CN101739882A - 承压水潜水复合模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明承压水、潜水复合模拟实验装置，包括储水箱、模拟箱，模拟箱内有倾斜有机玻璃箱体，有机玻璃箱体扬起端顶部伸出模拟箱外形成模拟河流补给区而倾伏端有上升泉壁，有机玻璃箱体内有承压含水层，有机玻璃箱体隔水顶板上在有机玻璃箱体扬起端顶部和上升泉壁间有潜水含水层，模拟抽水井管一端依次穿过潜水含水层、承压含水层、模拟箱而伸入储水箱中且位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔，至少四根承压水位测压管下端依次穿过潜水含水层、承压含水层而固定在下隔水底板上。本发明结构合理，能演示承压水、潜水的补给、径流、排泄特征和潜水与承压水的互补关系，对承压水、潜水进行相关的试验和研究、提供了一种有效手段。

Description

承压水潜水复合模拟实验装置

技术领域：

本发明与水文地质有关，特别与承压水、潜水复合模拟实验装置有关。

背景技术：

要熟悉与承压水有关的基本概念，增强对承压水的补给、排泄和径流以及承压水、潜水相互补给的感性认识、进行相关的试验和研究，目前都是在野外现场实施，直观性差，费用昂贵。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种结构合理，能演示并能观察潜水与承压水水文地质特征及互补关系，帮助学生建立对地下承压水的感性认识，深刻把握其实质的承压水、潜水复合模拟实验装置。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明承压水潜水复合模拟实验装置，包括带水泵的储水箱、模拟箱，模拟箱内有带隔水顶板和隔水底板的倾斜于水平面的有机玻璃箱体，有机玻璃箱体扬起端顶部伸出模拟箱外形成模拟河流补给区而倾伏端有上升泉壁，有机玻璃箱体内有承压含水层，有机玻璃箱体隔水顶板上在有机玻璃箱体扬起端顶部和上升泉壁间有潜水含水层，模拟箱内与上升泉壁间形成排水腔，位于模拟箱底部的泉水流量控制管的第一端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层穿透隔水顶板与潜水含水层相通而第二端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层与隔水顶板连接，泉水流量控制管第二端壁上有若干与承压含水层相通的孔，在模拟箱上与有机玻璃箱体扬起端对应位置上装有水位箱，水位箱中有供水腔、溢流腔，供水腔通过进水管与储水箱相通，第一端与供水腔连通的供水管的第二端依次穿过隔水底板、承压含水层而伸出模拟河流补给区外，供水管位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔，回水管的第一端与溢流腔连通而第二端伸入储水箱内，模拟抽水井管一端依次穿过潜水含水层、承压含水层、模拟箱而伸入水箱中且位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔，至少四根承压水位测压管下端依次穿过潜水含水层、承压含水层而固定在隔水底板上且位于承压含水层处的壁上分别有若干与承压含水层相通的孔。

上述的有机玻璃箱体倾斜于水平面30°。

上述的泉水流量控制管为带泉水控制阀的U型管，泉水排水管两端分别与泉水流量控制管和储水箱连通。

上述的承压水位测压管为七根，与模拟抽水井管等距离位于模拟箱上。

上述的模拟箱上位于有机玻璃箱体扬起端处有水位调节器，水位调节器中有装在模拟箱体上、下端的螺母、带螺纹的支座、与水位箱连接的带螺纹的支耳，调节螺杆一端依次穿过螺母、支耳上的螺纹而伸入支座中与之螺纹转动。

使用本发明装置时，可以进行以下实验；

1、测绘承压水位线；

抬高水位箱，使河水保持较高水位，以补给承压含水层，待承压水位稳定后，分别测定河水、各测压管和泉的水位，绘制承压含水层的承压水位线。观察分析自补给区到排泄区水力梯度变化情况。

2.测绘平均水力梯度与泉流量关系曲线；

测定泉流量、河水位，泉点水位，计算平均水力梯度。分两次降低水位箱，调整河水位(但仍保持河水能补给承压含水层)。待承压水位稳定后，测定各点水头，计算平均水力梯度，同时测定相应的泉流量。

3.打开抽水井开关模拟抽水，测定泉流量及抽水井流量；

为了保证抽水井抽水后，仍能测到各井水位，抽水前应抬高河水位(即抬高稳水箱)。待测压水位稳定后测定泉流量。

抽水井抽水，待测压水位稳定后，测定泉流量及抽水井的抽水量，从测定结果分析，抽水后泉流量的减量是否与抽水井抽水量相等？

4.测绘泉流量随时间变化的衰减曲线；

停止抽水井抽水(关闭开关)，待水位稳定后，关闭进水口开关，测量泉流量随时间的变化，绘制衰减曲线。

5、观察潜水与承压水的互补关系；

承压水补给潜水；

打开排水开关，排空潜水含水层与承压含水层中的地下水。打开进水口开关，关闭排水开关、抽水井开关、泉水流量控制开关，使承压含水层充满水后，打开泉水流量控制开关，此时承压水通过导水断层补给潜水含水层(通过机玻璃箱体壁可以看到潜水含水层中水位不断上升直至上升泉壁顶部)。

