珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法技术

一种珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其包括以下步骤：步骤一：对待建造的珊瑚岛礁进行技术勘探；步骤二：建造环状的不透水帷幕墙；步骤三：采用高压定深注浆工艺建造减渗层，所述减渗层与所述不透水帷幕墙的底部相连；步骤四：建造雨水收集助渗管网系统。本发明专利技术通过在珊瑚岛礁陆地区域的地层建造一个环状封闭、深度可达更新世喀斯特含水层的不透水帷幕墙、在陆地地表下建造一个加强雨水渗入的雨水收集助渗管网系统和减少全新世和更新世不整合面地层的渗透系数的减渗层，构造一个巨大的位于整个岛礁地层中的地下蓄水容器，该容器通过降雨不断得到补充，以解决自然状态下珊瑚岛礁淡水透镜体的可利用淡水量小、极其脆弱和不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法
本专利技术涉及珊瑚岛礁淡水存集领域，尤其是涉及一种珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其将珊瑚岛礁自然形成的淡水透镜体体积拓展到原来的数十倍，形成体积大，稳定、可靠、有开采价值的地下淡水库。
技术介绍
如图1所示，在珊瑚岛礁的特定地质条件下，经过长期的自然作用，充满岛体内的海水逐渐被雨水驱离，形成中间厚、边缘薄的淡水透镜体。淡水透镜体的生成有三个必要同时存在条件：需达到一定数量的降雨、特殊的珊瑚岛地质构造和海水淡水间的容重差异，但自然状态下，上述三个条件是非常不稳定的，因此，所述淡水透镜体的存在也是随条件变化而变化。如图1所示，所述淡水透镜体被四面海水包围，由于海水中的盐分向淡水的渗透、珊瑚岛礁的较大的渗透系数和淡水补充的变化，淡水透镜体始终处于一种动态变化中，淡水透镜体的存在实际上是这种动态变化在珊瑚岛礁中海水和淡水的暂时平衡。这种淡水透镜体中可利用淡水数量受降雨量大小、岛礁面积、珊瑚岛的地质构造和气候影响极大，且可开采数量十分有限和不稳定。[珊瑚岛礁淡水透镜体的开发利用重庆大学出版社（2017.8.1）]。现有公开的一些文献提出了部分解决的方法，但都没有彻底解决这一问题。中国专利公开号CN106351286A公开一种珊瑚礁砂地下淡水赋存和使用方法。由埋置在珊瑚礁周围填土中的多个集水井及给水系统组成，集水井呈圆形或方形，侧壁均匀布置有孔洞，顶部有带泄水孔的顶盖，集水井用于收集雨水，通过给水系统输送到需要的位置。水下铺设有复合土工膜，隔绝外部海水，带坡度的集水路面可将雨水汇集到集水井，通过集水井侧壁孔洞雨水向集水井周围扩散，逐步形成淡水区域。该专利技术一定程度上能解决珊瑚礁邻近海岛的饮水问题；该专利文件中公开技术书方案的不足之处在于：没有解决珊瑚岛礁淡水的数量不足、降雨影响大，是一个变形水窖，不能很好地解决淡水渗透流失和海水弥散扩散影响而淡水量的不稳定的问题。中国专利公开号CN1548665公开一种珊瑚礁岛淡水透镜体的合理开采技术,包括确定淡水透镜体的具体形状及储水量、确定淡水透镜体的允许开采量和确定淡水透镜体的开采强度的技术方法,能够较准确地计算出珊瑚礁岛淡水透镜体的具体形状及储水量,从而能够较准确地确定珊瑚礁岛某一位置淡水层的厚度,为淡水开采点的定点选址提供了准确可靠的参考依据；同时为珊瑚礁岛全年淡水计划开采量的制定及合理取水提供准确可靠的参考资料,避免地下淡水资源的盲目过度开采。该专利文件中公开技术书方案的不足之处在于：只是解决如何合理开采现有珊瑚礁岛淡水透镜体中淡水，没有解决珊瑚岛礁淡水透镜体的可利用淡水量小、极其脆弱和不稳定的问题。另，目前远海海岛淡水供应通常采用船运法、海水淡化等方法解决远海海岛淡水供应问题。其中：船运法受海况、气候、风浪影响较大且成本高昂；海水淡化设备成本高、能源消耗多、设施占地面积大、需要建设工厂和组建维护队伍，成本价格亦较高。。因此，如何克服自然状态下珊瑚岛礁淡水透镜体的可利用淡水量小、极其脆弱和不稳定的不足，使珊瑚岛礁的地下可利用淡水量显著增加，并可稳定可靠地开采利用是本领域技术人员需要解决的重要技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是如何克服自然状态下珊瑚岛礁淡水透镜体的可利用淡水量小、极其脆弱和不稳定的不足，使珊瑚岛礁的地下可利用淡水量显著增加，并可稳定可靠地开采利用。为解决上述问题，本专利技术提供一种珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法的技术方案，其包括以下步骤：步骤一：对待建造的珊瑚岛礁进行技术勘探，以确定于所述珊瑚岛礁上建造集水设施的施工区域；步骤二：于所述施工区域边沿，建造一环状的不透水帷幕墙；步骤三：于所述施工区域内的地下，采用高压定深注浆工艺建造减渗层，所述减渗层与所述不透水帷幕墙的底部相连，形成设置于地下的巨型集水容器；步骤四：于所述施工区域内的地表，建造雨水收集助渗管网系统，所述雨水收集助渗管网系统位于所述集水容器的开口处，以辅助收集雨水。进一步优选的：沿着所述施工区域边沿，采用高压旋喷桩工艺或深层搅拌桩工艺从所述珊瑚岛礁地表竖直建造止水桩，各所述止水桩的底部超过所述珊瑚岛礁地下不整合面且直至更新世喀斯特含水层，多个止水桩围成一环形封闭式墙体，形成所述不透水帷幕墙。