阅读说明：本技术 一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法 (Method for increasing water supply capacity by converting aquifer seepage into pipeline flow ) 是由 陈学群 管清花 田婵娟 刘丹 范明元 刘海娇 王爱芹 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法,其特征在于：在含水砂层(9)由垂直竖井(7)向四周水平方向延伸设置水平井(8),水平井(8)与垂直竖井(7)连通在一起,所述水平井(8)是一水平管道,由引鞋(1)、调长管(2)、筛管(3)及管道连接件(10)构成,利用管道连接件(10)与垂直竖井(7)连通在一起,引鞋(1)为不透水顶帽,具有一定的穿透性,而且防止泥沙进入水平井(8)内,调长管(2)能调节水平管道的长度；筛管(3),也称滤水管,含水砂层(9)内的地下水通过筛管(3)渗入到水平井(8)内,形成管道流。本发明在取水过程中垂直竖井水位下降时,能大大增加供水井的供水能力。(The invention relates to a method for converting aquifer seepage into pipeline flow to increase water supply capacity, which is characterized by comprising the following steps: a horizontal well (8) is arranged on a water-containing sand layer (9) in a manner that the horizontal well extends from a vertical shaft (7) to the peripheral horizontal direction, the horizontal well (8) is communicated with the vertical shaft (7), the horizontal well (8) is a horizontal pipeline and comprises a guide shoe (1), a length adjusting pipe (2), a sieve pipe (3) and a pipeline connecting piece (10), the pipeline connecting piece (10) is communicated with the vertical shaft (7), the guide shoe (1) is a waterproof top cap and has certain penetrability, silt is prevented from entering the horizontal well (8), and the length of the horizontal pipeline can be adjusted by the length adjusting pipe (2); the screen pipe (3) is also called a filter pipe, and the underground water in the water-containing sand layer (9) permeates into the horizontal well (8) through the screen pipe (3) to form a pipeline flow. The invention can greatly increase the water supply capacity of the water supply well when the water level of the vertical shaft is reduced in the water taking process.)

一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法

技术领域

本发明属水文地质、地下水科学技术领域，尤其涉及一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法。

背景技术

傍河水源地因供水稳定，对地表水质起到一定程度的净化作用，成为我国一种重要的地下水开发利用方式。这种水源地单井的开采量一般受到含水砂层的厚度、孔隙度及河流与地下水之间的连通性的影响。目前，傍河水源地的开采方式以群井抽水为主，开采井的分布集中，在这种情况下，如果河道对地下水的补给速度较慢，则以这种方式开采地下水，区域地下水得不到及时的补给，水源地地下水位降落漏斗中心区水位迅速下降，加之开采井之间互相干扰，出现开采量减少不能满足生产生活用水需求的问题。

发明内容

本发明是一种含水层渗流转化为管道流增大取水井供水能力的方法与水井结构，即利用竖井与水平井结合的方式进行取水。实现本发明所采取的技术方案是：一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法，包括取水泵、管道及垂直竖井，取水泵安装在垂直竖井内，并通过管道取用地下水，其特征在于：在含水砂层由垂直竖井向四周水平方向延伸设置水平井，水平井与垂直竖井连通在一起，所述水平井是一水平管道，由引鞋、调长管、筛管及管道连接件构成，利用管道连接件与垂直竖井连通在一起，引鞋为不透水顶帽，具有一定的穿透性，而且防止泥沙进入水平井内，调长管能调节水平管道的长度；筛管，也称滤水管，含水砂层内的地下水通过筛管渗入到水平井内，形成管道流。所述水平井远端高于连接垂直竖井的近端，水平井的井斜角为80～89°，所述的水平井的周围设置砾石。所述的水平井能根据需要改变长度，所述的同样的水平井能在同一含水砂层内交叉设置，并在交叉点新建垂直竖井，垂直竖井设置过滤层，并与水平井管联通。

取水过程中垂直竖井水位下降，在水头压力差的作用下，水平井内的水体和砂层内的水体补给垂直竖井，大大增加了供水井的供水能力。

本发明的发明点:

