水立方结合人工含水层构成的地下水库的制作方法

本发明涉及大气降水及地表径流水资源收集、利用技术领域。

背景技术：

水资源是基础性的自然资源和战略性经济资源,是生态环境的控制性要素。而我国的绝大部分地区都面临着水资源短缺问题。就在很多缺水地区，每年却有大量的地表水，尤其是降水，非常容易流失，尤其是遇到雨季，降水往往只集中在短短的几个月里，容易形成强大的水流，冲毁植被甚至土地，对环境造成重大破坏，再加上这些地区蒸发量大，地表的水资源很快干涸，促使大量的淡水没有得到有效利用，不仅造成水资源浪费，还使得这些地区同时遭受干旱和洪涝灾害，甚者造成了土地盐碱化，生态环境问题日益加剧。因此，收集大气降水、建立地下水库，对水资源的收集、储存与再利用及整个区域的环境和生态具有重大意义。然而在一些v字形山谷和面积狭窄的区域，由于空间有限，单纯修建地下水库，其蓄水能力非常低，达不到对降水的有效收集，多余的雨水还是会以径流的方式流失甚至冲毁下游植被和村庄，生态环境问题并未得到有效改善。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种蓄水能力强、减少水土流失效果好的水立方结合人工含水层构成的地下水库。

本发明采用的技术方案是水立方结合人工含水层构成的地下水库，包括由上至下的渗透层、含水层和隔水层，其特征在于：在含水层中设有长方体状内部为空腔的水立方结构，水立方结构由钢筋混凝土构成，水立方结构侧壁上设有进水口，水立方结构上端设有盖板，盖板上设有集水井口，水立方结构相对的侧壁之间设有至少一组横梁，水立方结构中设有至少一个立柱，立柱与水立方结构的侧壁同高，立柱顶端支撑于盖板下方。

盖板上也开设有进水口。

进水口处设有过滤片。

盖板为钢筋混凝土制成。

所述横梁包括至少两层，每层至少包括两组方向相互垂直的横梁。

水立方结构侧壁外围均设有过滤层。

水立方结构底部为底板，底板由原状土夯实后，用水泥砂浆砌石平铺，然后浇筑混凝土而成。

所有横梁均与立柱相连接。

本发明的有益效果是在一些v字形山谷和面积狭窄区域的大气降水、地表径流、地下径流最大限度地储存在水立方结合人工含水层构成的地下水库中，合理利用地下水库中淡水资源。在雨季中降水量大的情况下收集、储存雨水，旱季需要时开采、利用雨水。

附图说明

图1为本发明在雨季蓄水结构示意图。

图2为本发明在旱季从水立方中抽取淡水结构示意图。

图3为水立方结构图。

图4为水立方侧壁放大图。

图中标记为：1-渗透层；2-集水井；3-含水层；4-隔水层；5-横梁；6-底板；7-立柱；8-进水口；9-过滤层；10-侧壁；11-盖板；12-水立方结构；13-集水井口；14-过滤片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一些v字形山谷或面积狭窄区域空间有限，为了能储存尽量多的地下水资源，在符合建立条件的位置构筑水立方结合人工含水层构成的地下水库，如图1所示，水立方结合人工含水层构成的地下水库，是在含水层中设有长方体状内部为空腔的水立方结构，包括由上到下的集水井2、渗透层1、过滤层、含水层3、水立方结构12、隔水层4。