进一步优选的：各所述止水桩的直径范围是300mm-800mm，各止水桩于地下的深度超过不整合面1米至2米，所述相邻两止水桩之间具有10%-40%重合部。进一步优选的：所述不透水帷幕墙的渗透系数不小于0.1M/d。进一步优选的：于所述施工区域内地面垂直开设多个注浆钻孔，各所述注浆钻孔底位于所述施工区域地下的不整合面处，且相邻所述注浆钻孔底部可采用水平弯钻孔连通；向各注浆钻孔内注浆，以于所述施工区域内不整合面处获得注浆层，该注浆层为所述减渗层。进一步优选的：所述减渗层施工区域内地面以下13－30米处，且所述减渗层厚度范围是0.05-0.8米。进一步优选的：所述雨水收集助渗管网系统包括地表雨水收集设施、雨水助渗管网以及多个贮水调节池；所述地表雨水收集设施与任一所述贮水调节池连通，以收集地表雨水；所述多个贮水调节池之间通过连接管连通，以平衡各贮水调节池水量，所述雨水助渗管网竖直插入所述施工区域内地表，以辅助雨水下渗。进一步优选的：所述多个贮水调节池分散的分布于所述施工区域内，所述多个贮水调节池的总容量不小于所述珊瑚岛礁所在地气候的日最大降雨量的35%；各贮水调节池为独立的施工塑料密封池，且埋设于所述施工区域内的地表。进一步优选的：所述雨水助渗管网的总表面积为所述珊瑚岛礁受雨陆地面积的0.3－2.5倍，所述雨水助渗管网包括多个助渗管个，各助渗管垂直埋设于所述施工区域内的地表，且埋置深度不小于1.2米。进一步优选的：所述地表雨水收集设施为地表雨水收集沟渠，该地表雨水收集沟渠开设于所述施工区域内的地表。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过在珊瑚岛礁陆地区域的地层建造一个水平封闭、深度可达更新世喀斯特含水层的不透水帷幕墙、在珊瑚岛礁陆地地表下建造一个加强雨水渗入地下的雨水收集助渗管网系统和适当减少全新世和更新世不整合面地层的较小渗透系数的减渗层，构造出一个巨大的位于整个珊瑚岛礁地层中的地下蓄水容器，或称为地下水库；形成的这个蓄水容器的侧面是环绕整个岛礁的几乎不渗水的帷幕墙，顶面是尽可能将降雨收集渗入地下的雨水助渗系统，底面是渗透能力远低于自然状态珊瑚礁的减渗层，该结构在经过若干时间的降雨量的蓄积，由降雨形成的淡水将逐步将容器中的海水从底部的减渗层挤出，并充满整个地下水库，形成一个可利用的巨大的淡水源，且这个淡水源可以通过降雨不断得到补充，从而有效的解决自然状态下珊瑚岛礁淡水透镜体的可利用淡水量小、极其脆弱和不稳定的问题；另，本专利技术阐述的技术能将地面降雨经过天然土壤过滤，再自动地收集到经本专利技术方法建成的地下淡水库，作为地下淡水资源，随用随取，一次投资，永久使用，免维护、不占地，除供应岛民生活、生产用水之外，因为地下淡水水位的提高，还能够涵养地表绿化植被；且，与现有船运、海水淡化等方法相比，本专利技术可彻底改善海岛生态环境，而其长期成本比其他供水方式成本降低几十倍，以南海地区的平均年降水量2000mm－3000mm/年计算，采用本专利技术收集的淡水，每平方公里每年可生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一：对待建造的珊瑚岛礁进行技术勘探，以确定于所述珊瑚岛礁上建造集水设施的施工区域；步骤二：于所述施工区域边沿，建造一环状的不透水帷幕墙；步骤三：于所述施工区域内的地下，采用高压定深注浆工艺建造减渗层，所述减渗层与所述不透水帷幕墙的底部相连，形成设置于地下的集水容器；步骤四：于所述施工区域内的地表，建造雨水收集助渗管网系统，所述雨水收集助渗管网系统位于所述集水容器的上部开口处，以辅助收集雨水。

【技术特征摘要】
1.珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤一：对待建造的珊瑚岛礁进行技术勘探，以确定于所述珊瑚岛礁上建造集水设施的施工区域；步骤二：于所述施工区域边沿，建造一环状的不透水帷幕墙；步骤三：于所述施工区域内的地下，采用高压定深注浆工艺建造减渗层，所述减渗层与所述不透水帷幕墙的底部相连，形成设置于地下的集水容器；步骤四：于所述施工区域内的地表，建造雨水收集助渗管网系统，所述雨水收集助渗管网系统位于所述集水容器的上部开口处，以辅助收集雨水。2.根据权利要求1所述的珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其特征在于：沿着所述施工区域边沿，采用高压旋喷桩工艺或深层搅拌桩工艺从所述珊瑚岛礁地表竖直建造止水桩，各所述止水桩的底部超过所述珊瑚岛礁地下不整合面且直至更新世喀斯特含水层，多个止水桩围成一环形封闭式墙体，形成所述不透水帷幕墙。3.根据权利要求1所述的珊瑚岛礁地下淡水集水设施建造方法，其特征在于：所述减渗层施工区域内地面以下8－30米处，且所述减渗层厚度范围是0.05-0.8米。4.根据权利要求1所述的珊瑚岛礁地下淡水集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权民，卫振海，王咏今，何国杰，
申请(专利权)人：卫振海，王权民，
类型：发明
国别省市：北京,11