方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置制造方法
【專利摘要】一種方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術領域】。它包括井蓋、土工織物反濾層和加壓裝置，井蓋由呈空芯環(huán)體槽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方形柱體，在井蓋上部外側、空芯環(huán)體槽內側及槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水體。壓水機構包括固定在空芯環(huán)體槽內側壁上的立軸和葉片，上端葉片在水流作用下可轉動帶動下端葉片同步轉動，下端葉片對進入到回灌井內的水向下施壓，加速回灌速度。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】方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于自滲式無壓地下水回灌的回灌井，特別是一種方形內外進水 自滲反濾回灌井井口裝置，屬于保水【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 在有些缺水的地區(qū)如何保水或者在沿海地區(qū)如何防止因過度開采地下水而導致 的海水倒灌是制約當?shù)厝嗣裆詈徒洕l(fā)展的重大課題，而解決這一課題的手段除了加強 人們節(jié)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(jié)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(jié)省了砂 石反濾料。
[0005] 但是，由于大多數(shù)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(shù)量， 增加透水孔的數(shù)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(guī)模發(fā)展的瓶頸。


【發(fā)明內容】

[0006] 為了解決上述瓶頸問題，本發(fā)明提供了一種方形內外進水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(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0008] 該種方形內外進水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，所述的井蓋由呈空芯環(huán)體槽設置的帶進水 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方形柱 體，所述的井蓋上部中央設有的空芯環(huán)體槽為具有槽底的方形體；在井蓋上部外側、空芯環(huán) 體槽內側及槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水體；所述的土工織物反濾 層設置于井蓋外側并與井蓋外側和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合；所述的空芯環(huán)體槽內設置一 壓水機構，所述的壓水機構包括固定在空芯環(huán)體槽內側壁上的水平支架，所述的支架內嵌 置一上軸承；在空芯環(huán)體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。上端葉片在水流作用下可轉動帶動下端葉片同步轉動，由于下端葉片的流向為朝回 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，有利于提高回灌效率。
[0009] 由于設置了方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側、空芯環(huán)體槽內側及槽底均設有圓 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 36 %，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；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] 所述的空芯環(huán)體槽可以是長方體或正方體，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] 所述的空芯環(huán)體槽的槽底為平底，此方案比較容易生產。
[0012] 所述的空芯環(huán)體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。
[0013] 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，而且獲得最好的回灌效果，同時提高井口裝置的穩(wěn)固性。
[0014] 所述的井蓋頂部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 部的沖擊和摩擦，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。
[0015] 基于上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 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，方形空芯環(huán)體槽的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36 %，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(jié)約3/4以上的 占地。
[0017] 更為突出的是，本發(fā)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(xiàn)忽大忽 小的形態(tài)，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(xù)恒定的壓力效 果均突出。
[0018] 本發(fā)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(guī)模發(fā)展奠定了基礎。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 下面結合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。
[0020] 圖1是方形井口裝置的三維示意圖；
[0021] 圖2是方形井口裝置的堅向剖面示意圖；
[0022] 圖3是圖2方形井口裝置的頂部水平剖面A-A截面；
[0023] 圖4是圖2方形井口裝置的方環(huán)體水平剖面B- B截面；
[0024] 圖5是圖2方形井口裝置的方環(huán)體水平剖面C一C截面；
[0025] 圖6是圖2方形井口裝置的立方體水平剖面D- D截面；
[0026] 圖7是圖3方形井口裝置的側面堅向剖面E- E截面；
[0027] 圖8是圖3方形井口裝置的側面堅向剖面F- F截面。
[0028] 圖9是本發(fā)明帶有壓水結構的實施方式。
