一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构制造技术

本发明专利技术公开了一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，包括设置在待修复含水层中的多筛孔井，多筛孔井的井壁间隔设置有多个不透水区与筛孔区，多筛孔井的井壁外侧设有非均质多孔介质区域，非均质多孔介质区域包括间隔设置的第一介质区域和第二介质区域，其中，第一介质区域正对不透水区，其渗透性高于第二介质，其余区域填充第二介质，第二介质选用含水层多孔介质。本发明专利技术能够在原位多筛孔井修复方法的基础上进一步提高地下水污染的修复效率，通过在原位多筛孔井井壁外侧人为制造非均质地质条件，使通过多筛孔井输送向待修复区域的修复液发生聚集与绕流，从而增加修复液的横向弥散，提高修复液和地下水污染物之间的质量交换通量和反应混合效率。通量和反应混合效率。通量和反应混合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构


[0001]本专利技术涉及一种提高修复地下水效率的结构，尤其涉及一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构。

技术介绍

[0002]地下水是水资源的重要组成部分，地下水污染的控制与修复迫在眉睫。原位多筛孔井修复地下水的方法是一种原位地下水修复技术，通过多筛孔井将修复液注入被污染的含水层，多个筛孔区将修复液分成多条羽流，使修复液与污染物充分混合，通过生物化学反应使得污染物得到降解，该方法可以降低能源损耗和人工成本。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，通过人为制造多筛孔井井壁外侧的非均质地质条件，以加强修复液和地下水中污染物间的混合，提高修复效率。
[0004]技术方案：本专利技术包括设置在待修复含水层中的多筛孔井，所述多筛孔井的井壁间隔设置有多个不透水区与筛孔区，多筛孔井的井壁外侧设有多孔介质区域，所述的多孔介质区域包括第一介质区域和第二介质区域，其中，第一介质区域和第二介质区域间隔设置，所述的第一介质区域正对不透水区，其余区域填充第二介质。
[0005]所述第一介质区域的渗透性高于第二介质区域，第一介质为高渗透性多孔介质，本专利技术采用砾石，第二介质为含水层多孔介质，本专利技术采用砂石。
[0006]所述第一介质区域的厚度不大于不透水区的厚度。
[0007]所述的第一介质区域和第二介质区域沿多筛孔井的高度方向间隔设置，人为制造非均质地质条件。
[0008]所述第一介质区域和第二介质区域的填充方法为：
[0009](1)获取待修复含水层污染区域的地质参数；
[0010](2)根据地质参数及多筛孔井的结构确定第一介质区域和第二介质区域的孔隙度、渗透系数和尺寸；
[0011](3)在相邻筛孔区之间的位置填充第一介质，在其它井壁外侧区域填充第二介质。
[0012]所述待修复含水层污染区域的地质参数包括土壤孔隙度、渗透系数。
[0013]所述的第一介质选用渗透性高于含水层的多孔介质，本专利技术采用砾石。
[0014]所述的第二介质选用含水层多孔介质，本专利技术采用砂石。
[0015]有益效果：本专利技术能够在原位多筛孔井修复方法的基础上进一步提高地下水污染的修复效率，通过在原位多筛孔井井壁外侧人为制造非均质地质条件，使通过多筛孔井输送向待修复区域的修复液发生聚集与绕流，从而增加修复液的横向弥散，提高修复液和地下水污染物之间的质量交换通量和反应混合效率，本专利技术可以在投入成本较少的情况下有效增强反应效率，提升地下水修复效果。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例中二维数值模拟的概念模型图；
[0018]图3a为本专利技术实施例中均质地质条件的溶质羽分布图；
[0019]图3b为本专利技术实施例中非均质地质条件的溶质羽分布图；
[0020]图4是本专利技术实施例中改变砾石层位置的提升效率图；
[0021]图5是本专利技术实施例中改变砾石层尺寸的提升效率图；
[0022]图6(a)是本专利技术实施例中位置1处改变筛孔间距的提升效率图；
