專利名稱：河流入滲模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下水科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種河流入滲模擬裝置。
背景技術(shù)：
傍河取水，因其水量穩(wěn)定、水質(zhì)潔凈等優(yōu)點(diǎn)，已成為我國(guó)北方城市重要的供水模式。由于客觀上存在著一定的困難，束縛了人們對(duì)河流補(bǔ)給地下水機(jī)理的深入研究，從而導(dǎo)致對(duì)傍河水源地可 開采資源量的評(píng)價(jià)往往與實(shí)際有一定的差距。河流入滲模擬裝置是基于對(duì)河流補(bǔ)給地下水狀態(tài)的高度仿真，利用此裝置可以在實(shí)驗(yàn)室改變?cè)囼?yàn)的條件，研究河流對(duì)地下水補(bǔ)給的可能狀態(tài)并取得定量信息，從而為提高評(píng)價(jià)傍河水源地可開采水資源量的可靠性奠定基礎(chǔ)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、使用便捷且功能完備的河流入滲模擬裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種河流入滲模擬裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且實(shí)現(xiàn)成本低，使用操作便捷，功能完備，能夠?yàn)樘岣咴u(píng)價(jià)傍河水源地可開采水資源量的可靠性奠定基礎(chǔ)，實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種河流入滲模擬裝置，其特征在于包括巨型滲流槽、上游水位控制水箱、下游水位控制水箱、供水水箱和儲(chǔ)水水箱，所述巨型滲流槽的正面裝有多個(gè)用于探測(cè)河流在補(bǔ)給地下水時(shí)河流水位與地下水位出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象的負(fù)壓傳感器，所述巨型滲流槽的背面裝有多個(gè)用于測(cè)量巨型滲流槽中飽水時(shí)壓力的測(cè)壓管，所述巨型滲流槽的底端左右兩側(cè)分別設(shè)置有巨型滲流槽進(jìn)水管和巨型滲流槽出水管，所述巨型滲流槽進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水閥門，所述巨型滲流槽出水管上設(shè)置有出水閥門，所述儲(chǔ)水水箱底端側(cè)壁上的出水口通過第一水管和設(shè)置在第一水管上的水泵與供水水箱頂端的進(jìn)水口相連，所述供水水箱底端的出水口通過第二水管與上游水位控制水箱底端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱底端的第一出水口通過第三水管與儲(chǔ)水水箱頂端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱底端的第二出水口通過第四水管與巨型滲流槽進(jìn)水管相連，所述巨型滲流槽出水管通過第五水管與下游水位控制水箱底端的進(jìn)水口相連，所述下游水位控制水箱底端的出水口通過第六水管與儲(chǔ)水水箱底端側(cè)壁上的進(jìn)水口相連。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽內(nèi)設(shè)置有用于濾除水中雜質(zhì)的左濾板、右濾板和下濾板。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽的長(zhǎng)為I. 3m I. 7m，所述巨型滲流槽的高為I. 8m 2. 2m，所述巨型滲流槽的寬為0. 4m 0. 8m。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽的長(zhǎng)為I. 5m，所述巨型滲流槽的高為2. 0m，所述巨型滲流槽的寬為0. 6m。