本實(shí)用新型屬于地下水庫(kù)開發(fā)工程及土體滲透性能利用領(lǐng)域，具體涉及一種以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)。該水庫(kù)是在城市或鄉(xiāng)村既有場(chǎng)地上，利用土層中的孔隙或巖石中的孔隙和裂隙儲(chǔ)存雨水資源，以起到防洪減排、減少地表徑流量、涵養(yǎng)水源和生態(tài)綠化的作用。

背景技術(shù)：

隨著城市化水平的不斷提高以及全球氣候變化的影響，我國(guó)水資源時(shí)空分布不均勻問(wèn)題更加突出。強(qiáng)降雨、高溫以及臺(tái)風(fēng)等極端天氣災(zāi)害頻發(fā)。在頻頻發(fā)生的自然災(zāi)害中，我國(guó)城市防洪系統(tǒng)的薄弱面和脆弱性也隨之暴露出來(lái)。每每遇到暴雨，街道變河道、車庫(kù)成水庫(kù)的尷尬局面比比皆是。我國(guó)又是一個(gè)人均淡水資源占有量較少的國(guó)家，人均水資源占有量不足世界平均水平的1/4。為了滿足城市用水需求，各市區(qū)持續(xù)超采地下水，使地下水位不斷下降，地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題日益突出。因此如何有效利用降雨資源，解決城市供水不足，是擺在我們面前亟待解決的問(wèn)題。

地下水庫(kù)是近年來(lái)不斷發(fā)展的一項(xiàng)用于水資源調(diào)控的工程措施，作為一種高效的水資源調(diào)控工程措施，對(duì)于緩解城市洪澇災(zāi)害解決供水緊張局面具有重要意義?，F(xiàn)有水庫(kù)模式大都是利用天然地下空間所建成，比如煤礦采空區(qū)、地下溶洞、開挖的也都類似于地下車庫(kù)的大型空間。此類水庫(kù)一般遠(yuǎn)離市區(qū)，不能及時(shí)的起到防洪減排的作用，且占用一定的城市空間。因此急需一種既能夠減少地表水徑流量、儲(chǔ)蓄水資源，又不受地域條件限制的低影響地下水庫(kù)模式。在降雨時(shí)水庫(kù)內(nèi)巖土體吸水、蓄水、凈水，需水時(shí)又可以將儲(chǔ)存在地層中的水“釋放出來(lái)”并加以利用。建設(shè)有自然滲透、自然調(diào)節(jié)、自然循環(huán)的地下水庫(kù)是增強(qiáng)區(qū)域防洪功能、修復(fù)水生態(tài)環(huán)境的有效途徑，因此該水庫(kù)對(duì)于解決降水與用水問(wèn)題具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型一種以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)，該地下水庫(kù)充分利用了地層中土顆粒之間龐大的地下微空間和雨季充沛的降雨資源，合理地將海綿城市和綠色建筑理念相融合，以實(shí)現(xiàn)防洪減排、涵養(yǎng)水源、綠色生態(tài)的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)，其中：所述地下水庫(kù)包括地下土層或巖層、滲井、阻水隔水構(gòu)件；所述滲井置于地下土層或巖層中，在既有地下土層或巖層場(chǎng)地上，沿既有場(chǎng)地四周開挖溝槽，該溝槽深度范圍是當(dāng)?shù)厮痪€深度的1-20倍，將阻水隔水構(gòu)件設(shè)置在所開挖溝槽內(nèi)，阻水隔水構(gòu)件將土層或巖層和滲井圍繞在所開挖溝槽中，形成一個(gè)四周封閉的地下空間，降雨產(chǎn)生的地表徑流直接或通過(guò)滲井滲入地下土層或巖層的空隙中，并通過(guò)土層或巖層中的孔隙和裂隙，將這些雨水作為資源儲(chǔ)存，形成地下水庫(kù)。

