[發(fā)明專利]一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310049492.2
• 申請日: 2023-02-01
• 公開（公告）號: CN116340706A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛沛;余夏楊;丁學(xué)松;濮溧;趙磊華
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發(fā)明公開了一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，該裝置包括中央水槽、淡水恒溫水箱和鹽水恒溫水箱，所述中央水槽的兩端分別設(shè)置有淡水倉和鹽水倉，所述淡水恒溫水箱和淡水倉之間設(shè)置有淡水進(jìn)水管和淡水排水管，所述鹽水恒溫水箱和鹽水倉之間設(shè)置有鹽水進(jìn)水管和鹽水排水管。本發(fā)明裝置具有結(jié)構(gòu)合理，制作成本低，監(jiān)測精準(zhǔn)等特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)沿海含水層中海水入侵的相似模擬實(shí)驗(yàn)，具有投資少，使用靈活、實(shí)驗(yàn)效果好、重復(fù)使用、回收方便等優(yōu)點(diǎn)，且實(shí)驗(yàn)方法步驟簡單、實(shí)施成本低，可以實(shí)現(xiàn)對沿海含水層中海水入侵的精準(zhǔn)模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于室內(nèi)物理相似模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，涉及海水入侵模擬實(shí)驗(yàn)，具體涉及一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

水是人類不可或缺的資源，而地下水作為水資源的重要組成部分，是許多城市供水和農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源之一。隨著人類對水資源需求量的增加，人們對地下水的開采量也在不斷增加，然而對地下水資源的認(rèn)識不足，缺乏對地下水分布及儲量的科學(xué)評價(jià)。沿海含水層是沿海地區(qū)淡水資源的主要來源，沿海含水層的管理對于沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。海水入侵作為沿海地區(qū)常見的自然災(zāi)害，對沿海含水層地下水資源的開發(fā)和利用具有重要影響。

許多沿海地區(qū)，因地下水過量開采而導(dǎo)致地下水水位大幅下降。下降后的地下水水位將無法抗衡海水的滲透壓，海水就會沿地下孔隙、裂隙或溶蝕孔洞向陸地?cái)U(kuò)侵，海水入侵后使得陸地淡水區(qū)變?yōu)橄趟畢^(qū)，導(dǎo)致土體鹽漬化、飲水井荒廢、農(nóng)作物減產(chǎn)等災(zāi)害。由于地層的復(fù)雜性和海水水位的變化，海水入侵規(guī)模和過程十分復(fù)雜，現(xiàn)有的理論計(jì)算模型與測試方法難以真實(shí)反映海水入侵的現(xiàn)象。因此，開發(fā)一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，能夠幫助揭示海水入侵機(jī)理、產(chǎn)生原因和發(fā)展過程，具有重要意義。

目前，室內(nèi)模擬方法是模擬海水入侵現(xiàn)象和研究其機(jī)理的重要方法，但傳統(tǒng)的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)會存在以下幾個問題：忽視溫度因素的影響；在實(shí)驗(yàn)過程中水位不易調(diào)節(jié)；傳統(tǒng)模擬裝置成本較高，不能輕易改裝；在實(shí)驗(yàn)過程中一些數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確獲取等。

所以，需要一個新的技術(shù)方案來解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，該裝置具有結(jié)構(gòu)合理，制作成本低，監(jiān)測精準(zhǔn)等特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)沿海含水層中海水入侵的相似模擬實(shí)驗(yàn)。該方法步驟簡單、實(shí)施成本低，可以實(shí)現(xiàn)對沿海含水層中海水入侵的精準(zhǔn)模擬。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種模擬沿海含水層中海水入侵的實(shí)驗(yàn)裝置，包括中央水槽、淡水恒溫水箱和鹽水恒溫水箱，所述中央水槽的兩端分別設(shè)置有淡水倉和鹽水倉，所述淡水恒溫水箱和淡水倉之間設(shè)置有淡水進(jìn)水管和淡水排水管，所述鹽水恒溫水箱和鹽水倉之間設(shè)置有鹽水進(jìn)水管和鹽水排水管；

所述淡水倉和鹽水倉分別與中央水槽的兩端連通，分別用于向中央水槽內(nèi)提供淡水和鹽水；

所述中央水槽上設(shè)置有若干溫度傳感器，所述溫度傳感器用于測量中央水槽內(nèi)含水層中的溫度分布。

進(jìn)一步地，所述淡水倉和中央水槽之間設(shè)置有淡水緩沖倉，所述鹽水倉和中央水槽之間設(shè)置有鹽水緩沖倉。

進(jìn)一步地，所述中央水槽包括水槽架體、分別設(shè)置于水槽架體左右兩端的兩個第一亞克力板、設(shè)置于水槽架體底部的第二亞克力板、設(shè)置于水槽架體前部的第三亞克力板、設(shè)置于水槽架體后部的第四亞克力板；

所述第一亞克力板上開設(shè)有若干均勻排列的進(jìn)水孔；位于水槽架體底部的第二亞克力板上設(shè)置有排水孔；所述第三亞克力板為雙層設(shè)置，內(nèi)部抽真空，便于隔熱；所述第四亞克力板上開設(shè)有若干均勻排列的預(yù)制安裝孔，溫度傳感器通過預(yù)制安裝孔安裝于中央水槽上。

進(jìn)一步地，所述淡水恒溫水箱通過淡水進(jìn)水管與淡水倉的上部相連接，所述淡水倉通過淡水排水管與淡水恒溫水箱的下部相連接；所述鹽水恒溫水箱通過鹽水進(jìn)水管與鹽水倉的上部相連接，所述鹽水倉通過鹽水排水管與鹽水恒溫水箱的下部相連接。