[0029] 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】
[0030] 在圖1-8中，該種內外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。
[0031] 井口裝置包括井蓋1及土工織物反濾層3。
[0032] 所述的井蓋1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整體為空芯無底四面柱體，其水平截面可以是正方形，也可為長方形。井蓋 1上部中央設有帶槽底的方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側設有圓形進水孔口，即井蓋頂面 進水孔口 4和井蓋外側壁進水孔口 5 ;在井蓋上部的空芯環(huán)體槽內側壁及槽底均設有圓形 進水孔口，及對應于井蓋內側壁進水孔口 6和槽底進水孔口 7。井蓋下部12的側壁為不透 水體。
[0033] 土工織物反濾層3設置于井蓋外側并與井蓋外側和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合。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，覆蓋具有進水孔口的部分，包括覆蓋空芯環(huán) 體槽外壁及槽底，起過濾作用。
[0034] 由于設置了帶槽底的方形空芯環(huán)體槽，在井蓋上部外側、空芯環(huán)體槽內側壁及槽 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36%，進水孔口面積大大提高。所述的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。所述的土工織物反濾層設置于井蓋外側并 與空芯環(huán)體槽的形狀相吻合，可使土工織物反濾層與空芯環(huán)體槽結合緊密，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。
[0035] 所述的井蓋頂部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。
[0036] 井蓋1的材料可采用硬質工程塑料或金屬材料等，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(wěn)定性，井口裝置的上部露出河底或渠 底地面的高度為〇. 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(wěn)固性。
[0037] 空芯環(huán)體槽的槽底為平底，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。
[0038] 施工時，第一步按常規(guī)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?shù)仍诰w下部將土工織物反濾層3固定。
[0039] 此方案除具有本發(fā)明前述效果外，采用方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置， 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(yōu)點。
[0040] 圖9給出了本發(fā)明另一種帶有壓水機構的實施方式。
[0041] 空芯環(huán)體槽內設置一壓水機構，所述的壓水機構包括固定在空芯環(huán)體槽內側壁上 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。
[0042] 在空芯環(huán)體槽的槽底除設有進水孔外，還設有一下軸承安裝通孔，在該通孔內嵌 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(xiàn) 有技術。
[0043] 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。
[0044] 壓水機構的連接桿或連接板可以裸露。
[0045] 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，可以減少沙石在空芯環(huán)體槽的槽底的沉積，影響立軸205 的正常工作，提高了壓水機構工作的可靠性。
[0046] 實施上述壓水機構時，空芯環(huán)體槽的槽底最好為平底，這樣便于安裝下軸承。當 讓，空芯環(huán)體槽的槽底為弧形時，也可實施。
[0047] 當然，本發(fā)明并不局限于上述實施例的限定范圍。任何在本發(fā)明基礎上進行的適 應的改進，均不脫離本發(fā)明的思想，均落入本發(fā)明保護的范圍內。
[0048] 除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
【權利要求】
1. 一種方形內外進水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，所述的井蓋由呈空芯環(huán)體槽設置的帶進水孔口 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方形柱體， 所述的井蓋上部中央設有的空芯環(huán)體槽為具有槽底的方形體；在井蓋上部外側、空芯環(huán)體 槽內側及槽底均設有圓形進水孔口；所述的井蓋下部為不透水體；所述的土工織物反濾層 設置于井蓋外側并與井蓋外側和空芯環(huán)體槽的形狀相吻合；所述的空芯環(huán)體槽內設置一壓 水機構，所述的壓水機構包括固定在空芯環(huán)體槽內壁上的水平支架，所述的支架內嵌置一 上軸承；在空芯環(huán)體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。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 空芯環(huán)體槽為正方體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 空芯環(huán)體槽為長方體。
4. 根據(jù)權利要求1至3任何之一所述的方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，其特 征是，所述的空芯環(huán)體槽的槽底為平底。
5. 根據(jù)權利要求1至3任何之一所述的方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，其特 征是，所述的空芯環(huán)體槽的槽底為向下彎曲的弧底。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方形內外進水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。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方形內外進水自滲反濾回灌井井口裝置，其特征是，所述的 井蓋頂部具有沿水流向且坡度為1 %的斜面。
【文檔編號】E03B3/40GK104110052SQ201410365808
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權日:2014年7月29日
【發(fā)明者】李旺林, 李納, 尹志遠 申請人:濟南大學