劉繼朝 高業(yè)新 馮欣 張冰 張英平 張亞哲

摘要：以雙重介質(zhì)滲流理論為基礎(chǔ)，借鑒復(fù)合地基施工技術(shù)，選取沖積砂、河砂等作為試驗(yàn)填充材料，在粉砂、中砂地層中開(kāi)展砂穴式入滲試驗(yàn)，研究了砂穴這一入滲方式的入滲效率。結(jié)果表明：分選好的多孔介質(zhì)更適宜作為砂穴填料；河砂作為填料比沖積砂入滲效果更好；入滲效率受受水介質(zhì)影響明顯。在不同巖性中利用穴式入滲，入滲效率明顯不同。中砂地層的入滲效率是粉砂地層的76倍，是粉砂地表入滲的481倍。在同一巖性中利用不同的入滲方式，其入滲效率有很大差距。在粉砂地層中利用穴式入滲，其入滲效率是粉砂地表的63倍。

砂穴式入滲是一種可以加快入滲速率可操控性的技術(shù)方法，它將促進(jìn)滲流理論轉(zhuǎn)化為減輕雨洪災(zāi)害的技術(shù)形成生產(chǎn)力服務(wù)于城市（或者山區(qū)）洪澇減災(zāi)，提高水資源的有效利用水平，促進(jìn)水循環(huán)體系自我恢復(fù)和良性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：包氣帶；砂穴式入滲；受水介質(zhì)；入滲效率；入滲速率

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：

16721683（2018）05019307

A primary tentative study on sand hole infiltration

LIU Jichao，GAO Yexin，F(xiàn)ENG Xin，ZHANG Bing，ZHANG Yingping，ZHANG Yazhe

（

Institute of Hydrogeology and Environmental Geology，CAGS，Shijiazhuang 050061，China）

Abstract：

According to the double porosity media flow theory and the construction technology of composite foundation，with alluvial sand and river sand as experimental padding，we carried out a sand hole infiltration test in the silt and medium sand strata，and studied the efficiency of sand hole infiltration.The results showed that the separated porous media was more suitable for filling sand holes.River sand was more effective as padding than alluvial sand.Infiltration efficiency was obviously affected by aqueous medium.Using sand hole infiltration for different lithological characteristics showed obviously different infiltration efficiency.The infiltration efficiency of medium sand stratum was 76 times of that of the silt stratum and 481 times of that of the silt surface.Using different infiltration modes for the same lithological characteristic also showed very different infiltration efficiency.The infiltration efficiency of silt stratum was 63 times of that of the silt surface.Sand hole infiltration is a manageable technical method which can speed up the infiltration rate.It will promote the conversion of the percolation theory into technologies for alleviating flood disasters in urban or mountainous areas.It will enhance the effective utilization of water resources，and promote the selfrecovery and healthy development of water cycle system.

Key words：

vadose zone；sand hole infiltration；aqueous medium；infiltration efficiency；infiltration rate