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器包括用于形成負(fù)壓并傳輸負(fù)壓的不銹鋼管，所述不銹鋼管的一端端部密封連接有用于透過水并阻隔空氣的陶瓷頭，所述不銹鋼管的另一端管壁上固定連接有用于去除不銹鋼管中空氣的抽氣閥，所述不銹鋼管的另一端端部密封連接有用于對(duì)不銹鋼管中的負(fù)壓變化進(jìn)行測(cè)量的負(fù)壓值采集裝置，靠近所述負(fù)壓值采集裝置一端的不銹鋼管管壁上設(shè)置有玻璃觀測(cè)窗；所述抽氣閥由閥樁、閥芯和閥蓋三部分構(gòu)成，所述閥樁為類似“U”字形結(jié)構(gòu)且其內(nèi)壁和外壁上均設(shè)置有螺紋，所述閥樁的底端與不銹鋼管管壁焊接且開有與不銹鋼管內(nèi)部相連通的第一通孔，所述閥芯螺紋連接在閥樁內(nèi)部，所述閥芯上開有氣流通道，所述閥蓋以螺紋連接方式緊扣在閥樁頂部且其幾何中心位置處設(shè)置有用于供閥芯穿過的第二通孔。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器的數(shù)量為35 50個(gè)，多個(gè)所述負(fù)壓傳感器按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽的正面。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器的數(shù)量為42個(gè)。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述測(cè)壓管的數(shù)量為35 50個(gè)，多個(gè)所述測(cè)壓管按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽的背面。上述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述測(cè)壓管的數(shù)量為42個(gè)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明包括巨型滲流槽、上游水位控制水箱、下游水位控制水箱、供水水箱和儲(chǔ)水水箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且實(shí)現(xiàn)成本低。2、采用本發(fā)明進(jìn)行河流入滲模擬時(shí)，使用方法及步驟簡(jiǎn)單，操作便捷。3、本發(fā)明的功能完備，能夠模擬矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、三角形非完整切割河流、三角形非完整切割河流等多種狀態(tài)河流的入滲情況。4、利用本發(fā)明可以在實(shí)驗(yàn)室改變?cè)囼?yàn)的條件，研究河流對(duì)地下水補(bǔ)給的可能狀態(tài)并取得定量信息，從而為提高評(píng)價(jià)傍河水源地可開采水資源量的可靠性奠定基礎(chǔ)，實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且實(shí)現(xiàn)成本低，使用操作便捷，功能完備，能夠?yàn)樘岣咴u(píng)價(jià)傍河水源地可開采水資源量的可靠性奠定基礎(chǔ)，實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明測(cè)壓管在巨型滲流槽背面的布設(shè)位置示意圖。圖3為本發(fā)明負(fù)壓傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明抽氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I-巨型滲流槽； 2-上游水位控制水箱；3-下游水位控制水箱；4-供水水箱；5-儲(chǔ)水水箱；6-負(fù)壓傳感器；6-1-不銹鋼管； 6-2-陶瓷頭；6-3-抽氣閥；
6-31-閥樁；6-311-第一通孔；6-32-閥芯；6-321-氣流通道； 6-33-閥蓋；6-331-第_■通孔；
7-測(cè)壓管；8-巨型滲流槽進(jìn)水管；9-巨型滲流槽出水管；10-進(jìn)水閥門；11-出水閥門；12-第一水管；13-水泵；14-第二水管；15-第三水管；16-第四水管；17-第五水管；18-第六水管；19-左濾板；20-右濾板；21-下濾板。
具體實(shí)施方式
