[發明專利]一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型

在審

• 申請號: 202011192634.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112484958A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 蘇小茹;竺琦嵐;蘇小蕾
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

1.一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，包括上部的地表水流動驅動裝置以及下部的地下水底流驅動裝置；所述地表水流動驅動裝置包括地表水箱(1)，離心泵(4)，入水口(9)以及水管連接部分(5)；所述地下水底流驅動裝置包括砂箱(2)，地下水箱(3)，離心泵(4)，入水口(10)、出水口(11)以及水管連接部分(5)。

2.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)為上表面開口、下表面中部開口的長方體，砂箱(2)為上表面中部開口的長方體，地下水箱(3)為封閉的長方體，均由可視化的有機玻璃板制作而成；。

3.根據權利要求2所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)與地下水箱(3)由有機玻璃板分隔開，無直接水力聯系；所述地表水箱(1)下表面的左右兩側與砂箱(2)上表面的左右兩側由有機玻璃板分隔開，無直接水力聯系，地表水箱(1)下表面中部與砂箱(2)上表面中部連通；所述砂箱(2)側面與地下水箱(3)側面由帶濾孔的有機玻璃板(6)分隔開，存在直接水力聯系。

4.根據權利要求3所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述砂箱(2)內裝滿石英砂，且在砂箱(2)上表面中部與地表水箱(1)下表面中部連通的部位，石英砂堆砌為起伏的沙丘形狀，用于模擬天然河流的河床。

5.根據權利要求3所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述砂箱(2)側面與地下水箱(3)側面由布滿均勻濾孔的有機玻璃板(6)分隔開，且該布滿均勻濾孔的有機玻璃板(6)上貼有一層細紗布，保證地下水箱(3)中的地下水可以自由進出砂箱(2)的同時防止砂箱(2)內的石英砂流入地下水箱。

6.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)中的地表水、地下水箱(3)中的地下水均由離心泵(4)驅動自左向右流動，分別模擬天然河流中的河水以及地下水底流流動過程，且流速可根據調節離心泵(4)的功率自行調節。

7.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)、地下水箱(3)的左右兩端與水管連接部分(5)均由三個垂向均勻分布的水管接口連接，垂向均勻分布的三個接口可以保證水流在垂向不同深度處流入或者流出的速率均等。

8.根據權利要求3所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)的左右兩側與砂箱(2)中部的石英砂無直接接觸，左右兩側為水流緩沖區域，由水管連接部分(5)進入地表水箱(1)中的水流在地表水箱(1)的左側得到緩沖，可以保證該水流流至地表水箱(1)中部，即沙丘表面時為均勻的穩定流。

9.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱(1)、砂箱(2)背面有機玻璃板上開有均勻分布的螺孔(7)，可以根據實驗需求連接溫度傳感器、壓力傳感器或者電導率儀，螺孔不使用時可擰上有機玻璃螺蓋封住。

10.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地表水箱左側設有卡槽(8)，可在需要投放示蹤劑時插入一塊有機玻璃隔板，在地表水箱(1)左側形成一個示蹤劑混合區域，待示蹤劑在該區域充分混合以后抽出隔板，保證溶質運移實驗結果更加準確。

11.根據權利要求1所述的一種可改變地下水底流的潛流帶溶質運移研究砂槽模型，其特征在于，所述地下水箱左上端外接地下水進水閥門(10)進水，實驗開始前將地下水箱(3)與砂箱(2)充滿水后關閉進水閥門(10)；所述地表水箱左上端外接地表水進水閥門(9)進水，待地表水箱水位達到一定深度后關閉進水閥門(9)；所述砂箱(2)、地下水箱(3)底部均設有出水閥門(11)，實驗結束后打開出水閥門(11)出水。