[發明專利]一種探究越流系統中粘土阻滯作用的模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201811112285.2
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN108922358B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 邢立亭;楊奕;李常鎖;邢學睿;相華;朱恒華;康鳳新;張文靜
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00;G01N15/08;G01D21/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

本發明公開了一種探究越流系統中粘土阻滯作用的模擬裝置及模擬方法，該模擬裝置包括供氣瓶、第一供水箱、第一滲流柱、第二供水箱、第二滲流柱、壓力供水器、第三滲流柱和第四滲流柱。所述的壓力供水器包括供水筒，且供水筒內的承壓推盤將供水筒分割成給水部和供氣部。所述壓力供水器的進氣口通過供氣管道與所述供氣瓶的出氣口相連，所述壓力供水器的進水口通過進水管道分別與第一滲流柱和第二滲流柱的出水口相連。所述壓力供水器的出水口通過出水管分別與第一供水箱、第二供水箱、第三滲流柱的進水口、第四滲流柱的進水口和廢液瓶相連通。該模擬裝置不僅體積小，而且能夠模擬0～500米水頭壓力下的滲流實驗。

技術領域

本發明涉及一種應用于地下水研究的模擬裝置及模擬方法，具體地說是探究孔隙含水介質越流系統中粘土阻滯作用的模擬裝置及方法。

背景技術

內陸平原區咸淡水相間分布，一方面淡水資源匱乏，過量開采誘發地面沉降和水質惡化，另一方面大量尚未被利用的咸水的成因及其演化規律不詳，但深層粘土對地下水水化學成份的分帶作用有重要影響。因此，研發內陸平原區深層地下水系統中粘土的阻滯作用，展現深層孔隙介質含水系統中地下水的循環交替強度及其水化學成分的演化規律，對揭示內陸平原區咸淡水化學成分的形成具有重要的意義。

前人對于土柱實驗有大量研究，但傳統土柱實驗是常水壓下的實驗，受到安裝空間的限制，無法模擬高壓下的實驗。而本次是對深層地下水系統進行模擬探究，實驗要求的水頭壓力高，傳統的土柱實驗很難達到深層地下水系統的壓力，無法進行模擬實驗。另外即使簡單的通過加高滲流柱的方式達到所需壓力，也存在著模擬裝置體積龐大，成本高，安裝不便，室內無法存放等問題。

發明內容

針對上述問題本發明提供了一種探究越流系統中粘土阻滯作用的模擬裝置及模擬方法，該模擬裝置不僅體積小，而且能夠模擬0～500米水頭壓力下的滲流實驗，解決了模擬自然界中深層越流系統的瓶頸問題。該模擬方法展現了深層孔隙介質含水系統中地下水的循環交替強度及其水化學成分的演化規律，為合理開發利用地下水資源提供科學依據。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種探究越流系統中粘土阻滯作用的模擬裝置，包括供氣瓶、第一供水箱、第一滲流柱、第二供水箱、第二滲流柱、壓力供水器、第三滲流柱和第四滲流柱；

所述的第一滲流柱和第二滲流柱內分別填充有粉砂；

所述第一滲流柱通過第一管道與盛有咸水的第一供水箱相連通，所述第一滲流柱的下部設置有第一采樣管，所述第一滲流柱的下端面設置有第一出水口；

所述第二滲流柱通過第二管道與盛有淡水的第二供水箱相連通，所述第二滲流柱的下部設置有第二采樣管，所述第二滲流柱的下端面設置有第二出水口；

所述的壓力供水器包括供水筒，所述的供水筒內設置有可上下滑動的承壓推盤，且所述的承壓推盤將所述供水筒的內部空間從上到下依次分割成給水部和供氣部，且所述的供氣部和給水部相互隔絕，所述供水筒的下端面設置有進氣口和排氣口，所述的排氣口上密封連接有排氣管，所述供水筒的上端面分別設置有進水口和出水口，所述承壓推盤的上、下兩側分別設置有承壓推桿，且所述承壓推桿的懸空端分別穿過所述的供水筒延伸至所述供水筒的外部；

所述第三滲流柱和第四滲流柱內從上往下均依次填充有上部上水石、試驗土樣和下部上水石，所述的試驗土樣為粘土；

所述第三滲流柱的上端設置有第三采樣管，所述第四滲流柱的上端設置有第四采樣管，所述第三滲流柱和第四滲流柱的下端分別設置有進水口；