[發明專利]一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置

有效

• 申請號: 202011192667.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112484959B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 蘇小茹;蘇小蕾;竺琦嵐
• 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

1.一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，包括砂槽主體，地表水循環驅動裝置，地下水抽取/回灌裝置以及保持裝置內水量均衡的外界水量抽取/回灌裝置；所述砂槽主體包括位于中部的主砂箱(1)、位于左右兩側的水箱(2)以及位于下部的水箱(3)；所述地表水循環驅動裝置由水管連接部分(5)和離心泵(6)組成；所述地下水抽取/回灌裝置由位于裝置下部的水管連接部分(5)、雙向蠕動泵(7)以及儲水箱(4)組成；所述外界水量抽取/回灌裝置由位于裝置上部的水管連接部分(5)、單向蠕動泵(8)和供水閥門(9)組成；

所述主砂箱(1)內裝有一定深度的實驗用石英砂，用于模擬天然河床；所述左右兩側水箱(2)分別模擬河流上、下游地表水；所述下部水箱(3)用于模擬地下水；所述儲水箱(4)用于儲存抽取/回灌用水；

所述主砂箱(1)與左右兩側水箱(2)之間的有機玻璃隔板的上部設有均勻分布的滲漏孔(10)，使得地表水可以從左側水箱(2)流經主砂箱(1)進入右側水箱(2)；所述主砂箱(1)與下部水箱(3)之間的有機玻璃隔板設有均勻分布的滲漏孔(10)，使得主砂箱(1)中的地表水與下部水箱(3)中的地下水可發生補給或者排泄；

所述主砂箱(1)與左右兩側水箱(2)之間的有機玻璃隔板、主砂箱(1)與下部水箱(3)之間的有機玻璃隔板均鋪設一層紗布，防止石英砂經由滲漏孔(10)發生滲漏；

所述左右兩側水箱(2)下部均設有一個管道接口，用以外接地表水循環驅動裝置的水管連接部分；所述下部水箱(3)下部設有三個管道接口，用以外接地下水抽取/回灌裝置的水管連接部分。

2.根據權利要求1所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述主砂箱(1)、左右兩側水箱(2)、下部水箱(3)以及儲水箱(4)均由可視化的有機玻璃板制作而成，且均為長方體形狀。

3.根據權利要求1所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述地表水循環驅動裝置中的水管連接部分(5)左右兩端分別與左右兩側水箱(2)的水管接口連接，通過運行離心泵(6)驅動砂槽主體內水流自左向右流動，模擬天然地表水流動。

4.根據權利要求1所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述地下水抽取/回灌裝置中的水管連接部分(5)一端與下部水箱(3)的三個水管接口連接，一端與儲水箱(4)連接，運行雙向蠕動泵(7)，正轉時抽取下部水箱(3)中的水流至儲水箱(4)，逆轉時抽取儲水箱(4)中的水流至下部水箱(3)。

5.根據權利要求4所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述雙向蠕動泵(7)正轉抽取下部水箱(3)中的水流至儲水箱(4)時，即實現地表水補給地下水條件；所述雙向蠕動泵(7)逆轉抽取儲水箱(4)中的水流至下部水箱(3)時，即實現地表水排泄地下水條件；所述雙向蠕動泵(7)不運行時，即實現地表水與地下水無補排關系條件。

6.根據權利要求5所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，模擬地表水補給地下水條件時，即所述雙向蠕動泵(7)正轉抽取下部水箱(3)中的水流至儲水箱(4)時，保持儲水箱(4)初始空置狀態便于儲水；模擬地表水排泄地下水條件時，即所述雙向蠕動泵(7)逆轉抽取儲水箱(4)中的水流至下部水箱(3)時，保持儲水箱(4)初始充水狀態便于抽水；模擬地表水與地下水無補排關系條件時，儲水箱(4)空置。

7.根據權利要求6所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述水管連接部分(5)與下部水箱(3)通過三個水管接頭連接，可以使得下部水箱(3)中的水流在水平向均勻流入或者流出主砂箱(1)，保證地表水與地下水補給或者排泄速率沿程均勻分布。

8.根據權利要求7所述的一種可改變地表水與地下水補排關系的潛流交換研究實驗裝置，其特征在于，所述雙向蠕動泵(7)通過設置不同功率，實現定量改變地表水與地下水補給/排泄速率。