渗透层1为地表耕种层，可以正常进行农作物耕种，整个地表有很大面积可供水流的快速入渗。入渗水多，地表径流量就小，雨季时就会避免洪灾形成。渗透层1以下为含水层3和水立方结构12，确定含水层3时首先勘查地质情况，尽量利用地下含水层，如果地下含水层区域较小，开挖土地至一定深度，然后填充块石、沙粒等蓄水能力强的材料成为人工含水层，人工含水层可以最大限度地蓄存水资源。水立方结构12由钢筋混凝土构成的立方体蓄水结构，被含水层包围，水立方结构12的规格尺寸根据具体的工程蓄水量确定。水立方结构12上边为设有若干个进水口8的钢筋混凝土盖板，进水口8直径为30mm,间距为300×300mm，均匀的布置在盖板上。进水口8处均设有过滤片，避免杂质进入到水立方结构12中，若干个进水口8加速了雨水和地表径流的快速入渗，钢筋混凝土盖板可以承受一定荷重和起到保温的作用，盖板的厚度由地面承载力确定。盖板上设有过滤层，对入渗水流起到过滤作用，以免杂质堵塞过滤片，影响水流入渗速度。为保证盖板满足一定承载力，内设有若干个钢筋混凝土立柱7给与支撑，立柱7为矩形结构体，其高度为水立方结构12的侧壁高度，截面尺寸和个数根据具体承载力确定。水立方结构12侧壁外围均设有过滤层，过滤水流中杂质，以免堵塞过滤片，影响水流入渗速度。水立方机构的侧壁上也均设有若干个进水口8，其直径为30mm，间距为300×600mm,均匀布置在侧壁上。进水口处均设有过滤片，进水口加速了水流快速进入水立方结构12中，侧壁的厚度根据土压力以及承载力确定。集水井2井壁上设有透水孔且外围包有过滤层，储存在水立方中的淡水资源可以通过集水井2向外抽取，实现淡水资源的补给。为保证水立方结构12侧壁承受一定的土压力，在水立方结构12内部设有连接相对侧壁的若干个横梁5，避免侧壁因承受土压力而倒塌，保证了水立方结构12的结构稳定性，横梁5为矩形结构体，其长度为水立方结构12相对侧壁之间的距离来确定，截面尺寸和个数根据具体承受的土压力来确定，所有横梁5均与立柱7相连接。底板6经原状土夯实后，用水泥砂浆砌石平铺，再在其上浇筑混凝土。

如图1，当有大量降水时，雨水和地表径流一部分直接由渗透层1，通过水立方结构12的盖板的进水口直接进入到水立方结构12中，一部分由渗透层1进入到含水层后再进入到水立方结构中，能够快速地将降水和地表径流入渗到地下含水层并收集到水立方结构12中，水立方结构具有非常强的蓄水能力，实现了水资源的大量储存，而且渗入地下的水越多，储存在水立方结构12中的地下淡水资源就越丰富，从而使地下水位升高，促进地表植被生长，解决的水资源短缺问题。

由于水立方结构和人工含水层构成了一个独立的地下水库，水立方结构内部完全中空，其蓄水能力更强，其占用的空间要远远小于满足相同蓄水量的普通地下水库，而且也不存在如地面水库的水分蒸发影响，即使在旱季时，其储水量几乎不会流失，可以保持较高的地下水位，使地表植被有足够的水分，如果有用水需求，如图2，还可以通过集水井2将水立方结构中的淡水向外抽取，缓解旱季的用水紧张。水立方结合人工含水层构成的地下水库使地表不形成坝体或大面积水面，不破坏地面原有的地形地貌，不影响地表耕种，蓄水能力强，结构稳定，占用空间小，工程量低，工程成本小，保护了生态环境，同时解决了干旱和洪涝灾害，适用于一些v字形山谷或面积狭窄的区域。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种水立方结合人工含水层构成的地下水库，结合含水层并在含水层中构件中空的水立方，在雨季中降水量大的情况下收集、储存雨水，旱季需要时开采、利用雨水。结合水立方和人工含水层实现水资源的收集，蓄水能力强，水流下渗速度快，充分储存降水，减少水土流失，改善生态环境。适用于V字形山谷和面积狭窄区域的大气降水、地表径流、地下径流的存储。

技术研发人员：卢明全
受保护的技术使用者：大连久鼎生态流域治理开发有限公司
技术研发日：2017.12.07
技术公布日：2018.05.29