大气降水存储地下水库系统及建造方法与流程

1.本发明涉及地下储水技术领域，尤其涉及一种大气降水存储地下水库系统及建造方法。


背景技术：

2.在地表出露完整基岩缺少地下水的山区，尤其是由完整基岩形成的海岛，由于地层岩性完整致密导致雨水无法渗入，难以存储雨水。
3.对于由完整基岩形成的海岛，不仅面积较小，且淡水资源的极度缺乏，是海岛开发的主要制约因素之一，目前这种海岛的淡水水源主要靠降雨和船只运送，或由海水淡化装置得到，船只的运送受运力的限制和气候的影响而使得规模有限，海水淡化装置耗用能量大，而雨水收集往往由于无法储存而白白流入海中浪费掉了。海岛处于海洋中，一般有较丰沛的降雨，收集雨水储存为最优选择，当然，我们可以在海岛上建造堤坝形成水库，但是这种地形条件在海岛上是很难找到的，不能普遍使用，而且远离大陆的海岛难于找到筑坝的材料，建造成本亦非常高。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出一种大气降水存储地下水库系统及建造方法。
5.本发明的技术方案是：一种大气降水存储地下水库系统，包括覆盖山区某区域或海岛的完整基岩，完整基岩的上表面通过设置若干边界竖井形成水库边界，该水库边界的下端靠近完整基岩的底部，水库边界内的岩石被压裂形成裂隙储水库，裂隙储水库的中部设有取水井。
6.优选的，所述水库边界上的若干边界竖井沿设计的边界布置。
7.优选的，完整基岩及周边的地表建有将降水导流至压裂井并渗入裂隙储水库的拢水收集渠。
8.优选的，所述的取水井内设有水泵、泵管，泵管和供水管网连接。
9.优选的，所述裂隙储水库内的基岩裂隙的间隙从下向上逐渐变小。
10.一种大气降水存储地下水库系统的建造方法，包括以下步骤：s1、测绘出完整基岩的形状和占地面积，规划出储水库的体积；s2、根据规划，用钻孔工具沿着规划的储水库水平边界在完整基岩上表面钻探出若干边界竖井，垂向钻探深度控制在完整基岩体以内，避免打穿完整基岩体，随后在边界竖井之间进行定向压裂，使规划边界垂向形成裂隙界面，作为水库边界；s3、使用钻孔工具在水库边界内的岩石表面向下钻出若干压裂竖井，若干压裂竖井均匀布置于岩石表面，压裂竖井的钻探深度和边界竖井的钻探深度相同；s4、将压裂工具放入压裂竖井内，并从下向上逐步进行压裂，向上压裂的过程中压裂工具的压力泵压力逐渐减小，直至压裂竖井的压裂段被完全压裂；s5、根据步骤s4对若干压裂竖井进行逐个压裂，压裂竖井形成的基岩裂隙只能延
展至水库边界竖井之间形成的垂向裂隙界面，水库边界内被压裂的岩石形成裂隙储水库；s6、在裂隙储水库的地表修建拢水收集渠，将降水导流至压裂竖井并渗入裂隙储水库；s7、选择裂隙储水库中合适的压裂竖井下入井管、滤水管，将其改造成取水井。
11.优选的，所述的压裂工具采用压力泵清水压裂，钻孔工具采用水文钻机。
12.本发明的有益技术效果是：该地下水库系统用于被完整基岩覆盖的山区或海岛，通过在完整基岩的规划边界之间钻出边界竖井，并在边界竖井之间进行定向压裂形成水库边界，水库边界内的岩石通过钻井和压裂形成基岩裂隙，在水库边界内形成裂隙储水库，大气降水落到岩石表面后从裂隙之间的缝隙渗入水库内存储形成地下水，不会再从岩石表面流失浪费掉，通过取水井将储存的地下水取出供人们使用；另外，通过修建地表拢水收集渠，将降水导流至压裂井并入渗裂隙储水库，提高储水效率；该地下水库系统内基岩裂隙的间隙从下向上逐渐变小，储水库上部的裂隙很小，整体结构轻度高且更加近平整的地面，储水量小，储水库下部的间隙较大，类似于碎石群，能够储存较多的地下水，因此这种裂隙储水库的蒸发量很小，水库内储存的水不易流失，接近自然的地下水，这种裂隙储水库相对自然水库的蒸发量小，且能够利用到水库地表的土地资源。
