一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置。該裝置由模擬槽、抽水裝置、保持水力聯(lián)系的滲流管道、測壓裝置以及供水裝置五個部分組成。模擬槽內部中空且上端開口，兩端為定水頭邊界。模擬槽側面上分布有示蹤孔和觀測孔，底部有一個放水孔。觀測孔連接于測壓板上的測壓管上記錄相關數據。試驗過程中通過抽水裝置對邊界供水，改變模擬槽內部抽水裝置的位置及深度，利用示蹤孔和觀測裝置來形象的多角度的再現多級次的地下水流動情況，并為地下水流系統(tǒng)的研究提供科學依據。
【專利說明】
一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置
技術領域
:
[0001]本實用新型涉及一種在定水頭邊界條件下，可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，屬于水力學領域。
【背景技術】
:
[0002]在水文地質學中，引入系統(tǒng)的概念去解決地下水流系統(tǒng)，將地下水流作為一個有機系統(tǒng)，從系統(tǒng)的角度去考察，分析與處理地下水流動問題。托特(Toth)首次利用解析解得到均質各向同性潛水盆地中地下水流動系統(tǒng)，并得出了局部的、中間的、區(qū)域的不同級次的嵌套式地下水流系統(tǒng)。Engelen分析了地下水流系統(tǒng)的某些物理機制，建立了更具操作性的地下水流系統(tǒng)分析方法。20世紀80年代以來，我過水文地質工作者將地下水流理論應用與區(qū)域水文地質分析中，解決了各種實際問題。并利用物理模擬和數學模擬的方法來研究地下水流系統(tǒng)。
[0003]地下水流系統(tǒng)是指由源到匯的流面群構成，具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。但在現有的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置中，僅考慮存在降雨的條件下，地下水流動情況。并且在所設計的裝置中，排水孔固定，在一個裝置中所利用的研究方案較少。在已有的專利號為ZL200820066726.5專利中，其排泄管較為固定，在試驗演示過程中，不能改變其位置以達到多方案的研究地下水流系統(tǒng)問題。同理在專利號為ZL201110406464.9的專利中也存在這樣的為題。據此，發(fā)明在定水位邊界條件，內部抽水裝置不僅可以改變其空間上位置(包括水平和垂直方向上)，而且可以改變抽水裝置的數量。利用多個研究方案來研究多級次的地下水流系統(tǒng)的試驗裝置。地下水流系統(tǒng)的研究對水質、水量、水溫的時空演變過程有著重要的意義。

【發(fā)明內容】

:
[0004]本實用新型的目的是提供一種在定水位邊界條件下，采用多種方案可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，結構設置合理，能較逼真地模擬地下水流系統(tǒng)的級次性。
[0005]1.實現本實用新型的上述目的所采用的技術方案為:一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:該裝置由模擬槽、抽水裝置、保持水力聯(lián)系的滲流管道，測壓裝置以及供水裝置五個部分組成，各部分連接主要為:模擬槽兩邊為定水頭邊界，供水裝置通過保持水力聯(lián)系的滲流管道對模擬槽兩邊定水頭邊界進行水量補給;模擬槽內部有三個的抽水裝置;測壓裝置由測壓板和測壓管組成;模擬槽側面上分布有示蹤孔和測壓管接嘴，利用測壓軟管連接到測壓板上的測壓管上;各裝置之間通過控制閥來控制水量大小。
[0006]進一步地，模擬槽內部兩邊利用帶有圓孔的并纏有鐵紗網的擋板各隔開兩個區(qū)域，作為定水頭邊界。
[0007]進一步地，模擬槽側面上分布三排示蹤孔，一橫排兩豎排，其中兩豎排示蹤孔分布在兩定水頭邊界附近，一橫排示蹤孔分布在最上端。
[0008]進一步地，模擬槽底面分布五排三十七個測壓管接嘴，利用測壓軟管與測壓裝置連接。