潜水补给承压水；上述实验完成后，关闭进水口开关，打开抽水井开关，此时承压水通过抽水井不断排泄，当承压水位低于潜水位时，潜水通过导水断层补给承压含水层(通过机玻璃箱体壁可以看到潜水含水层中水位不断下降直至隔水顶板下游最低处)。

本发明结构合理，能演示承压水、潜水的补给、径流、排泄特征和潜水与承压水的互补关系，对承压水、潜水进行相关的试验和研究提供了一种有效手段。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的A-A剖视图。

图5为图1的B-B剖视图。

具体实施方式：

参见图1～图5，本发明承压水、潜水复合模拟实验装置，包括带水泵1的储水箱2、模拟箱3。模拟箱内有带隔水顶板4和隔水底板的倾斜于水平面30°的有机玻璃箱体6。有机玻璃箱体扬起端顶部伸出模拟箱外形成模拟河流补给区7而倾伏端有上升泉壁8。有机玻璃箱体内有用均质石英砂模拟的承压含水层9。有机玻璃箱体隔水顶板上在有机玻璃箱体扬起端顶部和上升泉壁间有用砂、砾石模拟的潜水含水层10。模拟箱内与上升泉壁间形成排水腔11。位于模拟箱底部的泉水流量控制管12的第一端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层34穿透隔水顶板与潜水含水层相通而第二端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层与隔水顶板连接。泉水流量控制管第二端壁上有若干与承压含水层相通的孔13。在模拟箱上与有机玻璃箱体扬起端对应位置上装有水位箱14。水位箱中有供水腔15、溢流腔16。供水腔通过进水管17与储水箱相通。第一端与供水腔连通的供水管18的第二端依次穿过下隔水底板、模拟含水层而伸出模拟河流补给区外。供水管位于模拟含水层处的壁上有若干与模拟含水层相通的孔19。回水管20的第一端与溢流腔连通而第二端伸入储水箱内。模拟抽水井管21一端依次穿过潜水含水层、承压含水层、模拟箱而伸入水箱中且位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔22。与模拟抽水井管等距离位于模拟箱上的七根承压水位测压管下端依次穿过潜水含水层、承压含水层而固定在隔水底板上且位于承压含水层处的壁上分别有若干与承压含水层相通的孔24。

参见图4，泉水流量控制管12为带泉水控制阀25的U型管，带排水控制阀26的泉水排水管27两端分别与泉水流量控制管和储水箱连通。

参见图1，模拟箱上位于有机玻璃箱体扬起端处有水位调节器28。水位调节器中有装在模拟箱体上、下端的螺母29、带螺纹的支座30、与水位箱连接的带螺纹的支耳31，调节螺杆32一端依次穿过螺母、支耳上的螺纹而伸入支座中与之螺纹转动而另一端上装有手柄33。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (5)

1.承压水潜水复合模拟实验装置，其特征在于包括带水泵的储水箱、模拟箱，模拟箱内有带隔水顶板和隔水底板的倾斜于水平面的有机玻璃箱体，有机玻璃箱体扬起端顶部伸出模拟箱外形成模拟河流补给区而倾伏端有上升泉壁，有机玻璃箱体内有承压含水层，有机玻璃箱体隔水顶板上在有机玻璃箱体扬起端顶部和上升泉壁间有潜水含水层，模拟箱内与上升泉壁间形成排水腔，位于模拟箱底部的泉水流量控制管的第一端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层穿透隔水顶板与潜水含水层相通而第二端穿过有机玻璃箱体隔水底板沿着导水断层与上隔水顶板连接，泉水流量控制管第二端壁上有若干与承压含水层相通的孔，在模拟箱上与有机玻璃箱体扬起端对应位置上装有水位箱，水位箱中有供水腔、溢流腔，供水腔通过进水管与储水箱相通，第一端与供水腔连通的供水管的第二端依次穿过隔水底板、承压含水层而伸出模拟河流补给区外，供水管位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔，回水管的第一端与溢流腔连通而第二端伸入储水箱内，模拟抽水井管一端依次穿过潜水含水层、承压含水层、模拟箱而伸入储水箱中且位于承压含水层处的壁上有若干与承压含水层相通的孔，至少四根承压水位测压管下端依次穿过潜水含水层、承压含水层而固定在隔水底板上且位于承压含水层处的壁上分别有若干与承压含水层相通的孔。

2.如权利要求1所述的承压水潜水模拟实验装置，其特征在于有机玻璃箱体倾斜于水平面30°。

3.如权利要求1或2所述的承压水潜水复合模拟实验装置，其特征在于泉水流量控制管为带泉水流量控制阀的U型管，泉水排水管两端分别与泉水流量控制管和储水箱连通。

4.如权利要求1或2所述的承压水潜水复合模拟实验装置，其特征在于承压水位测压管为七根，与模拟抽水井管等距离位于模拟箱上。

5.如权利要求1或2所述的承压水潜水模拟实验装置，其特征在于模拟箱上位于有机玻璃箱体扬起端处有水位调节器，水位调节器中有装在模拟箱体上、下端的螺母、带螺纹的支座、与水位箱连接的带螺纹的支耳，调节螺杆一端依次穿过螺母、支耳上的螺纹而伸入支座中与之螺纹转动。

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