一、孔隙含水层的多孔渗流转换为管道流

第四系含水层主要为砂层、砂砾石层为主，地下水储存在含水砂层的孔隙内，地下水以多孔介质的达西渗流为主，渗漏速度受水力坡度、孔隙度、地表水的补给速度等的影响，其特点是表面分子力作用显著，毛细管作用突出，流动阻力较大，流动速度一般较慢，惯性力往往可忽略不计，最大出水量受到限制。管道流一般发育在岩溶地区地下水含水层，是地下水的重要过流通道，其特点是补给能力强、水量大，流速快，体现在单井出水量大，本次模拟岩溶含水层的管道流，在第四系砂层内通过一定的施工工艺安装水平管道，管道以透水滤水管为主，形成砂层内的管道流，砂层内的孔隙水通过过滤网进入水平管道内，将孔隙流转换为管道流。

二、含水砂层中安装水平井装置

第四系地层的分布结构一般为层状特征，一般为含水层、相对隔水层交替或者连续分布，傍河水源地的砂层相对厚度较大，而传统的地下水取水方式以垂直（竖向）取水井为主，单井的供水量受含水层厚度限制补给速度慢，单井涌水量较小。本次采用水平井补给结合垂直井取水的方式，通过在含水砂层内安装水平井装置，其中在水平方向上可以无限延伸，也可以同一个竖直井交叉多个水平井，这种水平井能够大大增加渗滤管与含水砂层的接触面积，其过滤地下水的能力增大，这种方式由原来的点状补给取水井的补给来源，增大了与降雨补给源、河道侧渗补给源等的接触补给面积，而且地下水渗漏储存到水平井内。根据水平井的曲率半径不同，水平井通常分为长半径水平井、中半径水平井、短半径水平井和超短半径水平井。

三、垂直竖井在含水层中连接第四系砂层和管道流

水平井可以设计一组，也可以设计多组，在多组水平井交汇点设置垂直竖井，其透水管连通含水砂层和各个管道流，垂直井主要作为取水井，当取水井取水时，取水井的水头下降，在水头压力作用下，管道内的水体以管道流的方式补给垂直井，另外第四系含水层的孔隙水通过渗漏的方式补给垂直井，因此，大大增加了垂直竖井的供水能力。

本发明在取水过程中，垂直竖井水位下降，在水头压力差的作用下，水平井内的水体和砂层内的水体补给垂直竖井，大大增加了垂直竖井的供水能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、引鞋，2、调长管，3、筛管，4、砾石，5、取水泵，6、管道，7、垂直竖井，8、水平井，9、含水砂层，10、管道连接件。

具体实施方式

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参照附图，一种含水层渗流转化为管道流增大供水能力的方法，包括取水泵5、管道6及垂直竖井7，取水泵5安装在垂直竖井7内，并通过管道6取用地下水，其特征在于：在含水砂层9由垂直竖井7向四周水平方向延伸设置水平井8，水平井8与垂直竖井7连通在一起，所述水平井8是一水平管道，由引鞋1、调长管2、筛管3及管道连接件10构成，利用管道连接件10与垂直竖井7连通在一起，引鞋1为不透水顶帽，具有一定的穿透性，而且防止泥沙进入水平井8内，调长管2能调节水平管道的长度；筛管3，也称滤水管，含水砂层9内的地下水通过筛管3渗入到水平井8内，形成管道流。所述水平井8远端高于连接垂直竖井7的近端，水平井8的井斜角为80～89°，所述的水平井8的周围设置砾石4。所述的水平井8能根据需要改变长度，所述的同样的水平井8能在同一含水砂层9内交叉设置，并在交叉点新建垂直竖井，垂直竖井设置过滤层，并与水平井管联通。

取水过程中垂直竖井水位下降，在水头压力差的作用下，水平井内的水体和砂层内的水体补给垂直竖井，大大增加了供水井的供水能力。