[0009]本實用新型一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置的有益效果如下:
[0010](I)模擬槽兩邊設置為定水位邊界，形象地再現了現實中地下水在有定水位河流邊界的條件下，地下水不同級次的流動情況。(2)試驗過程中不僅可以設定多個抽水裝置，可以設定不同深度的抽水裝置，而且可以設定不同位置時的抽水裝置。利用模擬槽上的示蹤孔和測壓管，采用多種方案來研究不同級次的地下水流系統(tǒng)，與前人發(fā)明的試驗裝置有著較大的區(qū)別。(3)極大的豐富了地下水流系統(tǒng)的研究，同時為區(qū)域地下水水質的演化、水動力特征等一些方面的研究具有促進作用。
【附圖說明】
:
[0011]圖1為本實用新型一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置立體結構圖。
[0012]圖2為本實用新型一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置中模擬槽立體結構圖。
[0013]圖3為本實用新型一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置中過濾裝置立體結構圖。
[0014]圖中:卜模擬槽;2-圓孔;3-纏鐵紗網的擋板;4-示蹤孔;5-測壓管接嘴;6-排泄管；7-控制閥;8-鐵支架;9-小型過濾裝置(I); 10-小型潛水栗(I); 11-潛水栗出水管(I); 12-閥門(I); 13-三通接頭(I); 14-大型過濾裝置；15-小型潛水栗(2); 16-潛水栗出水管(2); 17-閥門(2); 18-三通接頭(2); 19-小型過濾裝置(2) ;20_小型潛水栗(3); 21-潛水栗出水管
(3)； 22-閥門(3); 23-二通彎頭;24-上端出水管；25-潛水栗;26-水箱;27-左側出水管；28-右側出水管；29-三通接頭(3);30-左側進水管；31-右側進水管；32-三通接頭(4); 33-測壓軟管;34-測壓管;35-測壓板。
【具體實施方式】
:
[0015]為使本實用新型的發(fā)明目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖與具體實施步驟對本實用新型進行詳細說明:
[0016]—種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，該裝置由裝有由模擬槽1、抽水裝置、各裝置之間保持水力聯(lián)系的滲流管道，測壓裝置33、34、35以及供水裝置25、26五個部分組成。所述的模擬槽I為上端開口內部中空的結構，其長度和高度均大于寬度。具體規(guī)格為長180cm，高90cm，寬20cm，材質為厚度為2cm的有機玻璃粘制而成。模擬槽I底部正中間有一個排泄管6，排泄管上安裝有排泄管閥門7，并且模擬槽I底部四拐角有四個鐵支架8支撐。
[0017]所述的模擬槽I內部窄側兩邊固定有帶有圓孔2并纏有鐵紗網的擋板3，在兩個擋板3之間區(qū)域充填砂樣。在擋板3和模擬槽I的兩邊間隙處為定水位邊界，底部的供水裝置中潛水栗25，利用三通接頭32銜接左側進水管30和右側進水管31共同對兩側間隙底端提供水補給，但水位達到一定高度處(即距模擬槽開口端5cm處)，多余的水通過該高度處的左側出水管27、右側出水管28，利用三通接口 29銜接流回水箱26中，其供水裝置是由潛水栗25和水箱26組成。
[0018]所述的模擬槽I的側面上，分布有三排四十三個示蹤孔4，一橫排兩豎排，兩豎排靠近定水位邊界處。在示蹤孔4處安裝有示蹤管插入，伸入模擬槽I內部的部分纏有鐵紗網，伸出模擬槽I外部的部分套有橡皮頭。示蹤管中可以加入有顏料的示蹤劑，使效果更加明顯。同時側面上也分布有五排三十七個測壓管接嘴5，伸入模擬槽I內部的部分也纏有鐵紗網，伸出模擬槽I外部的部分通過測壓軟管33連接到測壓板35上的測壓管34上，且——對應連接上。