如圖I和圖2所示，本發(fā)明包括巨型滲流槽I、上游水位控制水箱2、下游水位控制水箱3、供水水箱4和儲(chǔ)水水箱5，所述巨型滲流槽I的正面裝有多個(gè)用于探測(cè)河流在補(bǔ)給地下水時(shí)河流水位與地下水位出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象的負(fù)壓傳感器6，所述巨型滲流槽I的背面裝有多個(gè)用于測(cè)量巨型滲流槽I中飽水時(shí)壓力的測(cè)壓管7，所述巨型滲流槽I的底端左右兩側(cè)分別設(shè)置有巨型滲流槽進(jìn)水管8和巨型滲流槽出水管9，所述巨型滲流槽進(jìn)水管8上設(shè)置有進(jìn)水閥門10，所述巨型滲流槽出水管9上設(shè)置有出水閥門11，所述儲(chǔ)水水箱5底端側(cè)壁上的出水口通過第一水管12和設(shè)置在第一水管12上的水泵13與供水水箱4頂端的進(jìn)水口相連，所述供水水箱4底端的出水口通過第二水管14與上游水位控制水箱2底端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱2底端的第一出水口通過第三水管15與儲(chǔ)水水箱5頂端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱2底端的第二出水口通過第四水管16與巨型滲流槽進(jìn)水管8相連，所述巨型滲流槽出水管9通過第五水管17與下游水位控制水箱3底端的進(jìn)水口相連，所述下游水位控制水箱3底端的出水口通過第六水管18與儲(chǔ)水水箱5底端側(cè)壁上的進(jìn)水口相連。本實(shí)施例中，所述巨型滲流槽I內(nèi)設(shè)置有用于濾除水中雜質(zhì)的左濾板19、右濾板20和下濾板21。所述巨型滲流槽I的長(zhǎng)為I. 3m I. 7m，所述巨型滲流槽I的高為I. Sm
2.2m,所述巨型滲流槽I的寬為0. 4m 0. 8m。具體地,所述巨型滲流槽I的長(zhǎng)為I. 5m,所述巨型滲流槽I的高為2. 0m，所述巨型滲流槽I的寬為0. 6m。結(jié)合圖3和圖4，本實(shí)施例中，所述負(fù)壓傳感器6包括用于形成負(fù)壓并傳輸負(fù)壓的不銹鋼管6-1，所述不銹鋼管6-1的一端端部密封連接有用于透過水并阻隔空氣的陶瓷頭6-2，所述不銹鋼管6-1的另一端管壁上固定連接有用于去除不銹鋼管6-1中空氣的抽氣閥6-3，所述不銹鋼管6-1的另一端端部密封連接有用于對(duì)不銹鋼管6-1中的負(fù)壓變化進(jìn)行測(cè)量的負(fù)壓值采集裝置6-4，靠近所述負(fù)壓值采集裝置6-4 —端的不銹鋼管6-1管壁上設(shè)置有玻璃觀測(cè)窗6-5 ;所述抽氣閥6-3由閥樁6-31、閥芯6-32和閥蓋6_33三部分構(gòu)成，所述閥樁6-31為類似“U”字形結(jié)構(gòu)且其內(nèi)壁和外壁上均設(shè)置有螺紋，所述閥樁6-31的底端與不銹鋼管6-31管壁焊接且開有與不銹鋼管6-31內(nèi)部相連通的第一通孔6-311，所述閥芯6-32螺紋連接在閥樁6-31內(nèi)部，所述閥芯6-32上開有氣流通道6-321，所述閥蓋6_33以螺紋連接方式緊扣在閥樁6-31頂部且其幾何中心位置處設(shè)置有用于供閥芯6-32穿過的第二通孔 6-331。如圖I所不，本實(shí)施例中，所述負(fù)壓傳感器6的數(shù)量為35 50個(gè),多個(gè)所述負(fù)壓傳感器6按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽I的正面。具體地，所述負(fù)壓傳感器6的數(shù)量為42個(gè)。結(jié)合圖2，本實(shí)施例中，所述測(cè)壓管7的數(shù)量為35 50個(gè)，多個(gè)所述測(cè)壓管7按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽I的背面。具體地，所述測(cè)壓管7的數(shù)量為42個(gè)。本發(fā)明的工作原理及工作過程是I、裝填砂樣首先在巨型滲流槽I的四壁粘貼防水砂紙，然后在巨型滲流槽I中裝填砂樣，每裝3cm 5cm后從巨型滲流槽I槽底的巨型滲流槽 進(jìn)水管8處充水，至砂樣表層出現(xiàn)水膜為止，直至裝滿巨型滲流槽1，裝滿以后再經(jīng)過完全排水一完全充水一完全排水—完全充水一......的過程，重復(fù)直至砂樣充分密實(shí)；2、在砂樣的左上角構(gòu)建模擬河流狀態(tài)的裝置，用于模擬的河流包括矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、矩形非完整切割河流、三角形非完整切割河流、三角形非完整切割河流等；3、調(diào)試負(fù)壓傳感器6 :將負(fù)壓傳感器6的陶瓷頭6-2置于無氣水中，松開抽氣閥6-3中閥樁6-31的閥芯6-32，將真空泵的連接管連接到氣流通道6-321上抽氣，使負(fù)壓傳感器6的管腔內(nèi)無氣泡存在；當(dāng)真空泵的連接管內(nèi)充滿水而沒有氣泡水時(shí)，再慢慢擰緊閥芯6-32，并擰緊閥蓋6-33 ;透過不銹鋼管6-1上的玻璃觀測(cè)窗6_5，仔細(xì)觀察不銹鋼管6_1管腔內(nèi)有無氣泡，如果管腔內(nèi)仍有小的氣泡，再次松開閥芯6-32，再次啟動(dòng)真空泵抽水(排氣)，反復(fù)幾次使管腔內(nèi)確無氣泡而完全充滿水為止。