CN110777879A - 一种截取表层带岩溶水利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种截取表层带岩溶水利用的方法，该方法是在表层带岩溶水的径流途径中开凿截水平硐，利用平硐拦截来自上游地带的表层带岩溶水，然后将拦截的表层带岩溶水在平硐中汇集，自流引至平硐外的蓄水装置，蓄积后供人们饮水利用。本发明成本较低，一次性建成后，可永久使用；几乎没有后续维护和运行成本，经济实用，可获得相对稳定且流量较大的水量，水质较好，能保障饮水安全问题。

Description

一种截取表层带岩溶水利用的方法
技术领域
本发明涉及一种表层带岩溶水的利用方法，尤其是一种截取表层带岩溶水利用的方法，属于水资源利用技术领域。
背景技术
中国南方地区岩溶环境二元结构较为常见，地下-地表同时发育，地下结构尤其复杂。岩溶化程度高导致地面漏失严重，降雨极易漏失流入地下***，水文过程以地下为主，形成常见的“水在下，土地和人居场所在上”的空间不匹配格局。水资源短缺问题一直是首要解决的民生问题，也是首要难题。该区域在河流发育强烈切割作用下，形成了很多河谷深切的峰丛山区，地表水多集中在深切河谷中，而耕地和村寨则分散在高悬于河谷的斜坡地带；地下水位埋深达到百米以上，开发利用难度大，成为典型的无地表水、地下水也难以利用，水资源不匹配问题最为严重，缺水问题最为突出的地方。
当前解决这一类区域供水（人畜饮水）的主要方式有：a、从深切河谷分级提水。但因扬程大，取水工程及用水成本较高（超过10元/吨），老百姓承担不起，经济性较差。b、长距离调水。除工程建设成本和用水高外，还得协调或购买取水点水源的使用问题，实施难度较大；c、集蓄雨水-存储利用。也是最为常见的方式，农户自行修建水窖/水池，多收集屋面雨水（该区域特坡面一般很难产生地表径流，径流系数较小，介于0.01%-21.94%之间；很多地方出现降雨几乎全部入渗现象）存储利用，但水质较差，对健康安全隐患大，且从整村寨算，上百口水池或水窖，其工程建设成本更高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种截取表层带岩溶水利用的方法，从而解决喀斯特地区饮水难的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种截取表层带岩溶水利用的方法，该方法是：在表层带岩溶水的径流途径中开凿截水平硐，利用平硐拦截来自上游地带的表层带岩溶水，然后将拦截的表层带岩溶水在平硐中汇集，自流引至平硐外的蓄水装置，蓄积后供人们饮水利用。
上述的截取表层带岩溶水利用的方法，具体说，包括以下步骤，
（1）在具有良好的表层带岩溶水赋存条件地带，选择适合的位置开凿截水平硐，利用平硐拦截来自上游地带的表层带岩溶水；
（2）将平硐底部进行修整硬化，中间留导流沟；平硐底部为凹型结构，两边的汇集面向导流沟倾斜，使表层带岩溶水汇集在两边的汇集面上，通过中间导流沟自流至平硐外；
（3）在平硐口外设置引流管和蓄水池，通过引流管将平硐中自流出的表层带岩溶水引入至蓄水池中，供给人们饮水利用。
前述的截取表层带岩溶水利用的方法，作为一种优选方案，步骤（1）中，所述选择开凿截水平硐的位置上方岩层厚度200m以上，乔木及灌木植被覆盖较好，并且通过观察，暴雨后见溶洞和溶蚀裂隙，沿节理带发育的冲沟中有水溢出。
前述的截取表层带岩溶水利用的方法，作为一种优选方案，步骤（1）中，所述截水平硐的轴线垂直岩层走向，平硐的横截面呈“弓”型，沿前进方向，平硐底板呈2%的角度向上倾斜。
前述的截取表层带岩溶水利用的方法，作为一种优选方案，步骤（2）中，所述平硐底部采用C15砼及以上混泥土进行硬化，两边的汇集面按照4%的角度向导流沟倾斜。
前述的截取表层带岩溶水利用的方法，作为一种优选方案，步骤（3）中，在平硐口堆砌不透水的埂或挡水墙，在不透水的埂或挡水墙前修整一个小集水坑，以便表层带岩溶水可以流至集水坑中稍汇集；引流管***在不透水的埂或挡水墙下部，将汇集的表层带岩溶水引入蓄水池，供给人们饮水利用。
前述的截取表层带岩溶水利用的方法，作为一种优选方案，步骤（3）中，在所述蓄水池的出水端设置有控制闸阀，并采用多支引水管道将蓄水池中水输送到供水目的地。
本发明的有益效果：与现有技术相比，利用本发明可以对表层带岩溶水进行有效利用，避免水资源浪费，可以有效解决喀斯特地区的饮水难问题。而且本发明的成本较低，一次性建成后，可永久使用；几乎没有后续维护和运行成本，经济实用，可获得相对稳定且流量较大的水量，水质较好，能供应300-500人的饮水并保障饮水安全。
附图说明
图1是本发明的实施原理图；
图2是本发明的截水平硐横断面示意图；
图中1-平硐，2-引流管，3-蓄水池，4-供水管，5-村寨，6-汇集面，7-导流沟。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，一种截取表层带岩溶水利用的方法。以贵州黔西南某区为例。