[0023]图6(b)是本专利技术实施例中位置2处改变筛孔间距的提升效率图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0025]如图1所示，本专利技术包括设置在待修复含水层1中的多筛孔井2，多筛孔井2的井壁间隔设置不透水区201与筛孔区202，地下水修复液由多筛孔井2的筛孔区202进入待修复含水层1。多筛孔井2的井壁外侧沿其高度方向设有非均质多孔介质区域，包括含水层多孔介质区域与高渗透性多孔介质区域，通过在原位多筛孔井井壁外侧人为制造非均质地质条件，使修复液发生聚集与绕流现象，从而增加修复羽的横向弥散与混合，进一步提高地下水的修复效率，在投入成本较少的情况下可获得更好的地下水修复效果。
[0026]如图1所示，本实施例的含水层多孔介质选用砂石，高渗透性多孔介质选用砾石，且高渗透性多孔介质的渗透性高于含水层，砂石层3与砾石层4沿多筛孔井2的高度方向间隔分布，且高渗透性多孔介质的渗透性大于含水层多孔介质。
[0027]砂石层3与砾石层4的填充方法如下：
[0028](1)获取待修复含水层1污染区域的地质参数，包括土壤孔隙度、渗透系数等。
[0029](2)根据地质参数及多筛孔井2的结构(包括筛孔区202的高度、井壁的高度等) 确定砂石层3和砾石层4的孔隙度、渗透系数和尺寸，其中，砂石层3和砾石层4的孔隙度应与待修复含水层1污染区域的孔隙度类似；砂石层3的渗透系数应与待修复含水层1污染区域的渗透系数类似；在保证多筛孔井2结构安全、稳定的情况下，砾石层4 的渗透系数应尽可能大，确保砾石层4的渗透性大于砂石层3。
[0030]砾石层4的填充厚度由多筛孔井2的井壁结构决定，在考虑施工难度和工程造价的前提下，填充长度应尽可能大。根据数值模拟计算出来了针对不同砾石层4厚度下的地下水修复效率，可以得到在高提升修复率下，砾石层4厚度与多筛孔井2井壁高度的比值范围，针对填充厚度的模拟，在多筛孔井2的井壁高度为0.023m时，砾石层4在0.01 —0.02m时，提升的修复效率都比较高，在50％以上，且0.015m时效率最高。因此，可以根据效率提升要求来选取砾石层4的厚度。因砾石层4在本实施例中的填充位置在多筛孔井2的筛孔区202中心位置处，选取砾石填充厚度后，每一层的砂石填充厚度就是两个相邻砾石层4中间的厚度。所以，砂石层3的填充厚度由砾石层4的填充厚度决定，填充长度同砾石层4的填充长度相同。
[0031](3)砂石层3、砾石层4的纵向排列应选取最优排列组合形式，在相邻筛孔区202 的正中位置外侧填充砾石，在其它井壁外侧区域填充砂石。
[0032]如图2所示，待修复含水层1模型的长
×
高＝0.60m
×
0.24m，在多筛孔井2周围选取
四个典型的位置(位置1
‑
位置4)填充砾石层以制造非均质地质条件，砾石层4的长
×
高＝0.05m
×
0.01m。模型左侧于多筛孔井2的筛孔区202和不透水区201分别连续注入修复液与受污染地下水，筛孔区202宽度设为0.01m，不透水区201宽度设为0.023m。待修复含水层1的渗透系数设为2.5
×
10
‑3m/s，砂石层3的渗透系数设为2.5
×
10
‑3m/s，砾石层4的渗透系数分别设为2.5
×
10
‑1m/s和2.5
×
10
‑2m/s，孔隙度均设为0.4。实验结果如下：
[0033]相比图3a中均质地质条件的溶质羽分布图，通过人为设置多筛孔井2周围的非均质地质条件会引起由多筛孔井2井壁的筛孔区202处注入的修复羽流发生聚集及绕流现象，如图3b所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，其特征在于，包括设置在待修复含水层(1)中的多筛孔井(2)，所述多筛孔井(2)的井壁间隔设置有多个不透水区(201)与筛孔区(202)，多筛孔井(2)的井壁外侧设有多孔介质区域，所述的多孔介质区域包括第一介质区域和第二介质区域，其中，第一介质区域和第二介质区域间隔设置，所述的第一介质区域正对不透水区(201)，其余区域填充第二介质。2.根据权利要求1所述的一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，其特征在于，所述第一介质区域的渗透性高于第二介质区域。3.根据权利要求1或2所述的一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，其特征在于，所述第一介质区域的厚度不大于不透水区(201)的厚度。4.根据权利要求1或2所述的一种提高多筛孔井修复地下水效率的结构，其特征在于，所述的第一介质区域和第二介质区域沿多筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶逾，许文瑜，刘森，鲁春辉，谢一凡，井淼，徐腾，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：