[發明專利]一種平原區農田地表水與地下水資源聯合調度的弱連通系統

有效

• 申請號: 201710152102.9
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107012919B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 叢沛桐;張巍;賈茜淳;高強;李志威
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: E03B11/00
• 分類號: E03B11/00;E03B11/14
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊樹民

本發明公開了一種平原區農田地表水與地下水資源聯合調度的弱連通系統，由隔水層、含水層、地表水庫、弱連通滲渠四部分組成；所述地表水庫四周上部為隔水層，下部為含水層，弱連通滲渠布設于地表水庫底部，由隔水層開挖至含水層，并采用弱透水混凝土襯砌形成弱透水混凝土層，使地表水庫內的地表水與含水層的地下水形成弱連通水力關系。本發明通過為地表水庫布設弱連通滲渠，實現地表水與地下水水量交換速率的控制，大大降低了地下水污染的風險，方便對地表水與地下水資源進行集中管理，由此而解決了平原區農田普遍存在雨季澇、旱季嚴重缺水的問題，同時對現有的地表水與地下水資源聯合調度技術來說，具有非常廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于水資源技術領域，涉及一種水資源聯調技術，具體涉及一種平原區農田地表水與地下水資源聯合調度的弱連通系統。

背景技術

水既是重要的自然資源，又是自然界重要的環境要素，是可持續發展的基礎與條件，也是環境問題與發展問題的核心。隨著經濟與社會的迅速發展，水資源供需矛盾日益嚴重，地表水與地下水資源聯合調度作為一種有效的水資源調控手段，正越來越受到人們的重視。地表水與地下水資源聯合調度旨在為區域提供穩定的可供水量，減少水資源的時空差異，有效控制地下水位，達到有計劃開發利用地表地下水資源，并使之與社會經濟發展及生態壞境保護相協調。

對于平原區農田而言，普遍存在雨季澇、旱季嚴重缺水的問題。現有的技術一般是在灌區附近修建地表水庫，通過渠道系統將地表水資源分配到田間，而內澇洪水則通過設置排水系統排至河道。地下水資源方面，則通常采用水井的方式進行開采。地表水和地下水之間的水力聯系一般是天然存在的，水庫和渠道的滲漏客觀上起到了回補地下水的作用，地下水的溢出則形成地表水。

現有的地表水與地下水資源聯合調度技術存在的主要問題包括：(1)水資源管理粗放，一般未對地表水與地下水水量交換速率進行控制；(2)地表水和地下水之間的水力聯系一般是天然存在的，使得地表水污染極易引起地下水污染，給地下水環境帶來了壓力；(3)相關水利設施分散，給運行和管理帶來了不便。有研究人員最近開發了在水井襯砌上設置輻射管和節制閘門，對地表水與地下水的水量交換速率進行控制的技術，但此項技術僅解決了地表水與地下水水量交換速率控制的問題，其余的問題依舊存在。

發明內容

針對傳統技術存在的問題，本發明的目的是提供一種適合于平原區的新型農田地表水與地下水資源聯合調度系統，它通過為地表水庫布設的隔水層、含水層和弱連通滲渠，并在設計階段調整弱透水混凝土的厚度和滲透系數，實現地表水與地下水水量交換速率的控制，解決了現有地表水與地下水資源聯合調度技術存在的上述問題。

本發明所采用的技術方案是，一種平原區農田地表水與地下水資源聯合調度的弱連通系統，由隔水層、含水層、地表水庫、弱連通滲渠四部分組成；所述地表水庫四周上部為隔水層，下部為含水層，地表水庫的底部為弱連通滲渠；

所述隔水層和含水層的地層邊界、沉積厚度、滲透系數、給水度和貯水率根據地質勘探得到的數據來確定；

所述地表水庫的庫區規模和布置，結合當地平原區農田水文、地形、地質條件和工程設計來確定，采用半挖半填的方式在農田中興建；

所述弱連通滲渠布設于地表水庫底部，由隔水層開挖至含水層，并采用弱透水混凝土襯砌的弱透水混凝土層，使地表水庫內的地表水與含水層的地下水形成弱連通水力關系。

本發明所述的一種平原區農田地表水與地下水資源聯合調度的弱連通系統，其特征還在于，

所述地表水庫底部的弱連通滲渠的弱透水混凝土層，于層面中布設有橫向防裂鋼筋和縱向防裂鋼筋。

靠近所述地表水庫四周的隔水層上方設有用于提高水庫水位的土堤。

所述地表水庫庫底開挖的弱連通滲渠，通過設計階段所設定的弱透水混凝土厚度和滲透系數，實現對地表水與地下水水量交換速率的控制。