[发明专利]一种基于固沟保塬工程的辐射井排水装置及方法

权利要求书

1.一种基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：包括在沟底水平展布的若干层横井单元(1)，横井单元(1)的层数及高程根据地下水位的浮动区间确定；横井单元(1)连接用于实现虹吸作用的竖井单元(2)，根据横井单元(1)的布置位置结合虹吸排水的最大垂直高差确定竖井单元(2)的倾斜角度；竖井单元(2)连接用于引流的排水单元(3)；

所述的横井单元(1)包括若干根水平排水管(11)，水平排水管(11)之间通过横井三通接头(12)连接成二叉树辐射状的结构；所述的竖井单元(2)包括倾斜排水管(21)以及用于连接倾斜排水管(21)与水平排水管(11)的倾斜三通接头(22)。

2.根据权利要求1所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：所述的水平排水管(11)上开设有多个渗水孔(13)，水平排水管(11)的外壁上包裹有滤网(14)。

3.根据权利要求1所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：所述倾斜排水管(21)的倾角小于90°，倾斜排水管(21)的两个端部之间高度差小于10m。

4.根据权利要求1或3所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：每根水平排水管(11)的长度为6m，水平排水管(11)与倾斜排水管(21)的内径均为70mm。

5.根据权利要求1所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：所述的水平排水管(11)周围填充有用于作为滤层的砾石。

6.根据权利要求1所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置，其特征在于：排水单元(3)通过引流管(31)将虹吸出的地下水在沟底硬化的渠道中汇集并排放至下游，或者建立沟头蓄水池，将虹吸出的地下水汇集在蓄水池中，然后泵吸至塬上进行使用。

7.一种如权利要求1所述基于固沟保塬工程的辐射井排水装置的排水方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过横井三通接头(12)将若干根水平排水管(11)连接成二叉树辐射状的结构，确定沟头坡脚地区地下水位的浮动区间，根据地下水位的浮动区间确定横井单元(1)的布置层数并确定横井单元(1)相应的布置高程，根据横井单元(1)布置位置结合虹吸排水的最大垂直高差确定倾斜排水管(21)的倾斜角度，对竖井单元(2)进行安装；

步骤二：在水平排水管(11)的外壁上包裹滤网(14)，并在水平排水管(11)的周围填充砾石作为滤层，根据等势面原理，在初始状态下，倾斜排水管(21)中的水位与此平齐；

步骤三：将排水单元(3)的引流管(31)伸入倾斜排水管(21)中，根据虹吸原理，当地下水位越过横井单元(1)的布置平面后，由于倾斜排水管(21)的两个端部的高度差小于虹吸排水的最大垂直高差，因此自动启动虹吸排水过程，将井中地下水排出；当井中水位下降后，产生水力坡度，使得黄土中含有的地下水将继续通过水平排水管(11)的渗水孔(13)进入，直到将此处地下水位降至与横井单元(1)的水平面平齐；

步骤四：通过引流管(31)将地下水在沟底硬化的渠道中汇集，并通过渠道排泄至下游；或建立沟头蓄水池，将排出的地下水汇集在蓄水池中，然后泵吸至塬上进行使用。

8.根据权利要求7所述的排水方法，其特征在于：所述横井单元(1)的布置层数及布置高程确定之后采取沟头填埋和坡改梯两种方式进行安装。