一种可调节的多级次地下水流系统试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可调节的多级次地下水流系统试验装置。该装置由模拟槽、抽水装置、保持水力联系的渗流管道、测压装置以及供水装置五个部分组成。模拟槽内部中空且上端开口，两端为定水头边界。模拟槽侧面上分布有示踪孔和观测孔，底部有一个放水孔。观测孔连接于测压板上的测压管上记录相关数据。试验过程中通过抽水装置对边界供水，改变模拟槽内部抽水装置的位置及深度，利用示踪孔和观测装置来形象的多角度的再现多级次的地下水流动情况，并为地下水流系统的研究提供科学依据。
【专利说明】
一种可调节的多级次地下水流系统试验装置
技术领域
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[0001]本实用新型涉及一种在定水头边界条件下，可调节的多级次地下水流系统试验装置，属于水力学领域。
【背景技术】
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[0002]在水文地质学中，引入系统的概念去解决地下水流系统，将地下水流作为一个有机系统，从系统的角度去考察，分析与处理地下水流动问题。托特(Toth)首次利用解析解得到均质各向同性潜水盆地中地下水流动系统，并得出了局部的、中间的、区域的不同级次的嵌套式地下水流系统。Engelen分析了地下水流系统的某些物理机制，建立了更具操作性的地下水流系统分析方法。20世纪80年代以来，我过水文地质工作者将地下水流理论应用与区域水文地质分析中，解决了各种实际问题。并利用物理模拟和数学模拟的方法来研究地下水流系统。
[0003]地下水流系统是指由源到汇的流面群构成，具有统一时空演变过程的地下水体。但在现有的多级次地下水流系统试验装置中，仅考虑存在降雨的条件下，地下水流动情况。并且在所设计的装置中，排水孔固定，在一个装置中所利用的研究方案较少。在已有的专利号为ZL200820066726.5专利中，其排泄管较为固定，在试验演示过程中，不能改变其位置以达到多方案的研究地下水流系统问题。同理在专利号为ZL201110406464.9的专利中也存在这样的为题。据此，发明在定水位边界条件，内部抽水装置不仅可以改变其空间上位置(包括水平和垂直方向上)，而且可以改变抽水装置的数量。利用多个研究方案来研究多级次的地下水流系统的试验装置。地下水流系统的研究对水质、水量、水温的时空演变过程有着重要的意义。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的是提供一种在定水位边界条件下，采用多种方案可调节的多级次地下水流系统试验装置，结构设置合理，能较逼真地模拟地下水流系统的级次性。
[0005]1.实现本实用新型的上述目的所采用的技术方案为:一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:该装置由模拟槽、抽水装置、保持水力联系的渗流管道，测压装置以及供水装置五个部分组成，各部分连接主要为:模拟槽两边为定水头边界，供水装置通过保持水力联系的渗流管道对模拟槽两边定水头边界进行水量补给;模拟槽内部有三个的抽水装置;测压装置由测压板和测压管组成;模拟槽侧面上分布有示踪孔和测压管接嘴，利用测压软管连接到测压板上的测压管上;各装置之间通过控制阀来控制水量大小。
[0006]进一步地，模拟槽内部两边利用带有圆孔的并缠有铁纱网的挡板各隔开两个区域，作为定水头边界。
[0007]进一步地，模拟槽侧面上分布三排示踪孔，一横排两竖排，其中两竖排示踪孔分布在两定水头边界附近，一横排示踪孔分布在最上端。
[0008]进一步地，模拟槽底面分布五排三十七个测压管接嘴，利用测压软管与测压装置连接。
[0009]本实用新型一种可调节的多级次地下水流系统试验装置的有益效果如下:
[0010](I)模拟槽两边设置为定水位边界，形象地再现了现实中地下水在有定水位河流边界的条件下，地下水不同级次的流动情况。(2)试验过程中不仅可以设定多个抽水装置，可以设定不同深度的抽水装置，而且可以设定不同位置时的抽水装置。利用模拟槽上的示踪孔和测压管，采用多种方案来研究不同级次的地下水流系统，与前人发明的试验装置有着较大的区别。(3)极大的丰富了地下水流系统的研究，同时为区域地下水水质的演化、水动力特征等一些方面的研究具有促进作用。
【附图说明】
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[0011]图1为本实用新型一种可调节的多级次地下水流系统试验装置立体结构图。
[0012]图2为本实用新型一种可调节的多级次地下水流系统试验装置中模拟槽立体结构图。
[0013]图3为本实用新型一种可调节的多级次地下水流系统试验装置中过滤装置立体结构图。
[0014]图中:卜模拟槽;2-圆孔;3-缠铁纱网的挡板;4-示踪孔;5-测压管接嘴;6-排泄管；7-控制阀;8-铁支架;9-小型过滤装置(I); 10-小型潜水栗(I); 11-潜水栗出水管(I); 12-阀门(I); 13-三通接头(I); 14-大型过滤装置；15-小型潜水栗(2); 16-潜水栗出水管(2); 17-阀门(2); 18-三通接头(2); 19-小型过滤装置(2) ;20_小型潜水栗(3); 21-潜水栗出水管
(3)； 22-阀门(3); 23-二通弯头;24-上端出水管；25-潜水栗;26-水箱;27-左侧出水管；28-右侧出水管；29-三通接头(3);30-左侧进水管；31-右侧进水管；32-三通接头(4); 33-测压软管;34-测压管;35-测压板。
【具体实施方式】