1、实施地环境特征：受地质构造控制，区内形成延伸北东方向的垄岗槽谷，槽谷和垄岗相间分布，槽谷多狭窄，谷底中为第四系覆盖，为区内村寨和农田集中分布的区域。槽谷两侧为脊状北东南西向延伸的脊状山体，山体厚大，为封山育林区，乔木及灌木等植被发育，覆盖较好。工程区及相邻地带均为农耕区，无大型的人口集中的城镇、工矿，区内经济以农业为主，目前生态环境条件良好。人口较集中的村寨集中分布在脊状山体的坡麓及谷地中，村民600余人。由于河河谷切割较深，河床低于谷地200m，河水开发利用难度较大。没有地表水体分布，并且受河深切河谷影响，槽谷中地下水埋深大于100m。总体上，区内地表工程性缺水极为严重，人畜饮水严重缺乏。
2、水文地质条件概况：区内没有明显的泉水出露，也没有可供直接开发利用地表和地下水水源，但在与村寨相邻的北西测脊状山体地带多见溶洞和溶蚀裂隙，沿节理带发育的冲沟中偶见细小的水深处。对当地村民访问反映，暴雨后地表冲沟溢出的水量较大，但延时较短。上述特征反映出了脊状的山体表层岩溶带中有表层岩溶水赋存的条件，同时，山体植被发育，有利于调节大气降水向地下的入渗，对表层带岩溶水有较好的调节作用。
3、工程方案及实施：对区内表层带岩溶水***水文地质条件分析结果认为：区内构成二元结构的垄脊槽谷型表层带岩溶水***，表层岩溶带中具有一定的岩溶地下水赋存条件。尽管地表没有表层岩溶泉出露，但是可以在表层带岩溶水的径流途径中采用工程措施拦截表层带岩溶水。为此，确定开采方案为：
（1）在村寨北西测山体的冲沟地带开凿截水平硐1，利用隧洞拦截来自上游地带的表层带岩溶水。平硐1的轴线垂直岩层走向（亦即山脊延伸方向），平硐1的横截面形状为“弓”型，在施工条件准许条件下，尽量宽一些，高度1.5m左右，沿前进方向，平硐底板呈2%的角度向上倾斜。
（2）将平硐1底部进行修整硬化，中间留宽10cm、深2-3cm的导流沟7，整个平硐底部为凹型结构，深度10cm，硬化时两边的汇集面6向导流沟7按照4%的角度倾斜，使表层带岩溶水汇集在两边的汇集面6上，通过中间导流沟7自流至平硐1外。硬化材料为C15砼及以上混泥土，厚度3-5cm。
（3）在平硐口外设置引流管2和300m3矩形蓄水池3，在平硐口堆砌高度为30cm左右的不透水的埂或挡水墙，在不透水的埂或挡水墙前修整一个小集水坑，以便表层带岩溶水可以流至集水坑中稍汇集；引流管2***在不透水的埂或挡水墙下部，通过引流管2将平硐中汇集的表层带岩溶水引入蓄水池3，供给人们饮水利用。为方便使用，在蓄水池3的出水端设置有控制闸阀，并采用供水管4将蓄水池1中水引出来，供村寨5中的人们饮水使用。
4、工程效益：引水平硐丰水期（5~9月）平硐截引水量86~173m3/d，平水期（4月及10~11月）43~69m3/d，旱季（12~翌年3月）17~26 m3/d。即使旱季在完全满足饮水安全要求。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：在表层带岩溶水的径流途径中开凿截水平硐，利用平硐拦截来自上游地带的表层带岩溶水，然后将拦截的表层带岩溶水在平硐中汇集，自流引至平硐外的蓄水装置，蓄积后供人们饮水利用。
2.根据权利要求1所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）在具有良好的表层带岩溶水赋存条件地带，选择适合的位置开凿截水平硐，利用平硐拦截来自上游地带的表层带岩溶水；
（2）将平硐底部进行修整硬化，中间留导流沟；平硐底部为凹型结构，两边的汇集面向导流沟倾斜，使表层带岩溶水汇集在两边的汇集面上，通过中间导流沟自流至平硐外；
（3）在平硐口外设置引流管和蓄水池，通过引流管将平硐中自流出的表层带岩溶水引入至蓄水池中，供给人们饮水利用。
3.根据权利要求2所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述选择开凿截水平硐的位置上方岩层厚度200m以上，乔木及灌木植被覆盖较好，并且通过观察，暴雨后见溶洞和溶蚀裂隙，沿节理带发育的冲沟中有水溢出。
4.根据权利要求2所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述截水平硐的轴线垂直岩层走向，平硐的横截面呈“弓”型，沿前进方向，平硐底板呈2%的角度向上倾斜。
5.根据权利要求2所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述平硐底部采用C15砼及以上混泥土进行硬化，两边的汇集面按照4%的角度向导流沟倾斜。
6.根据权利要求2所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：步骤（3）中，在平硐口堆砌不透水的埂或挡水墙，在不透水的埂或挡水墙前修整一个小集水坑，以便表层带岩溶水可以流至集水坑中稍汇集；引流管***在不透水的埂或挡水墙下部，将汇集的表层带岩溶水引入蓄水池，供给人们饮水利用。
7.根据权利要求6所述的截取表层带岩溶水利用的方法，其特征在于：步骤（3）中，在所述蓄水池的出水端设置有控制闸阀，并采用多支引水管道将蓄水池中水输送到供水目的地。
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