隨著城市發(fā)展，不透水面積擴(kuò)大，人工附加徑流量增大，導(dǎo)致洪峰流量超越了排水渠泄洪能力調(diào)節(jié)極限，城市排水設(shè)施無(wú)法增加泄洪能力，排水受阻，引起了一系列的水文效應(yīng)，誘發(fā)了城市雨洪災(zāi)害等環(huán)境問(wèn)題[1]。土地利用/土地覆蓋（被）變化（LUCC）誘發(fā)水環(huán)境效應(yīng)引起了人們的高度關(guān)注，入滲研究成為當(dāng)前水文學(xué)、土壤學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一[2]。為應(yīng)對(duì)入滲途徑受阻帶來(lái)的一系列水環(huán)境問(wèn)題，科研工作者開(kāi)展了大量的研究工作，取得了豐碩的成果。在研究方法方面，除最早應(yīng)用于描述土壤中動(dòng)物活動(dòng)所形成的孔洞方面的染色劑示蹤技術(shù)[3]、土壤含水量TDR監(jiān)測(cè)技術(shù)[4]等常規(guī)手段外，利用CT掃描技術(shù)可以在不擾動(dòng)土壤的前提下獲得土體孔隙的三維結(jié)構(gòu)[5]以及對(duì)土壤中的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、粒徑組成等進(jìn)行探究[6]；另外，核磁共振技術(shù)[7]、探地雷達(dá)（GPR）技術(shù)[8]等也成為了土壤優(yōu)勢(shì)流入滲研究的得力助手。在基礎(chǔ)研究方面，研究結(jié)果表明：表層土疏松多孔，利于水向更深層次入滲，大孔隙能使水分在土壤中以較快的速度運(yùn)移，加快水分在土中的傳導(dǎo)[9]；在孔隙直徑相差較大的界面上大孔隙流和基質(zhì)流是包氣帶滲流的主要形式[10]；松散沉積物組成的包氣帶有儲(chǔ)水性和滯水性，上層滯水只有在降雨量或者雨強(qiáng)較大時(shí)才會(huì)產(chǎn)生[11]，在包氣帶中沿不同透水性土層界面流動(dòng)的水流峰值往往滯后于降雨徑流主峰[12]；穩(wěn)定滲透速率隨著失穩(wěn)性團(tuán)粒含量的增加而減小，表層土失穩(wěn)性團(tuán)粒層狀聚集封堵土壤水分入滲的通道，可使入滲能力急劇衰減[13]，表層土團(tuán)聚體遭到破壞，失穩(wěn)的顆粒填充了土體的孔隙，表層土被壓實(shí)造成的入滲的影響大大超過(guò)其它因素的影響，其減少入滲量可達(dá)80%左右[14]?？焖贊B濾取得了良好的發(fā)展，如：張子元等[15]闡述了人工快速滲濾系統(tǒng)（CRI）對(duì)主要污染元素氮、磷、有機(jī)物的主要去除機(jī)理和去除過(guò)程，以及凈化過(guò)程中的限制因素；董瑞海等[16]研究認(rèn)為地下滲濾系統(tǒng)具有氮、磷去除能力強(qiáng)、可降解病原體等優(yōu)點(diǎn)。改進(jìn)的快速滲濾系統(tǒng)，處理效率高，而且對(duì)水體各種污染物的去除率均較高，可以對(duì)污水進(jìn)行適當(dāng)處理，達(dá)到目標(biāo)用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，避免了水體的污染，使之成為多種用途的水資源，能在很大程度上緩解我國(guó)水資源的緊缺狀況[17]，已在污水處理生產(chǎn)中得以推廣應(yīng)用。

在城市雨洪問(wèn)題專項(xiàng)研究方面：唐雙成等[18]研究了城市化對(duì)區(qū)域水環(huán)境的不利影響；邢薇等[19]研究了針對(duì)可持續(xù)城市雨水系統(tǒng)的科學(xué)動(dòng)態(tài)評(píng)估方法；王文亮等[20]探討了城市低影響開(kāi)發(fā)雨水控制利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)施規(guī)模計(jì)算方法；彭秋偉等[21]研究了不同LID措施實(shí)施后對(duì)城市排澇模數(shù)的定量影響；車伍等[22]研究認(rèn)為在城市雨水排放系統(tǒng)中建造雨水多功能調(diào)蓄設(shè)施既可以減少雨水資源的流失，又可以緩解城市水澇；黃俊杰等[23]研究了植草溝對(duì)道路降雨徑流的水文控制效果；趙兵兵等[24]研究了土地利用方式的改變對(duì)徑流污染負(fù)荷輸出的影響，提出控制屋面徑流和路面徑流污染的低影響開(kāi)發(fā)（LID） 技術(shù)措施；孫艷偉等[25]通過(guò) SWMM 軟件建立模型，對(duì)不同重現(xiàn)期降水的典型 LID 措施截流池、入滲帶、透水性路面和生物滯留池進(jìn)行了模擬研究；深圳市光明新區(qū)在全國(guó)率先創(chuàng)建了低影響開(kāi)發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)[26]。雨洪合理開(kāi)發(fā)利用技術(shù)研究正在作為解決城市缺水和防洪問(wèn)題的一項(xiàng)重要措施[27]成為研究焦點(diǎn)。

前人的研究工作在入滲過(guò)程探查的技術(shù)方法、入滲影響因子、水質(zhì)控制及城市雨洪專項(xiàng)研究等方面取得了豐碩成果，但由于對(duì)人工速滲通道構(gòu)建技術(shù)研究偏少，仍未能針對(duì)面狀水源補(bǔ)給地下水過(guò)程中存在的“肚大口小、能容難進(jìn)”[28]問(wèn)題，

