[發(fā)明專利]一種可改變地下水底流的潛流帶溶質(zhì)運移研究砂槽模型

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• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112484958A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇小茹;竺琦嵐;蘇小蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發(fā)明公開了一種可改變地下水底流的潛流帶溶質(zhì)運移研究砂槽模型，其特征在于，包括地表水流動驅(qū)動裝置以及地下水底流驅(qū)動裝置；所述地表水流動驅(qū)動裝置包括地表水箱，離心泵，入水口以及水管連接部分；所述地下水底流驅(qū)動裝置包括砂箱，地下水箱，離心泵，入水口、出水口以及水管連接部分。所述地表水箱中的地表水、地下水箱中的地下水均由離心泵驅(qū)動，模擬天然河流中的河水以及地下水底流流動過程。優(yōu)點：本發(fā)明不僅可以自行改變地表水及地下水底流流速，且可根據(jù)需要安裝溫度、壓力傳感器或者電導(dǎo)率儀。地表水、地下水底流流速調(diào)節(jié)簡單，實驗過程易于操作，裝置經(jīng)濟(jì)實惠，滿足多種不同的實驗場景需求，對潛流帶溶質(zhì)運移過程研究具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地表水與地下水交換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可改變地下水底流的潛流帶溶質(zhì)運移研究砂槽模型，可以自行設(shè)置地表水流速及地下水底流流速，配有溫度、壓力傳感器或者電導(dǎo)率儀安裝螺孔，且設(shè)有可移除的示蹤劑混合區(qū)域。

背景技術(shù)

潛流帶是地表水和地下水之間的相互作用帶和過渡帶，在水文循環(huán)過程中具有重要作用。水流通過潛流帶時，微生物與化學(xué)過程通過營養(yǎng)轉(zhuǎn)化、有機(jī)物分解和耗氧等作用改變著水體性質(zhì)。深入研究潛流帶的物理機(jī)制對于地表水和地下水溶質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的機(jī)理研究、河流與地下水水質(zhì)污染研究，以及指導(dǎo)相關(guān)水利工程項目的修建和制定合理的區(qū)域水資源環(huán)境保護(hù)措施等都具有重要的科學(xué)意義和實踐價值。

潛流帶溶質(zhì)運移過程的影響因素很多，例如河流形態(tài)、河床滲透系數(shù)、沙丘形態(tài)、地下水底流等。其中，地下水底流的存在會抑制沙丘驅(qū)動下的潛流交換過程，從而對潛流帶溶質(zhì)運移過程具有重要影響。然而，已有的潛流帶砂槽模型沒有考慮地下水底流的影響。

因此，建立一種可改變地下水底流的潛流帶溶質(zhì)運移研究砂槽模型意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種可改變地下水底流的潛流帶溶質(zhì)運移研究砂槽模型，用以解決現(xiàn)有潛流帶溶質(zhì)運移研究實驗裝置沒有考慮地下水底流影響的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種：

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

優(yōu)選的，所述地表水箱為上表面開口、下表面中部開口的長方體，砂箱為上表面中部開口的長方體，地下水箱為封閉的長方體，均由可視化的有機(jī)玻璃板制作而成。

進(jìn)一步的，所述地表水箱與地下水箱由有機(jī)玻璃板分隔開，無直接水力聯(lián)系；所述地表水箱下表面的左右兩側(cè)與砂箱上表面的左右兩側(cè)由有機(jī)玻璃板分隔開，無直接水力聯(lián)系，地表水箱下表面中部與砂箱上表面中部連通；所述砂箱側(cè)面與地下水箱側(cè)面由帶濾孔的有機(jī)玻璃板分隔開，存在直接水力聯(lián)系。

進(jìn)一步的，所述砂箱內(nèi)裝滿石英砂，且在砂箱上表面中部與地表水箱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。

進(jìn)一步的，所述砂箱側(cè)面與地下水箱側(cè)面由布滿均勻濾孔的有機(jī)玻璃板分隔開，且該布滿均勻濾孔的有機(jī)玻璃板上貼有一層細(xì)紗布，保證地下水箱中的地下水可以自由進(jìn)出砂箱的同時防止砂箱內(nèi)的石英砂流入地下水箱。

優(yōu)選的，所述地表水箱中的地表水、地下水箱中的地下水均由離心泵驅(qū)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(jù)調(diào)節(jié)離心泵的功率自行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述地表水箱、地下水箱的左右兩端與水管連接部分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。