本實(shí)用新型的效果是該地下水庫(kù)是在城市或農(nóng)村既有土地上建設(shè)地下水庫(kù)，既可以減輕由于極端天氣帶來(lái)的洪澇災(zāi)害，又能及時(shí)補(bǔ)充日益枯竭的地下水資源。減輕內(nèi)澇和排水系統(tǒng)壓力，為打造海綿城市提供一種新的施工方法；并且該水庫(kù)充分利用土層內(nèi)部空隙儲(chǔ)存大量水資源，不占用空間土地資源，因此具有一定的環(huán)保型和節(jié)能性。擬建地下水庫(kù)面積40000m²、阻水隔水構(gòu)件埋深2m時(shí)，可得到該水庫(kù)建成后與原場(chǎng)地相比可多儲(chǔ)存的水資源量為16000m³。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)平面圖；

圖2為本實(shí)用新型的以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)剖面圖；

圖3為本實(shí)用新型的滲井示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的阻水隔水構(gòu)件示意圖；

圖5為本實(shí)用新型的地下水庫(kù)三維效果圖。

圖中：

1、地下土層或巖層 2、滲井 3、阻水隔水構(gòu)件 4、滲透方向

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)結(jié)構(gòu)加以說(shuō)明。

本實(shí)用新型的以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)，所述地下水庫(kù)由地下土層或巖層1、滲井2、阻水隔水構(gòu)件3構(gòu)成；所述滲井2置于地下土層或巖層1中，在既有的地下土層或巖層1場(chǎng)地上，沿既有場(chǎng)地四周開挖溝槽，該溝槽深度范圍是當(dāng)?shù)厮痪€深度的1-20倍，將阻水隔水構(gòu)件3設(shè)置在所開挖溝槽內(nèi)，阻水隔水構(gòu)件3將土層或巖層1和滲井2圍繞在所開挖溝槽中，形成一個(gè)四周封閉的地下空間，降雨產(chǎn)生的地表徑流直接或通過(guò)滲井2滲入地下土層或巖層的空隙中，并通過(guò)土層或巖層中的孔隙和裂隙，將這些雨水作為資源儲(chǔ)存，形成地下水庫(kù)。

結(jié)合天津地區(qū)的水文地質(zhì)條件，對(duì)本實(shí)用新型的以既有地層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)中土層的基本物理性質(zhì)及該水庫(kù)所能儲(chǔ)蓄的水資源量做具體量化性分析如下：

表1天津市不同地區(qū)不同深度處黏土的基本物理性質(zhì)

表1為天津市不同地區(qū)不同深度黏土的基本物理性質(zhì)，土樣1和2、3和4、5和6分組取自三個(gè)不同的地區(qū)A、B、C。其中土樣1、3、5為深度1m處的黏土；土樣2、4、6為深度2m處的黏土。

取平均地下水位為L(zhǎng)，假定所建水庫(kù)的面積為S，則水庫(kù)體積計(jì)算公式為：

V＝S×L (1)

土的孔隙率計(jì)算公式：

式中V_V為孔隙所占體積，V為水庫(kù)的體積；則孔隙所占體積為：

V_V＝V×n (3)

飽和度S_r的計(jì)算公式為：

式中V_W為孔隙中水所占的體積；則孔隙中氣體所占體積V_a即為水庫(kù)所能儲(chǔ)蓄的水資源量，其計(jì)算公式為：

Q＝V_a＝V_v-S_r×V_V＝V_v×(1-S_r) (5)

將式(1)、(3)代入式(5)中得：

Q＝S×L×n×(1-S_T) (6)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)天津的地下水位在1.5～2.5m之間波動(dòng)，取阻水隔水構(gòu)件埋深L＝2m，假定所建水庫(kù)的面積為S＝40000m²，則水庫(kù)總?cè)莘eV＝S×L＝40000×2＝80000m³；若該地下水庫(kù)修建在區(qū)域A處，則其儲(chǔ)水量Q_a為：

Q_a＝Q₁+Q₂＝40000×1×[0.47×(1-0.6655)+0.41×(1-0.7356)]＝10624.76m³；

同理可得區(qū)域B位置處水庫(kù)的儲(chǔ)水量Q_b＝21152.80m³；

區(qū)域C位置處水庫(kù)的儲(chǔ)水量Q_c＝22106.32m³。

以上所述結(jié)合本次施工過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可有相應(yīng)的變化和更改，比如更改滲井?dāng)?shù)量和尺寸、阻水隔水構(gòu)件的深度及材質(zhì)等，凡依據(jù)本實(shí)用新型一種以既有土層作為蓄水海綿體的地下水庫(kù)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。