[0019]所述的模擬槽I的開口端設置有三個抽水裝置，抽水裝置由過濾裝置和小型潛水栗組成，過濾裝置設置有一個大型過濾裝置14和兩個小型過濾裝置9、19，其中大型的過濾裝置14要比小型過濾裝置9、19長度尺寸要大。過濾裝置9、14、19為有機玻璃制成，四周分布有大量圓孔3且四周纏有鐵紗網。該裝置上部有兩個擋板，卡在模擬槽I開口處，可以沿著模擬槽I開口處來回移動。
[0020]所述的三個過濾裝置中都放置有一個小型潛水栗10、15、20，各自的小型潛水栗出水管11、16、21，利用三通接口 13、18，和二通彎頭23與上端出水管24銜接上將小型潛水栗抽出的水流回到水箱26中。
[0021 ] 一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，試驗實施如下所示:
[0022]試驗前，將較細的石英砂樣均勻的裝入本發(fā)明的模擬槽I內部兩個帶有圓孔和纏有鐵紗網的擋板3之間，由于模擬槽I的高度在90cm，所以裝入的石英砂樣高度在88-90cm位置處。并將示蹤管的一端套上橡皮頭。首先將水箱26內充滿水，關閉控制閥7，利用水箱26中的潛水栗25，和左側進水管30和右側進水管31對模擬槽I內部兩定水位邊界水量補給。當整個石英砂樣處于飽和狀態(tài)之后就可以開始試驗了。
[0023]試驗階段，將模擬槽I的開口端的三個抽水裝置設置好位置，打開各自的抽水管閥門12、17、22，同時開始各過濾裝置中的小型潛水栗1、15、20工作，控制閥門大小，使小型潛水栗抽出的水量不同。待整個模擬槽I中的水流穩(wěn)定之后，即連接模擬槽I側面上的測壓管接嘴5上的測壓管34中的水位高度不再變化時。此時有選擇性的在示蹤管一端的橡皮頭內注入少量有顏色的示蹤劑，便可形象地觀測到在有定水位邊界河流的情況下，各級次的地下水流動情況。同時記錄下測壓板35上測壓管34的水位值，觀察并分析模擬槽I的側面邊界上各位置處的水位變化情況。
[0024]在試驗過程中，多方案其中還包括可以采用不同抽水裝置中過濾裝置的長度；可以采用不同數量的抽水裝置;可以采用不同位置處的抽水裝置。利用的方案來研究多級次的地下水流系統(tǒng)。
[0025]上述實例只說明本發(fā)明的技術結構及方法，凡根據上述說明所作的改進或變換，都應涵蓋在本發(fā)明所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:該裝置由模擬槽、抽水裝置、保持水力聯(lián)系的滲流管道、測壓裝置以及供水裝置五個部分組成，各部分連接主要為:模擬槽兩邊為定水頭邊界，供水裝置通過保持水力聯(lián)系的滲流管道對模擬槽兩邊定水頭邊界進行水量補給;模擬槽內部有三個的抽水裝置;測壓裝置由測壓板和測壓管組成;模擬槽側面上分布有示蹤孔和測壓管接嘴，利用測壓軟管連接到測壓板上的測壓管上;各裝置之間通過控制閥來控制水量大小。2.如權利要求1所述的一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:模擬槽內部兩邊利用帶有圓孔的并纏有鐵紗網的擋板各隔開兩個區(qū)域，作為定水頭邊界。3.如權利要求1所述的一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:模擬槽內部的抽水裝置中的過濾裝置的長度可改變，利用擋板懸掛在模擬槽開口處，且抽水裝置的位置可以自由設定，抽水裝置的四周分布有圓孔并纏有鐵紗網。4.如權利要求1所述的一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:模擬槽側面上分布三排示蹤孔，一橫排兩豎排，其中兩豎排示蹤孔分布在兩定水頭邊界上，一橫排示蹤孔分布在最上端。5.如權利要求1所述的一種可調節(jié)的多級次地下水流系統(tǒng)試驗裝置，其特征在于:模擬槽底面分布五排三十七個測壓管接嘴，利用測壓軟管與測壓裝置連接。
【文檔編號】G09B23/40GK205428343SQ201521002285
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月1日
【發(fā)明人】汪遷遷, 李旭, 黎志豪, 姚慶健, 高加林, 周軍
【申請人】安徽理工大學