也就是說(shuō)，地下儲(chǔ)水空間大，但上覆土層滲透性小，地表水不能及時(shí)進(jìn)入地下空間，

給出可操控性技術(shù)方法。國(guó)家對(duì)城市雨水的管理從傳統(tǒng)“快排式”管理轉(zhuǎn)變?yōu)楹＞d城市建設(shè)的科學(xué)管理模式[29]，出臺(tái)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出將70%的降雨就地消納和利用的建設(shè)目標(biāo)，但承擔(dān)著增強(qiáng)城市防澇能力重任的30個(gè)試點(diǎn)海綿城市中仍然有19個(gè)城市發(fā)生了內(nèi)澇[30]。為了管理汛期多余水量，以備枯水期之用，就需要制定合理的水量調(diào)控措施[31]。發(fā)展具有占地少、施工方便、入滲速度快、攔蓄量大、可零星分布等特征的城市雨水就地快速攔蓄理論技術(shù)方法，解決“城市看海”問(wèn)題、確保城市秀美，成為新時(shí)代對(duì)水文地質(zhì)學(xué)科發(fā)展的呼喚。

本次試驗(yàn)研究工作，從地層蓄水處著眼，以大孔隙優(yōu)先流理論為指導(dǎo)，從構(gòu)建雨水快速入滲通道著手，用提高入滲速率的方法解決城市用地受限問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)雨水快速入滲。通過(guò)砂穴填料滲透性優(yōu)選試驗(yàn)、砂穴入滲效率試驗(yàn)，確立砂穴填料原則、測(cè)試入滲速率、分析應(yīng)用前景，形成城市雨水快速入滲技術(shù)方法，為劃分集水區(qū)、構(gòu)建擇地而入的城市雨水就地?cái)r蓄管理模式打下基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自然界水循環(huán)與人類城市建設(shè)的和諧相處。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)為第四紀(jì)沖洪積平原，水位埋深45 m左右。根據(jù)試驗(yàn)區(qū)地層巖性特征劃分為粉砂試驗(yàn)場(chǎng)和中砂試驗(yàn)場(chǎng)。粉砂試驗(yàn)場(chǎng)巖性結(jié)構(gòu)自上而下為：0～20 cm是以粉土為主的填土；20～90 cm為近粉土的粉砂，其基本特征為粒徑大于0075 mm的顆粒占總質(zhì)量的531%，粒徑小于0075 mm的顆粒占總質(zhì)量的469%，滲透系數(shù)073 m/d，底部無(wú)上層滯水；其下為粉質(zhì)黏土。中砂試驗(yàn)場(chǎng)巖性結(jié)構(gòu)自上而下為：0～20 cm是以粉土為主的填土；其下為厚度大于2 m的中砂層，其基本特征為粒徑大于025 mm的顆粒占總質(zhì)量的526%，粒徑0075～025 mm的顆粒占總質(zhì)量的283%，粒徑小于0075 mm的顆粒占總質(zhì)量的191%，滲透系數(shù)86 m/d。

1.2 試驗(yàn)材料

主要使用四種材料。分別為沖積砂、河砂、濾料質(zhì)石英砂和水洗沖積砂，詳見(jiàn)表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分兩組進(jìn)行，第一組為砂穴填料滲透性優(yōu)選試驗(yàn)，第二組為砂穴入滲效率試驗(yàn)。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)情況見(jiàn)圖1。

第一組包括4個(gè)試驗(yàn)，分別是：填料為沖積砂的粉砂層砂穴式入滲試驗(yàn)（M1）、填料為水洗沖積砂的粉砂層砂穴式入滲試驗(yàn)（M2）、填料為河砂的粉砂層砂穴式入滲試驗(yàn)（M3）和作為對(duì)照的粉砂地層入滲試驗(yàn)（M4）。

第二組包括3個(gè)試驗(yàn)，分別是：填料為濾料質(zhì)石英砂的中砂層砂穴式入滲試驗(yàn)（V1）、填料為濾料質(zhì)石英砂的粉砂層砂穴式入滲試驗(yàn)（V2）和作為對(duì)照的粉砂層入滲試驗(yàn)（V3）。

試驗(yàn)操作方法主要借鑒自樁基施工的洛陽(yáng)鏟挖孔法。此方法在切土、取土過(guò)程中對(duì)周圍土體擾動(dòng)小，易于保持孔壁穩(wěn)定，且可避免振動(dòng)和噪音，能在極狹窄的場(chǎng)地和空間內(nèi)作業(yè)，可大量節(jié)約能源，環(huán)保且造價(jià)低、工期短、質(zhì)量可靠、適用范圍大。

