一种基于承压含水层热源成因的珍珠泉模型的制作方法

一种基于承压含水层热源成因的珍珠泉模拟演示实验装置，涉及水文实验领域。

背景技术：

南京、济南、寿县、安阳等地都有珍珠泉的景观，是很好的旅游资源。珍珠泉因其泉内宛如有一颗颗珍珠冒出，故而得其名。一直以来对于珍珠泉的形成原因未有明确的认知，一直处于较模糊的状态。泉是地下承压水在地表的一种排泄形式，因其有气泡产生，在水压力的作用下，气泡集聚形成一定大小，进而浮出，好像在泉中冒出的珍珠一般。本发明基于热源作用和化学作用，尽可能还原珍珠泉的一种形成条件，模拟珍珠泉的产生过程。

技术实现要素：

1.本发明的目的

设计一种能产生珍珠泉现象的装置，能直观地反映出模拟珍珠泉主要在热源作用影响下，较真实的形成的过程。

2.本发明的技术方案

为实现上述目的，本发明设计一种基于承压含水层热源成因的珍珠泉模拟演示实验装置，其特征如下：可控制高度溢水槽、水流运动及气泡产生装置和珍珠泉现象观察装置。

所述的可控制高度溢水槽主要是隔板和放水孔，其特点是溢水槽通过上下移动，隔板可以控制大致水位高度，放水孔可以对水位进行微小的调节。

所述的水流运动及气泡产生装置主要是加热板、可抽拉化学反应间和放水孔，加热板可以形成局部的热区；可抽拉化学反应间便于化学物品的更换添加，基本实现了持续循环性；放水孔的控制可以模拟地下水的径流现象，还原水的流动性和循环性。

所述的珍珠泉现象观察装置主要是溢水孔、温度计和卵石，卵石便于气泡的附着和集聚，温度计可以随时观察水温的变化，溢水孔不仅仅可以维持珍珠泉的水位，还便于测算泉的涌水量。

本发明的有益效果：本发明是一种基于承压含水层热源成因的珍珠泉模拟演示实验装置，在使用时，使装置内充满富含空气气体的水，加热板加热，打开可抽拉式化学反应间添加石灰岩和一定浓度的盐酸，并使其发生反应。待温度计温度稳定在一定温度左右时，打开小的放水孔，使其承压水流动循环，并保证进水速度大于出水速度。这样有利于人们直观地对珍珠泉的形成过程进一步认识，还可以欣赏珍珠泉的现象。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图

附图标记如下：1、溢水槽，2、隔板，3、注水孔，4、水泵，5、软管，6、放水孔，7、止水夹，8、进水孔，9、粗砂粒，10、过滤网，11、抽拉式化学反应间，12、抽拉式隔板，13、加热板，14、溢水孔，15、蓄水槽，16、珍珠泉泉口，17、温度计，18、卵石。

具体实施方案

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图所示，可控制高度溢水槽包括：隔板(2)、注水孔(3)、水泵(4)、软管(5)、放水孔(6)和止水夹(7)。水流运动及气泡产生装置包括：进水孔(8)、粗砂粒(9)、放水孔(6)、止水夹(7)、过滤网(10)、抽拉式化学反应间(11)、抽拉式隔板(12)和加热板(13)。珍珠泉现象观察装置包括：过滤网(10)、溢水孔(14)、珍珠泉泉口(16)、温度计(17)和卵石(18)。

如图，本发明在使用时，首先通过溢水槽(1)对水流运动及气泡产生装置注入充足的充分融入气体的水，再在抽拉式化学反应间(11)内大的空间内放小石灰粒便于接触反应，小空间内放一定浓度的盐酸。调节溢水槽(1)，使水位达到溢水孔(14)位置，便开始用加热板(13)加热水体，待温度计(17)温度达到四十时，依次抽动抽拉式化学反应间(11)内的抽拉式隔板(12)和上边的抽拉式隔板(12)，使化学反应产生气体扩散如水中。启动水泵(4)注水，并打开右侧放水孔(6)，但放水孔(6)水流速度较小，低于注水速度，并使温度计温度维持在一定温度左右。最后通过抽拉式化学反应间(11)药品的更换或添加，维持承压水系统中化学反应的持续进行。在珍珠泉现象观察装置中便可以看到和实际景观中珍珠泉相同的现象，并且还可以看到其形成的整个过程。整个过程中需要对水流速度进行随时调节，保证温度稳定在一定温度左右，及化学反应的持续进行。

本发明是一种基于承压含水层热源成因的珍珠泉模拟演示实验装置，可以在不受外界干扰得环境，模拟含水层结构，直观的反映出热源作用效应对含水层水体中气体溶解量的影响。不仅可以直观地对珍珠泉现象的形成过程，便于探讨研究，还具有较高的教学实用价值。

本发明的可控制高度溢水槽不属于本发明保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种基于承压含水层的排泄点由于热源作用形成的珍珠泉模拟演示实验装置，包括可控制高度溢水槽、水流运动及气泡产生装置和珍珠泉现象观察装置三个部分。本发明在使用时，可以通过对可控制高度溢水槽的高度调节来控制珍珠泉现象观察装置内的水位高度。水流运动及气泡产生装置可填充一些粗砂，模拟含水层介质，抽拉式化学反应间可以模拟含水层发生的化学变化，加热板可以使水中空气溶解量降低。最后，可以在珍珠泉现象观察装置内观察珍珠泉的现象。本发明模拟实际中珍珠泉的一种产生方式，可以很好的还原演示珍珠泉的形成过程。

技术研发人员：李亚昊;汪楠;高宇航;许光泉;余世滔
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2019.03.11
技术公布日：2019.05.24