[发明专利]雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法及装置，包括：获取回补水源的额定回灌流量和回灌频率；确定沉淀池的截留沉速上限值和截留沉速下限值，并离散出若干个离散截留沉速；获取每一离散截留沉速对应的回灌工程寿命值；根据所有的离散截留沉速和所有的回灌工程寿命值，生成截留沉速与回灌工程寿命关系图；根据回灌工程的实际寿命值，结合所述截留沉速与工程寿命关系图，确定沉淀池的最佳设计截留沉速。本发明实施例公开的雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法及装置，不仅能地下水回补前处理工程的优化设计提供思路，同时也可以评估回灌工程的使用年限，提高回灌工程的运行效率和经济效益。

技术领域

本发明实施例涉及水利工程技术领域，具体涉及一种雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法及装置。

背景技术

地下水人工渗蓄回灌是指利用地表水源回灌补给地下水，人为地调节地下水的补排关系，从而阻止地下水位的持续下降、增加地下水的淡水补给、稳定地下水位，可充分利用汛期雨洪水、跨区域调水盈余水量，在一定的条件下，还能用来缓解和修复地面沉降、海水入侵和地下水污染等。人工回灌中，悬浮颗粒堵塞是制约回灌效率、影响回灌工程寿命的首要因素。合理的回灌水源悬浮颗粒去除预处理可控制或减轻堵塞的程度，从而提高回灌工程的入渗效率，延长回灌工程使用寿命。

现有技术中，沉淀池的设计研究主要针对饮用水处理工艺，也被用于微滴灌等灌溉系统水质的预处理方面。近年来，地下水库的概念被不断提及，利用地下空间对地表水进行调蓄，优化地表水资源的供求关系，其作用不言而喻，而在地表水源中悬浮物含量较高时，同样需要进行过滤预处理。沉淀与过滤也是雨洪资源渗蓄利用的必要环节。

但是，目前这方面的沉淀池设计研究却极少，究其原因主要是堵塞的发生与悬浮颗粒含量及分布的关系不易量化确定。沉淀池规模关乎占地面积、沉淀池清淤工作量等经济指标，地下水回补工程关乎回补水量、回补效率、工程正常使用年限等效益指标。如何科学的设计沉淀池规模，提高雨洪资源地下水回补系统的效率和效益，是亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法及装置，以解决现有技术中由于沉淀池堵塞的发生与悬浮颗粒含量及分布的关系不易量化而导致的回灌工程的运行效率低和经济效益差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面提供一种雨洪资源地下水回补系统的沉淀池规模控制方法，包括：

获取回补水源的额定回灌流量和回灌频率；

根据回灌场地约束条件和额定回灌水量需求，确定沉淀池的截留沉速上限值和截留沉速下限值；

从截留沉速上限和截留沉速下限值之间离散出若干个离散截留沉速；

获取每一离散截留沉速对应的回灌总水量；

根据一个回灌总水量，并结合回补水源的额定回灌流量和回灌频率，确定一个回灌工程寿命值；

根据所有的离散截留沉速和所有的回灌工程寿命值，生成截留沉速与回灌工程寿命关系图；

根据回灌工程的实际寿命值，结合所述截留沉速与工程寿命关系图，确定沉淀池的最佳设计截留沉速。

进一步地，所述获取每一离散截留沉速对应的回灌总水量，具体包括：

针对目标离散截留沉速，依据静水沉降法计算回灌源水经沉淀池沉淀后的悬浮颗粒浓度与粒径分布；

将时间离散若干个沉淀时段，基于初始过滤系数逐时段计算悬浮颗粒比沉积量、过滤系数、含水层渗透系数变化，当含水层渗透系数小于设定阈值时的回灌量作为目标离散截留沉速对应的回灌总水量。

进一步地，所述获取回补水源的额定回灌流量和回灌频率，具体包括：