施工時(shí)，清除上部雜填土。用洛陽(yáng)鏟打直徑10 cm、深50 cm的孔，分別填入沖積砂、水洗沖積砂、河砂。填料不做壓實(shí)處理，以防破壞孔壁孔隙，影響入滲速率。設(shè)置孔口護(hù)管以防孔口破壞并方便控制定水頭供水。直接在粉砂表面設(shè)置直徑10 cm的滲水試驗(yàn)環(huán)進(jìn)行入滲試驗(yàn)作為對(duì)照。試驗(yàn)均采用馬氏瓶定水頭供水，控制水面高出粉砂表面5 cm。以自來(lái)水作為水源、清水入滲。各試驗(yàn)間保持較大的間距避免干擾。及時(shí)記錄入滲水量歷時(shí)變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 填充介質(zhì)選取分析

土的粒度組合、空間結(jié)構(gòu)等特征是影響滲透性的主要因子。在試驗(yàn)中，為避免砂穴填充介質(zhì)壓實(shí)過(guò)程對(duì)砂穴孔壁產(chǎn)生擠密效應(yīng)影響其滲透性，對(duì)砂穴填入的多孔介質(zhì)不做壓實(shí)處理，僅依靠水分入滲過(guò)程中的飽水自重壓密作用重建其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故存在砂穴充填介質(zhì)中的顆粒失穩(wěn)再平衡問(wèn)題。土壤顆粒的大小決定了土壤孔隙的大小、多少以及分布位置，進(jìn)而影響入滲速率。

圖2為砂穴中填充的不同介質(zhì)入滲過(guò)程歷時(shí)曲線。該圖顯示：（1）對(duì)照組（M4）穩(wěn)定入滲速率最小且入滲速率變化不大，砂穴中填充的未經(jīng)處理的沖積砂（M1）穩(wěn)定入滲速率小于經(jīng)過(guò)處理的沖積砂（M2）的穩(wěn)定入滲速率且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于河砂（M3）的穩(wěn)定入滲速率。（2）M1、M2的前期入滲速率衰減較快，在歷時(shí)60 min左右出現(xiàn)速率拐點(diǎn)，它們的入滲速率分別由初期的020 L/min、030 L/min衰減至005 L/min、007 L/min，穩(wěn)定速率僅為初期入滲速率的025和023；M3的入滲速率由初期的040 L/min衰減至024 L/min，穩(wěn)定速率為初期入滲速率的060。分析認(rèn)為：調(diào)節(jié)砂穴充填介質(zhì)中的細(xì)粒含量可以有效影響其滲透性。M1、M2入滲速率受結(jié)構(gòu)重建影響較大，粗粒河砂受影響相對(duì)較小。沖積砂穩(wěn)定后的入滲速率與相應(yīng)的地表入滲相近，起不到加速入滲的效果。水洗后的沖積砂介質(zhì)作為填料穩(wěn)定入滲速率是地表入滲速率的175倍，也不宜作為充填介質(zhì)。河砂由于其分選好，主要由水穩(wěn)性顆粒組成，含黏粒少，入滲速率受飽水壓密及失穩(wěn)等因素影響小，穩(wěn)定入滲速率達(dá)到地表入滲的近6倍，可以作為填料類型的選取對(duì)象。

試驗(yàn)砂穴的開(kāi)挖結(jié)果表明：黏粒失穩(wěn)平衡后主要集中分布在孔的底部；砂性細(xì)粒在上部產(chǎn)生局部聚集，形成堵塞。這是由于起始時(shí)砂穴松散、孔隙較大飽水鋒面攜帶細(xì)粒土向下運(yùn)移，隨著深度增加攜帶物在飽水鋒面越聚越多，導(dǎo)致砂性顆粒形成了局部堵塞，而黏粒由于個(gè)體較小以懸浮狀態(tài)隨水運(yùn)移，最終沉積在底部。

綜合分析認(rèn)為，在選擇填充介質(zhì)時(shí)宜選用粒度均勻的，以保障所填的多孔介質(zhì)在飽水自重壓實(shí)條件下失穩(wěn)重建后的結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生較大的局部堵塞而影響入滲速率；鑒于黏粒主要聚集于底部，現(xiàn)實(shí)中又不可能完全以清水入滲，因此在設(shè)計(jì)砂穴時(shí)宜預(yù)留沉定空間。