13.该地下水库系统解决了被完整基岩覆盖的山区或海岛难以存储地下水的问题，解决了该地区人们的用水难题，不影响人们在水库上方正常的生产生活，施工过程不需要额外的建筑材料，节约了材料成本，适合在相关区域全面推广。
附图说明
14.图1是本发明的完整基岩上钻出水库边界以及在水库边界内岩石钻井后的俯视结构示意图；图2是图1的a-a向剖视图；图3是本发明水库边界内岩石形成裂隙水库后的俯视结构示意图；图4是图3的b-b向剖视图。
15.图5是图4的取水井中放入井管后的结构示意图。
16.图中，11.完整基岩、12.裂隙界面、121.边界竖井、13.裂隙储水库、14.取水井、141.井管、142.滤水管、16.压裂竖井、17.压裂工具。
具体实施方式
17.实施例一，参见说明书附图 1
‑ꢀ
5， 一种大气降水存储地下水库系统，包括覆盖山区某区域或海岛的完整基岩，完整基岩的上表面通过设置若干边界竖井形成水库边界，该水库边界的下端靠近完整基岩的底部，水库边界内的岩石被压裂形成裂隙储水库，裂隙储水库的中部设有取水井。该取水井内设有水泵、泵管，泵管和供水管网连接，把裂隙储水库内储存的水抽出供周边居民使用，在水库的一侧设置净水设备，若水库内的水达不到饮用标准，通过净水设备净化后供居民饮用。
18.所述水库边界上的若干边界竖井沿设计的边界布置，还可在水库边界的外侧设置
一圈挡水围墙，挡水围墙用于挡住未及时从储水库表面渗入而向外流出的雨水，提高储水效率。
19.完整基岩及周边的地表建有将降水导流至压裂井并渗入裂隙储水库的拢水收集渠，通过该拢水收集渠将碎石储水库周边地表的降水导流至压裂井并入渗裂隙储水库内，碎石储水库上部的裂隙较小，压裂井能够较为完成的保存在地表。
20.所述裂隙储水库内的基岩裂隙的间隙从下向上逐渐变小，整体结构轻度高且更加近平整的地面，不影响人们在表面的正常活动。
21.实施例二，参见说明书附图 1
‑ꢀ
5，大气降水存储地下水库系统的建造方法，其特征是：包括以下步骤：s1、测绘出完整基岩的形状和占地面积，规划出储水库的体积；s2、根据规划，用钻孔工具沿着规划的储水库水平边界在完整基岩上表面钻探出若干边界竖井，垂向钻探深度控制在完整基岩体以内，避免打穿完整基岩体，随后在边界竖井之间进行定向压裂，可选用定向水力压裂，通过高压水的切割，将边界截裂竖井之间切出缝隙，形成水库的边界，使规划边界垂向形成裂隙界面，作为水库边界；s3、使用钻孔工具在水库边界内的岩石表面向下钻出若干压裂竖井，若干压裂竖井均匀布置于岩石表面，压裂竖井的钻探深度和边界竖井的钻探深度相同；s4、将压裂工具放入压裂竖井内，并从下向上逐步进行压裂，向上压裂的过程中压裂工具的压力泵压力逐渐减小，直至压裂竖井的压裂段被完全压裂；s5、根据步骤s4对若干压裂竖井进行逐个压裂，压裂竖井形成的基岩裂隙只能延展至水库边界竖井之间形成的垂向裂隙界面，水库边界内被压裂的岩石形成裂隙储水库；s6、在裂隙储水库的地表修建拢水收集渠，将降水导流至压裂竖井并渗入裂隙储水库；s7、选择裂隙储水库中合适的压裂竖井下入井管、滤水管，将其改造成取水井，水库下部的存水从滤水管进入到取水井内。
22.所述的压裂工具采用压力泵清水压裂，钻孔工具采用水文钻机。