將負(fù)壓傳感器6水平擱置，用專門的測(cè)試儀表檢測(cè)，若顯示不銹鋼管6-1管腔內(nèi)的壓力小于±3cm，即認(rèn)為合格可以使用；4、安裝負(fù)壓傳感器6 :通過預(yù)設(shè)在巨型滲流槽I的正面的孔將負(fù)壓傳感器6安裝到巨型滲流槽I上，再經(jīng)過數(shù)次充、排水，直至負(fù)壓傳感器6的陶瓷頭6-2與砂樣充分親和，即可開始試驗(yàn)；5、試驗(yàn)前，當(dāng)巨型滲流槽I中充滿水后，用吸耳球從測(cè)壓管7中排出氣泡；6、開始試驗(yàn)，首先控制一個(gè)河水位，且降低排泄水位到預(yù)定的高度，觀測(cè)測(cè)壓管7水位和排泄水位，等水位穩(wěn)定后記錄排泄量、測(cè)壓管7讀數(shù)、負(fù)壓傳感器6讀數(shù)(可以通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄)；7、按設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案，重復(fù)操作以上步驟I 6。本發(fā)明能夠模擬矩形非完整切割河流一河床側(cè)壁介質(zhì)與含水層相同、河床底部隔水、河床側(cè)壁進(jìn)水時(shí)的河流入滲情景，能夠模擬矩形非完整切割河流一河床介質(zhì)與含水層介質(zhì)相同且河床底部和側(cè)壁同時(shí)進(jìn)水時(shí)的河流入滲情景，能夠模擬矩形非完整切割河流一河床側(cè)壁介質(zhì)與含水層相同，河床底部隔水，河床側(cè)壁進(jìn)水，且存在一定厚度的弱透水層時(shí)河流入滲情景，能夠模擬矩形非完整切割河流一河床側(cè)壁介質(zhì)與含水層相同，河床底部隔水，河床側(cè)壁進(jìn)水時(shí)，且存在透鏡體的河流入滲情景，能夠模擬三角形非完整切割河流一河床介質(zhì)與含水層介質(zhì)相同時(shí)河流入滲情景，能夠模擬三角形非完整切割河流一河床為低滲透介質(zhì)時(shí)河流入滲情景。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種河流入滲模擬裝置，其特征在于包括巨型滲流槽(I)、上游水位控制水箱(2)、下游水位控制水箱(3)、供水水箱(4)和儲(chǔ)水水箱(5)，所述巨型滲流槽(I)的正面裝有多個(gè)用于探測(cè)河流在補(bǔ)給地下水時(shí)河流水位與地下水位出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象的負(fù)壓傳感器出)，所述巨型滲流槽(I)的背面裝有多個(gè)用于測(cè)量巨型滲流槽(I)中飽水時(shí)壓力的測(cè)壓管(7)，所述巨型滲流槽(I)的底端左右兩側(cè)分別設(shè)置有巨型滲流槽進(jìn)水管(8)和巨型滲流槽出水管(9)，所述巨型滲流槽進(jìn)水管(8)上設(shè)置有進(jìn)水閥門(10)，所述巨型滲流槽出水管(9)上設(shè)置有出水閥門(11)，所述儲(chǔ)水水箱(5)底端側(cè)壁上的出水口通過第一水管(12)和設(shè)置在第一水管(12)上的水泵(13)與供水水箱(4)頂端的進(jìn)水口相連，所述供水水箱(4)底端的出水口通過第二水管(14)與上游水位控制水箱(2)底端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱(2)底端的第一出水口通過第三水管(15)與儲(chǔ)水水箱(5)頂端的進(jìn)水口相連，所述上游水位控制水箱(2)底端的第二出水口通過第四水管(16)與巨型滲流槽進(jìn)水管(8)相連，所述巨型滲流槽出水管(9)通過第五水管(17)與下游水位控制水箱(3)底端的進(jìn)水口相連，所述下游水位控制水箱(3)底端的出水口通過第六水管(18)與儲(chǔ)水水箱(5)底端側(cè)壁上的進(jìn)水口相連。
2.按照權(quán)利要求I所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽(I)內(nèi)設(shè)置有用于濾除水中雜質(zhì)的左濾板(19)、右濾板(20)和下濾板(21)。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽(I)的長(zhǎng)為I. 3m I. 7m，所述巨型滲流槽⑴的高為I. Sm 2. 2m，所述巨型滲流槽⑴的寬為.O.4m O. 8mο
