實施例。在該實施例中：
[0051] 圖1是對偶式長方形的三維示意圖；
[0052] 圖2是對偶式長方形的堅向剖面示意圖；
[0053] 圖3是圖2對偶式長方形的頂部水平剖面A-A截面；
[0054] 圖4是圖2對偶式長方形的上部對偶式長方體水平剖面B- B截面；
[0055] 圖5是圖2對偶式長方形的長方體水平剖面C一C截面；
[0056] 圖6是圖2對偶式長方形的長方體水平剖面D- D截面；
[0057] 圖7是圖3對偶式長方形的側面堅向剖面E- E截面；
[0058] 圖8是圖3對偶式長方形的側面堅向剖面F- F截面。
[0059] 在圖1-8中，該種對偶式進水自滲反濾回灌井井口裝置，涉及回灌井8及其井口裝 置，井口裝置罩于回灌井8上方，在回灌井8的外面設有回灌井反濾料9,所述的回灌井8位 于河底或渠底地面10以下。
[0060] 井口裝置包括井蓋1及土工織物反濾層3。
[0061] 井蓋1由一對呈對偶式設置的帶進水孔口的井蓋上部11和埋于河底或渠底地面 以下的井蓋下部12組成。井蓋1上部中央設有的長槽將井蓋上部分割為對稱的兩部分，形 成左對偶體和右對偶體，左對偶體和右對偶體均為長方體。所述的井蓋頂部及長槽的槽底 均具有沿水流向且坡度為1 %的斜面，可減少水流或沙石對井蓋頂部及長槽的槽底沖擊和 摩擦，對提高井口裝置的壽命有利，同時還可防止低水位污水回灌。在左對偶體和右對偶體 外表中設有圓形進水孔口，這些進水口分別是井蓋頂面進水孔口 4、井蓋外側壁進水孔口 5 和井蓋內側壁進水孔口 6。在長槽的槽底均設有圓形進水孔口，即槽底進水孔口 7。井蓋材 料可采用硬質工程塑料或金屬材料等。
[0062] 土工織物反濾層3由具有反濾功能的土工織物組成，與井蓋外側形狀相吻合，有 頂沒有底，可以套在井蓋上，并固定于井蓋側壁底部位置上，覆蓋具有孔口的部分，包括覆 蓋長槽內壁及槽底，起過濾作用。
[0063] 所述的井蓋1可采用硬質工程塑料或金屬材料等制作，整體為空芯無底長方體或 立方體的柱體。井蓋1埋入地下的高度應能保證井蓋的穩定性，井口裝置的上部露出河底 或渠底地面的高度為0. 2?0. 5m，由此可使得井口裝置適合的河流范圍更廣，而且獲得最 好的回灌效果，同時提高井口裝置的穩固性。
[0064] 長槽的槽底為平底，此方案比較容易生產。當然也可為向下彎曲的弧底，相對于平 底，可增加過流量及適應低水位河水。
[0065] 施工時，第一步按常規方法打回灌井8,安置砼濾水管（回灌井8的主體），在砼濾 水管外側充填回灌井反濾料9,并進行洗井等工藝，完成回灌井的施工；第二步采用預制或 外委定做加工的方法，制造井口裝置及土工織物反濾層3 ;第三步采用挖、吊裝、填、壓實的 方法，將井口裝置固定于回灌井設定位置；第四步將土工織物反濾層3套于井蓋1上，覆蓋 所有帶孔口的部分，并用壓板、鋼釘等在井蓋下部將土工織物反濾層3固定。
[0066] 此方案除具有本發明前述效果外，還具有工藝性好，而且空芯內腔體積大，有利于 減小進水孔口的進水阻力的優點。
[0067] 圖9-16是本發明第二實施例。在該實施例中：
[0068] 圖9是對偶式半圓形的三維示意圖；
[0069] 圖10是對偶式半圓形的堅向剖面示意圖；
[0070] 圖11是圖10對偶式半圓形的頂部水平剖面A-A截面；
[0071] 圖12是圖10對偶式半圓形的對偶式半圓柱體水平剖面B- B截面；
[0072] 圖13是圖10對偶式半圓形的圓柱體水平剖面C一C截面；
[0073] 圖14是圖10對偶式半圓形的圓柱體水平剖面D- D截面；
[0074] 圖15是圖11對偶式半圓形井蓋的側面堅向剖面E- E截面；
[0075] 圖16是對偶式半圓形井蓋外側面展開視圖。
[0076] 此方案與第一實施例的不同在于：井蓋1整體為空芯無底圓柱體，左對偶體和右 對偶體為半圓柱體，所述的半圓柱體的圓面側在外，平面側在內且構成長槽的槽側壁。由于 半圓柱體的圓面側在外，可進一步減少水流或沙石對井蓋的沖擊，使井口裝置的壽命進一 步提商。
[0077] 圖17-24是本發明第三實施例。在該實施例中：
[0078] 圖17是對偶式臺形的三維示意圖；
[0079] 圖18是對偶式臺形的堅向剖面示意圖；
[0080] 圖19是圖18對偶式臺形的頂部水平剖面A-A截面；
[0081] 圖20是圖18對偶式臺形的對偶式四棱臺水平剖面B- B截面；
[0082] 圖21是圖18對偶式臺形的長方體水平剖面C一C截面；
[0083] 圖22是圖18對偶式臺形的長方體水平剖面D- D截面；
[0084] 圖23是圖19對偶式臺形的側面堅向剖面E- E截面；
[0085] 圖24是圖19對偶式臺形的側面堅向剖面F- F截面。
[0086] 此方案與第一實施例的不同在于：井蓋1整體為空芯無底錐臺體。左對偶體和右 對偶體為錐臺體，左對偶體和右對偶體的兩側均為斜面。此方案相對于第一實施例具有很 好的剛性，也可減少水流或沙石對井蓋的沖擊。
[0087] 當然，左對偶體和右對偶體也可設置為，錐臺體的內側為垂直平面，外側為斜面的 結構。
