[發(fā)明專利]基于多層含水層地下水流系統(tǒng)的地下水污染模擬儀

無效

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• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102520131A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭浩;成建梅;魯濤濤;潘歡迎;粟燁;和澤康;張長城;張亞男;楊逸君;王珺瑜;李仲夏;沈丹萍;楊添程;張塏苡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N13/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種基于多層含水層地下水流系統(tǒng)的地下水污染模擬裝置，主要用于模擬地下水流系統(tǒng)溶質(zhì)運(yùn)移，屬于水文地質(zhì)研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著地下水過度開采，人類活動日益加劇，海水入侵、垃圾滲出液下滲、上層咸水體入侵下層淡水、污水回灌等因素所引發(fā)的地下水污染問題日益嚴(yán)重，地下水污染的預(yù)測和防治顯得尤為重要。作為此類問題的重要研究方法，室內(nèi)物理模擬儀具有很多優(yōu)點(diǎn)，做為物理模擬的主要工具，地下水模擬裝置影響著物理模擬研究領(lǐng)域的發(fā)展，近年來，國內(nèi)外涌現(xiàn)了一大批這類的裝置。

例如，由前人研制的二維水動力彌散槽，它可以模擬污染物在含水層中的對流彌散情況，能測定彌散系數(shù)，但是該儀器只能模擬單個含水層；又如由前人研制的地下水污染模擬槽，該裝置可以模擬多個含水層，但是不能單獨(dú)的調(diào)節(jié)各個含水層的水動力條件。

從前人的研究中反映出目前的地下水污染模擬儀存在如下幾個缺陷：其一在模擬野外含水層方面，現(xiàn)階段所使用的物理模擬裝置只能調(diào)節(jié)一個含水層或者不能單獨(dú)控制水動力條件的多含水層，而野外情況大多為多層含水層系統(tǒng)，以致實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難與野外情況吻合；其二現(xiàn)階段所有砂槽模型都是類似海水入侵的平面模型，而缺少能研究垂向入滲的模擬裝置。

近年來，各個領(lǐng)域都嘗試運(yùn)用系統(tǒng)理論分析解決實(shí)際問題。而地下水系統(tǒng)理論是研究和解決水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)問題的核心理論基礎(chǔ)，運(yùn)用地下水系統(tǒng)理論分析地下水污染問題，構(gòu)建更接近野外真實(shí)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜物理模型是地下水污染物理模擬發(fā)展的趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于多層含水層地下水流系統(tǒng)的地下水污染模擬儀，不僅解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而且其測定方便，誤差小。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種基于多層含水層地下水流系統(tǒng)的地下水污染模擬儀，至少包括模擬槽、測壓裝置、水頭調(diào)節(jié)裝置以及降雨裝置，所述的模擬槽包括滲流槽和位于滲流槽兩側(cè)的上游水箱和下游水箱，三者的高度一致，上游水箱和下游水箱與滲流槽之間均由固定有致密紗網(wǎng)的多孔板隔開，上游水箱和下游水箱內(nèi)分別設(shè)有對應(yīng)的3～7個能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)滲流槽中的含水層厚度的隔層，上游水箱的各隔層均設(shè)有進(jìn)水孔，下游水箱的各隔層均設(shè)有出水孔，進(jìn)水孔和出水孔均與水頭調(diào)節(jié)裝置連接；滲流槽的正反兩面分別設(shè)有均勻分布的取樣孔和測壓孔，測壓孔與測壓裝置連接，測壓裝置包括測壓器和與測壓孔連通的水管；水頭調(diào)節(jié)裝置設(shè)有兩個，分別與上游水箱和下游水箱對應(yīng)，水頭調(diào)節(jié)裝置包括支架、溢水盒、水管以及升降桿，溢水盒安裝于升降桿上并能夠沿著升降桿上下滑動，溢水盒的數(shù)量與隔層相對應(yīng)為3～7個，溢水盒的底部設(shè)有通過水管與各隔層的進(jìn)水孔相連通的進(jìn)水口；降雨裝置位于滲流槽的上方，降雨裝置的管道上均勻分布有降雨孔，管道的一端封閉，另一端與水源連接。

上游水箱和下游水箱內(nèi)的隔層設(shè)有5個；所述的水頭調(diào)節(jié)裝置上還設(shè)有蠕動泵，蠕動泵通過水管與溢水盒連通，溢水盒的底部還設(shè)有排水口。

降雨裝置的管道呈柵欄狀，管道的一端通過橡膠塞封閉，管道的另一端通過水管和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)與水源連接，呈柵欄狀的管道由2根直徑為20mm的管道和5根直徑為10mm的管道構(gòu)成，降雨孔的直徑為0.5mm，均勻分布在直徑為10mm的管道上。

所述的取樣孔的數(shù)量為60個，呈6X10矩陣分布，取樣孔的內(nèi)側(cè)連接有寶塔接頭，外側(cè)連接有外絲直通，外絲直通上安裝有帶有硅膠墊圈的堵頭，寶塔接頭上通過硅膠管連接有玻璃管，寶塔接頭與玻璃管之間用不銹鋼卡箍和鋁皮固定，玻璃管的另一端通過固定有雙層紗網(wǎng)。所述的測壓孔的數(shù)量為30個，呈6X5矩陣分布。

滲流槽上還設(shè)有監(jiān)測孔，所述的監(jiān)測孔的內(nèi)側(cè)連接有寶塔接頭，外側(cè)連接有外絲直通，寶塔接頭上連接有玻璃管，玻璃管的一端通過硅膠管固定有用來采集信息的電極，電極的導(dǎo)線穿過玻璃管、寶塔接頭以及外絲直通與外部的儀器連接，玻璃管、寶塔接頭以及外絲直通內(nèi)均通過玻璃膠或者硅橡膠密封。

所述的滲流槽上還設(shè)有流場觀察孔，流場觀察孔的內(nèi)側(cè)連接有寶塔接頭，外側(cè)連接有外絲直通，外絲直通上固定有盛裝有紅墨水的橡膠套。

所述的模擬槽、多孔板以及管道的材質(zhì)均采用有機(jī)玻璃，所述的水管為硅膠管。