4.按照權(quán)利要求3所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述巨型滲流槽(I)的長(zhǎng)為I. 5m，所述巨型滲流槽⑴的高為2. 0m，所述巨型滲流槽⑴的寬為O. 6m。
5.按照權(quán)利要求I或2所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器(6)包括用于形成負(fù)壓并傳輸負(fù)壓的不銹鋼管(6-1)，所述不銹鋼管(6-1)的一端端部密封連接有用于透過水并阻隔空氣的陶瓷頭(6-2)，所述不銹鋼管(6-1)的另一端管壁上固定連接有用于去除不銹鋼管(6-1)中空氣的抽氣閥(6-3)，所述不銹鋼管(6-1)的另一端端部密封連接有用于對(duì)不銹鋼管出-1)中的負(fù)壓變化進(jìn)行測(cè)量的負(fù)壓值采集裝置出-4)，靠近所述負(fù)壓值采集裝置(6-4) —端的不銹鋼管￠-1)管壁上設(shè)置有玻璃觀測(cè)窗￠-5);所述抽氣閥(6-3)由閥樁(6-31)、閥芯(6-32)和閥蓋(6_33)三部分構(gòu)成，所述閥樁(6_31)為類似“U”字形結(jié)構(gòu)且其內(nèi)壁和外壁上均設(shè)置有螺紋，所述閥樁(6-31)的底端與不銹鋼管(6-31)管壁焊接且開有與不銹鋼管(6-31)內(nèi)部相連通的第一通孔(6-311)，所述閥芯(6-32)螺紋連接在閥樁￠-31)內(nèi)部，所述閥芯￠-32)上開有氣流通道￠-321)，所述閥蓋￠-33)以螺紋連接方式緊扣在閥樁￠-31)頂部且其幾何中心位置處設(shè)置有用于供閥芯￠-32)穿過的第二通孔(6-331)。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器(6)的數(shù)量為35 50個(gè)，多個(gè)所述負(fù)壓傳感器(6)按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽(I)的正面。
7.按照權(quán)利要求6所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述負(fù)壓傳感器￠)的數(shù)量為42個(gè)。
8.按照權(quán)利要求I或2所述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述測(cè)壓管(7)的數(shù)量為35 50個(gè)，多個(gè)所述測(cè)壓管(7)按非等距網(wǎng)格布設(shè)在巨型滲流槽(I)的背面。
9.按照權(quán)利要求8所 述的河流入滲模擬裝置，其特征在于所述測(cè)壓管(7)的數(shù)量為42個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種河流入滲模擬裝置，包括巨型滲流槽、上游水位控制水箱、下游水位控制水箱、供水水箱和儲(chǔ)水水箱，巨型滲流槽的正面裝有多個(gè)負(fù)壓傳感器，巨型滲流槽的背面裝有多個(gè)測(cè)壓管，巨型滲流槽的底端左右兩側(cè)分別設(shè)置有巨型滲流槽進(jìn)水管和巨型滲流槽出水管，巨型滲流槽進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水閥門，巨型滲流槽出水管上設(shè)置有出水閥門，儲(chǔ)水水箱與供水水箱和下游水位控制水箱相連，供水水箱與上游水位控制水箱相連，巨型滲流槽與上游水位控制水箱和下游水位控制水箱相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且實(shí)現(xiàn)成本低，使用操作便捷，功能完備，能夠?yàn)樘岣咴u(píng)價(jià)傍河水源地可開采水資源量的可靠性奠定基礎(chǔ)，實(shí)用性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。
文檔編號(hào)E02B1/02GK102635087SQ20121004437
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月26日
發(fā)明者馮西洲, 李俊亭, 王文科 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)