2.2 單穴入滲效率對(duì)比分析

不同入滲方式下水分累積入滲量隨時(shí)間的變化關(guān)系見(jiàn)圖3。圖3顯示，試驗(yàn)時(shí)段內(nèi)的水分累積入滲量為：V1>V2>V3。V2、V3的受水介質(zhì)相同，而試驗(yàn)中V2水分累積入滲量是V3水分累積入滲量的6倍以上，說(shuō)明砂穴式入滲提高入滲效果顯著。V1、V2的砂穴充填介質(zhì)相同，而試驗(yàn)中V1水分累積入滲量是V2水分累積入滲量的7倍以上，說(shuō)明受水介質(zhì)的性質(zhì)在砂穴式入滲中依然對(duì)入滲量起著控制性作用，也證明了V2試驗(yàn)中人工充填多孔介質(zhì)（1～3 mm濾料質(zhì)石英砂）對(duì)于周圍的粉砂供水充分，即是一種充分供水試驗(yàn)。分析認(rèn)為，水分不飽和的土體，意味著土體傾向于吸收水分，當(dāng)外界向土體輸入水分，則水分將受到基質(zhì)勢(shì)、滲透勢(shì)與重力勢(shì)的層層約束，并在土壤孔道里逐漸入浸，沿著水勢(shì)梯度差的方向浸潤(rùn)擴(kuò)展，直至整體水勢(shì)均衡為止。一般情況下，土壤水不存在壓力勢(shì)。而對(duì)于砂穴式入滲，水在人工砂穴中的傳導(dǎo)符合大孔隙優(yōu)勢(shì)流運(yùn)移理論，它不但造成大孔隙優(yōu)勢(shì)流使得水可以快速向深部傳遞使砂穴達(dá)到飽和狀態(tài)、水土接觸面積增大，而且由于砂穴飽和后連續(xù)存在自由水體產(chǎn)生壓力勢(shì)與重力勢(shì)，與地面入滲相比砂穴式入滲成為一種有壓入滲，從而入滲速率相對(duì)較快。

2.3 砂穴式入滲應(yīng)用前景分析

包氣帶是良好的儲(chǔ)水空間，粉土、砂性土的滲透性都能成為蓄水層。據(jù)給水度經(jīng)驗(yàn)值估算，近地表粉土、粉砂、細(xì)砂蓄水能力分別約為其體積的10%、15%、20%，也就是說(shuō)2 m左右的地層進(jìn)行處理后足可以容納200 mm降雨量。但是長(zhǎng)期以來(lái)受制于入滲速率慢，入滲面積不斷減少，包氣帶儲(chǔ)水空間不能很好的發(fā)揮作用。

根據(jù)圖2，砂穴入滲效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)線性回歸分析結(jié)果（表2）表明：入滲量與時(shí)間是線性關(guān)系，入滲量隨著時(shí)間的增加而增加；擬合度近似于1，說(shuō)明時(shí)間與入滲量關(guān)系密切，趨勢(shì)線可靠。在趨勢(shì)線公式中斜率也就是入滲速率，在試驗(yàn)約束條件不，分析對(duì)比趨勢(shì)線斜率可知：V1的入滲速率是V2入滲速率的76倍，是V3入滲速率的481倍；V2入滲速率是V3入滲速率的63倍。這說(shuō)明，砂穴式入滲是一種可以提高入滲速率的入滲技術(shù)。

當(dāng)包氣帶不發(fā)生變化的條件下（如儲(chǔ)水空間不足，水位與砂穴直接聯(lián)通等情況），砂穴可以連續(xù)入滲。結(jié)合降雨強(qiáng)度分級(jí)和我國(guó)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》（所有低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的綠化均滿足景觀要求，設(shè)計(jì)最大雨水排空時(shí)間為24 h），按雨水匯集量與單個(gè)砂穴24 h入滲量相等的原則，通過(guò)公式（1）估算不同降雨強(qiáng)度下單個(gè)砂穴可調(diào)控面積。

實(shí)際中的雨水流量指的是降雨量中扣除植物截留、下滲、填洼與蒸發(fā)等各種損失后所剩下的那部分量。以匯水各種損失為安全量（也就是不計(jì)匯水損失），假設(shè)有蓄水體存在可以緩存雨水24 h的情況下，估算24 h不同降雨強(qiáng)度下單個(gè)砂穴可調(diào)控面積，見(jiàn)表4。

可見(jiàn)，初步試驗(yàn)中，一個(gè)V1式砂穴可調(diào)控約60～120 m2大雨的降雨量，是其占地面積的數(shù)千倍，一個(gè)V2式砂穴可調(diào)控約8～16 m2大雨的降雨量，是其占地面積的數(shù)百倍。也就是說(shuō)，一個(gè)V1式砂穴24 h入滲量最小相當(dāng)于60 m2大雨的降雨量，一個(gè)V2式砂穴24 h入滲量最小相當(dāng)于8 m2大雨的降雨量，也就具有調(diào)控相應(yīng)面積降雨量的能力。

