高效抗冲防淤型自渗回灌井室内试验研究
自渗回灌井是我国胶东半岛地下水回灌工程中最为重要的组成部分，它一般由回灌井和回灌池组成。现有自渗回灌井存在着回灌效率低、易冲刷和淤堵等问题，严重影响了回灌工程的回灌效果和使用寿命。本文对现有自渗回灌井进行了结构改进和优化，设计了三种新型内外进水式自渗回灌井，给出了新型回灌井单井回灌量的理论计算公式，研制出一套自渗回灌井室内回灌试验装置，进行了内外进水式自渗回灌井室内稳定流回灌试验，得出了新型回灌井的单井回灌量，并进行了讨论。主要研究成果如下： （1）对现有的自渗回灌井进行调研，剖析自渗回灌井的回灌过程，分析影响自渗回灌井回灌量的各种因素，以及影响自渗回灌井回灌的关键因素。现有的自渗回灌井存在的主要问题是回灌效率低、易淤堵、易被水冲刷、使用寿命低、耗用建筑材料多、后期维护成本较高等。 （2）设计出三种新型高效抗冲防淤型自渗回灌井，包括台形内外进水式自渗回灌井、方形内外进水式自渗回灌井、圆形内外进水式自渗回灌井。内外进水式自渗回灌井主要是指将回灌池更改为内外进水式，即将回灌池掏空，使水流能从顶面、外侧面、内侧面和底面进入回灌井内。内外进水式自渗回灌井增加了硬质侧壁结构且顶面做成倾向水流的斜坡，具有较好的抗冲防淤能力。 （3）建立自渗回灌井入渗过程的井流模型，提出新型自渗回灌井的渗流控制方程，给出高效抗冲防淤型自渗回灌井回灌量的理论计算公式。 （4）设计了自渗回灌井室内试验装置，进行了新型自渗回灌井室内稳定流试验，试验得出回灌水的入渗流态、回灌量以及回灌效率。与现有自渗回灌井相比，在回灌池横截面面积相同的条件下，新型自渗回灌井的回灌量约为现有自渗回灌井回灌量的2.6倍，大大提高了自渗回灌井的回灌效率。 （5）利用室内试验数据，验证了内外进水式自渗回灌井回灌量的理论计算公式，对内外进水式自渗回灌井的综合折减系数进行推算，推算出内外进水式自渗回灌井的综合折减系数为0.93～0.96，而现有自渗回灌井的综合折减系数为0.6，说明新设计的内外进水式自渗回灌井在回灌过程中产生的井损要小于现有的自渗回灌井。 本文研究成果为地下水回灌中回灌井的选择提供了多种新型高效自渗回灌井，为新型内外进水自渗回灌井单井回灌量的确定提供了理论计算依据，试验所得出的内外进水自渗回灌井单井回灌量、综合折减系数可供实际工程参考使用。研究成果对于我国北方地区轻微污染区域和沿海地区海水入侵进行地下水人工回灌、提高雨洪资源利用有效利用率具有重要的现实意义。不足之处，对于新设计的内外进水式自渗回灌井，尚未进行实际井的现场回灌试验。
地下水回灌;自渗回灌井;回灌池组;回灌工程;回灌试验
济南大学
硕士
水利工程
李旺林
2015
中文
P641.25
80
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）