[0088] 圖25給出了本發明另一種帶有壓水機構的實施方式，可以實施在對偶式半圓形 或對偶式長方形上。
[0089] 進一步的，所述的長槽內設置一壓水機構，所述的壓水機構包括固定在左對偶體 和右對偶體上的水平支架202,所述的支架202內嵌置一上軸承203 ;所述的支架202可以 有多種結構形式，例如中部嵌置上軸承，外圍通過多個連接桿或連接板與左對偶體和右對 偶體的井蓋1連為一體，以支撐壓水機構。
[0090] 在長槽的槽底除已設置的出水孔外，還設有用于安裝下軸承的通孔，該通孔內嵌 置一與上軸承同軸心的下軸承204,-立軸205通過所述的上軸承203和下軸承204后，立 軸上端通過土工織物反濾層3后連接上端葉片201，立軸下端連接流向為朝回灌井井底的 下端葉片206。下端葉片206采用軸流泵葉片，上端葉片201采用水輪機葉片，二者均為現 有技術。
[0091] 上端葉片201在水流作用下轉動經由立軸205帶動下端葉片206同步轉動，由于 下端葉片的流向為朝回灌井井底的方向，因此對進入到回灌井內的水向下施壓，加速回灌 速度，有利于提高回灌效率，這對于間歇性河流（雨水）回灌效果突出。
[0092] 壓水機構的連接桿或連接板可以裸露。
[0093] 壓水機構的連接桿或連接板也可利用土工織物反濾層3包覆，在此種情況下，應 當在連接桿或連接板之間以及長槽的兩側開口處增設用于支撐土工織物反濾層的多個支 撐桿，支撐桿可以連接在壓水機構的連接桿或連接板上，也可連接在井蓋1上，其防止土工 織物反濾層下陷。這種包覆結構，可以減少沙石對立軸205的沖擊或影響，以提高壓水機構 工作的可靠性。
[0094] 對于本發明而言，應用在對偶式臺形結構方面與上述對偶式半圓形或長方形原理 和基本結構相同，不再贅述。
[0095] 當然，本發明并不局限于上述實施例的限定范圍。任何在本發明基礎上進行的適 應的改進，均不脫離本發明的思想，均落入本發明保護的范圍內。
[0096] 除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。
【權利要求】
1. 一種對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，所述的井口裝置包括硬質井蓋及固定設置 于井蓋外側的土工織物反濾層，其特征是，所述的井蓋由一對呈對偶式設置的帶進水孔口 的井蓋上部和埋于河底或渠底地面以下的井蓋下部組成，井蓋整體為空芯無底柱體，所述 的井蓋上部中央設有的長槽將井蓋上部分割為對稱的兩部分，形成左對偶體和右對偶體； 在左對偶體和右對偶體外表及長槽的槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水 體；所述的長槽方向與水流方向一致；所述的土工織物反濾層設置于井蓋外側并與長槽的 形狀相吻合。
2. 根據權利要求1所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的左對偶 體和右對偶體為長方體。
3. 根據權利要求1所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的左對偶 體和右對偶體為半圓柱體，所述的半圓柱體的圓面側在外，平面側在內且構成長槽的槽側 壁。
4. 根據權利要求1所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的左對偶 體和右對偶體為錐臺體，所述的左對偶體和右對偶體兩側均為斜面。
5. 根據權利要求1至4任何之一所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所 述的長槽的槽底為平底。
6. 根據權利要求5所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的長內設 置一壓水機構，所述的壓水機構包括固定在左對偶體和右對偶體上的水平支架，所述的支 架內嵌置一上軸承；在長槽的槽底通孔內嵌置一與上軸承同心的下軸承，一立軸通過所述 的上軸承和下軸承后，立軸上端連接上端葉片，立軸下端連接流向為朝回灌井井底的下端 葉片。
7. 根據權利要求1至4任何之一所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所 述的長槽的槽底為向下彎曲的弧底。
8. 根據權利要求1所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的井蓋上 部露出河底或渠底地面的高度為0. 2?0. 5m。
9. 根據權利要求1所述的對偶式自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的井蓋頂 部及長槽的槽底均具有沿水流向且坡度為1%的斜面。
【文檔編號】E03B3/34GK104110051SQ201410366307
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】李旺林, 尹志遠, 李納 申請人:濟南大學