同時(shí)，包氣帶水分傳導(dǎo)的特征是干土導(dǎo)水力弱，傳輸緩慢，只有當(dāng)土壤逐漸浸潤(rùn)之后，才能恢復(fù)其較高的傳導(dǎo)力，保證水分的下滲。在多個(gè)砂穴面狀施工時(shí)，砂穴還能加速穴間土飽水，盡快發(fā)揮其較高的水分傳導(dǎo)力。

在華北平原地區(qū)，一般砂穴的深度限制在6 m以內(nèi)。 結(jié)合地層實(shí)際情況，上部采用不透水管作為導(dǎo)水通道，下部伸入強(qiáng)透水介質(zhì)中的砂穴結(jié)構(gòu)，可以很好的解決水分入滲軟化地基持力層的問(wèn)題，利用零星場(chǎng)地形成入滲點(diǎn)。城市建筑垃圾經(jīng)適當(dāng)粉碎篩選即可用作砂穴充填介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)建筑垃圾的就地利用。

砂穴式入滲還在調(diào)節(jié)微觀水循環(huán)、減輕災(zāi)害、提高雨水利用率等方面有良好的應(yīng)用前景。地球表層系統(tǒng)受人類活動(dòng)影響，透水性孔隙大量減少形成滲透性差的阻水層，使得雨水以地表徑流方式運(yùn)移流失，加劇了雨洪災(zāi)害與干旱的發(fā)生。遵循水循環(huán)平衡的法則和要求，以砂穴式入滲為手段，田格法劃分構(gòu)建集水區(qū)，化整為零控制徑流攜沙量，依據(jù)包氣帶儲(chǔ)水空間分布特征，就地構(gòu)建砂穴入滲區(qū)，將雨水入滲至深部，減少了地表蒸發(fā)量，使更多的降雨轉(zhuǎn)化為可被植被直接利用的生態(tài)水資源及可采水資源，達(dá)到調(diào)節(jié)水循環(huán)、提高雨水利用率、減輕災(zāi)害的目的。

綜合分析認(rèn)為，砂穴式入滲是一種解決地下水庫(kù)“肚大口小，能容難進(jìn)”的瓶頸問(wèn)題的可操控性手段，它將促進(jìn)滲流理論轉(zhuǎn)化為減輕雨洪災(zāi)害的技術(shù)，形成生產(chǎn)力服務(wù)于城市（或者山區(qū)）洪澇減災(zāi)，提高水資源的有效利用水平，促進(jìn)水循環(huán)體系自我恢復(fù)和良性發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展以及人與自然和諧相處。

3 結(jié)論

（1） 砂穴式入滲是一種可以加快入滲速率的技術(shù)方法。它為解決地下水庫(kù)“肚大口小，能容難進(jìn)”的瓶頸問(wèn)題提供了一種可操控性技術(shù)方法。在試驗(yàn)中，它對(duì)于提高入滲速率效果顯著，直徑10 cm、深50 cm粉砂穴式入滲速率即可達(dá)到同等面積粉砂地表入滲速率的6倍以上。

（2） 砂穴填料宜選用分選好的多孔介質(zhì)。為保障孔壁入滲性不受影響，填料主要依靠飽水自重壓密。分選差的多孔介質(zhì)中粒徑較小的組份在飽水時(shí)會(huì)發(fā)生失穩(wěn)運(yùn)移，易產(chǎn)生局部堵塞影響入滲速率。試驗(yàn)中，河砂作為填料時(shí)的入滲速率是水洗沖積砂作為填實(shí)時(shí)入滲速率的34倍。

（3） 砂穴式入滲技術(shù)在雨水就地?cái)r蓄入滲等方面有較好的應(yīng)用前景。

初步試驗(yàn)中，一個(gè)中砂穴24 h的入滲量最小相當(dāng)于面積60 m2大雨的降雨量，

而且施工占地少、施工無(wú)污染等，完全適應(yīng)在場(chǎng)地狹窄的城市建成區(qū)施工，因此它在城市降雨就地消納和利用方面具有良好的應(yīng)用前景。此外，它能將雨水徑流直接入滲至土壤深部，減少了地表蒸發(fā)量，為植被恢復(fù)提供更多的生態(tài)水量，因此它將在西北干旱地區(qū)利用土壤水庫(kù)提高雨水利用率加快生態(tài)恢復(fù)治理領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

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