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[0015]为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图与具体实施步骤对本实用新型进行详细说明:
[0016]—种可调节的多级次地下水流系统试验装置，该装置由装有由模拟槽1、抽水装置、各装置之间保持水力联系的渗流管道，测压装置33、34、35以及供水装置25、26五个部分组成。所述的模拟槽I为上端开口内部中空的结构，其长度和高度均大于宽度。具体规格为长180cm，高90cm，宽20cm，材质为厚度为2cm的有机玻璃粘制而成。模拟槽I底部正中间有一个排泄管6，排泄管上安装有排泄管阀门7，并且模拟槽I底部四拐角有四个铁支架8支撑。
[0017]所述的模拟槽I内部窄侧两边固定有带有圆孔2并缠有铁纱网的挡板3，在两个挡板3之间区域充填砂样。在挡板3和模拟槽I的两边间隙处为定水位边界，底部的供水装置中潜水栗25，利用三通接头32衔接左侧进水管30和右侧进水管31共同对两侧间隙底端提供水补给，但水位达到一定高度处(即距模拟槽开口端5cm处)，多余的水通过该高度处的左侧出水管27、右侧出水管28，利用三通接口 29衔接流回水箱26中，其供水装置是由潜水栗25和水箱26组成。
[0018]所述的模拟槽I的侧面上，分布有三排四十三个示踪孔4，一横排两竖排，两竖排靠近定水位边界处。在示踪孔4处安装有示踪管插入，伸入模拟槽I内部的部分缠有铁纱网，伸出模拟槽I外部的部分套有橡皮头。示踪管中可以加入有颜料的示踪剂，使效果更加明显。同时侧面上也分布有五排三十七个测压管接嘴5，伸入模拟槽I内部的部分也缠有铁纱网，伸出模拟槽I外部的部分通过测压软管33连接到测压板35上的测压管34上，且——对应连接上。
[0019]所述的模拟槽I的开口端设置有三个抽水装置，抽水装置由过滤装置和小型潜水栗组成，过滤装置设置有一个大型过滤装置14和两个小型过滤装置9、19，其中大型的过滤装置14要比小型过滤装置9、19长度尺寸要大。过滤装置9、14、19为有机玻璃制成，四周分布有大量圆孔3且四周缠有铁纱网。该装置上部有两个挡板，卡在模拟槽I开口处，可以沿着模拟槽I开口处来回移动。
[0020]所述的三个过滤装置中都放置有一个小型潜水栗10、15、20，各自的小型潜水栗出水管11、16、21，利用三通接口 13、18，和二通弯头23与上端出水管24衔接上将小型潜水栗抽出的水流回到水箱26中。
[0021 ] 一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，试验实施如下所示:
[0022]试验前，将较细的石英砂样均匀的装入本发明的模拟槽I内部两个带有圆孔和缠有铁纱网的挡板3之间，由于模拟槽I的高度在90cm，所以装入的石英砂样高度在88-90cm位置处。并将示踪管的一端套上橡皮头。首先将水箱26内充满水，关闭控制阀7，利用水箱26中的潜水栗25，和左侧进水管30和右侧进水管31对模拟槽I内部两定水位边界水量补给。当整个石英砂样处于饱和状态之后就可以开始试验了。
[0023]试验阶段，将模拟槽I的开口端的三个抽水装置设置好位置，打开各自的抽水管阀门12、17、22，同时开始各过滤装置中的小型潜水栗1、15、20工作，控制阀门大小，使小型潜水栗抽出的水量不同。待整个模拟槽I中的水流稳定之后，即连接模拟槽I侧面上的测压管接嘴5上的测压管34中的水位高度不再变化时。此时有选择性的在示踪管一端的橡皮头内注入少量有颜色的示踪剂，便可形象地观测到在有定水位边界河流的情况下，各级次的地下水流动情况。同时记录下测压板35上测压管34的水位值，观察并分析模拟槽I的侧面边界上各位置处的水位变化情况。
[0024]在试验过程中，多方案其中还包括可以采用不同抽水装置中过滤装置的长度；可以采用不同数量的抽水装置;可以采用不同位置处的抽水装置。利用的方案来研究多级次的地下水流系统。
[0025]上述实例只说明本发明的技术结构及方法，凡根据上述说明所作的改进或变换，都应涵盖在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:该装置由模拟槽、抽水装置、保持水力联系的渗流管道、测压装置以及供水装置五个部分组成，各部分连接主要为:模拟槽两边为定水头边界，供水装置通过保持水力联系的渗流管道对模拟槽两边定水头边界进行水量补给;模拟槽内部有三个的抽水装置;测压装置由测压板和测压管组成;模拟槽侧面上分布有示踪孔和测压管接嘴，利用测压软管连接到测压板上的测压管上;各装置之间通过控制阀来控制水量大小。2.如权利要求1所述的一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:模拟槽内部两边利用带有圆孔的并缠有铁纱网的挡板各隔开两个区域，作为定水头边界。3.如权利要求1所述的一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:模拟槽内部的抽水装置中的过滤装置的长度可改变，利用挡板悬挂在模拟槽开口处，且抽水装置的位置可以自由设定，抽水装置的四周分布有圆孔并缠有铁纱网。4.如权利要求1所述的一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:模拟槽侧面上分布三排示踪孔，一横排两竖排，其中两竖排示踪孔分布在两定水头边界上，一横排示踪孔分布在最上端。5.如权利要求1所述的一种可调节的多级次地下水流系统试验装置，其特征在于:模拟槽底面分布五排三十七个测压管接嘴，利用测压软管与测压装置连接。
【文档编号】G09B23/40GK205428343SQ201521002285
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月1日
【发明人】汪迁迁, 李旭, 黎志豪, 姚庆健, 高加林, 周军
【申请人】安徽理工大学