CN105405347B - 一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，包括供水装置、水头控制装置和渗流装置。所述供水装置包括第一供水瓶和第二供水瓶。所述渗流装置包括模拟潜水系统的第一渗流柱和模拟承压水的第二渗流柱，所述第一渗流柱和第二渗流柱的底部通过管道连通。所述第一渗流柱和第二渗流柱内分别填充有介质。所述第二渗流柱的上端设置有出水口；且所述的出水口上设置有测压管。所述第一渗流柱的上部设置有溢流口，且所述溢流口通过管道与溢流瓶连通。本发明提供一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置及模拟方法，可以模拟丰枯水期的周期性咸淡水交替过程中的水岩作用及水化学作用，为内陆浅层地下水咸化趋势的预测和浅层咸水的防治提供科学依据。

Description

一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置及模拟方法

技术领域

本发明涉及一种模拟装置及模拟方法，具体地说是一种内陆含水系统咸淡水交互驱替过程中的水文地球化学作用模拟装置及模拟方法。

背景技术

北方平原区水资源匮乏，过量开采深层淡水资源诱发地面沉降，而分布较广的浅层地下水由于水质差、开采技术条件差，浅层地下水开发利用率低，尤其是浅层咸水、微咸水尚未开发，人们对浅层咸水的资源价值没有得到足够重视，造成内陆浅层咸水研究程度较低，特别是对浅层咸水的形成与演化及其水文地球化学过程目前尚无深入认识。

因此，研发一种内陆含水系统咸淡水交互驱替过程中的水文地球化学作用过程中的水文地球化学作用模拟装置及模拟方法，可深化对浅层地下咸水的形成与演化机理的认识，进而达到预测内陆浅层地下水咸化趋势目的，为提出浅层地下水咸化的防治措施和合理开发利用浅层地下水资源提供科学依据，该发明具有理论和现实意义。

发明内容

为了研究浅层地下咸水的形成过程以及演化机理，并为内陆浅层地下水咸化趋势的预测和防治提供科学依据，本发明提供一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置及模拟方法，可以模拟自然条件下丰水期淡水驱替咸水和枯水期咸水驱替淡水的周期性咸淡水交替过程中的水岩作用及其相关的水化学作用，为内陆浅层地下水咸化趋势的预测和浅层咸水的防治提供科学依据。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，包括供水部、水头控制部和渗流部；

所述供水部包括第一供水瓶和第二供水瓶，且所述第一供水瓶和第二供水瓶的下部均设置有出水管；

盛放在所述第一供水瓶内的供试液为咸水，盛放在所述第二供水瓶内的供试液为淡水；

所述渗流部包括第一渗流柱和第二渗流柱，所述第一渗流柱上端开口下端封闭，所述第二渗流柱的上下两端均封闭，且所述第一渗流柱和第二渗流柱的底部通过管道连通；

所述第一渗流柱的水平高度高于第二渗流柱；

所述第一渗流柱内自上而下依次为粉砂层和粉土层，所述第二渗流柱内填充的渗流介质为粉土；

所述第一供水瓶和第二供水瓶的出水管均与第一渗流柱的上端开口连通，并设有阀门；

所述的第一渗流柱的侧壁上自上而下依次设置有第一取水口、第二取水口和第三取水口；

所述第二渗流柱的侧壁上自下而上依次设置有第四取水口、第五取水口和出水口；

所述第一渗流柱和第二渗流柱的底部的连通管道上设置有第六取水口；

所述第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口、第六取水口和出水口上均分别设置有阀门和测压管，且在所述出水口的下方设置有收集瓶；

所述水头控制部包括溢流口，以及分别设置于第一供水瓶出水管和第二供水瓶出水管上的阀门；

所述溢流口设置于第一渗流柱的顶端，且所述溢流口通过管道与溢流瓶连通。

根据本发明的一个具体实施方式，所述的第一渗流柱的高度均为1500mm，直径为300mm，所述第二渗流柱的高度为1500mm，直径为300mm；

所述第一渗流柱轴线和第二渗流柱轴线之间的水平距离为1300mm；

所述第一取水口与第一渗流柱的管口之间的距离大于等于200mm；

所述第一取水口与第二取水口之间的距离为400mm；

所述第二取水口与第三取水口之间的距离为400mm；

所述出水口与第二渗流柱的管口之间的距离为50mm-100mm；

所述出水口与第五取水口之间的距离为400mm；

所述第五取水口与第四取水口之间的距离为400mm；

所述粉砂层的厚度为50mm。

根据本发明的另一个具体实施方式，所述第一渗流柱内的水位比第二渗流柱内的水位高10mm。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一渗流柱和第二渗流柱为透明的有机玻璃材质。

根据本发明的又一个具体实施方式，所述测压管采用医用软管制作而成。

根据本发明的又一个具体实施方式，设置于所述出水口下方的收集瓶采用窄口瓶，且所述窄口瓶上设置有刻度。

一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟方法，包括以下步骤：

第一步，制备供试水样和渗流介质，具体为，

a1、将粉砂和粉土分别烘干，然后分别对烘干的粉砂和粉土进行破碎至粒径<0.2cm，然后分别其进行称重，然后将烘干后的粉土和粉砂先后依次均均的装填到第一渗流柱内，将粉土均匀的填装到第二渗流柱内；

a2、将咸水和淡水分别用0.45um微孔滤膜过滤除杂；

a3、测定咸水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第二步，组装并形成模拟装置，并测定渗流柱的内径

第三步，打开第二供水瓶的阀门，使供水部持续向第一渗流柱内供淡水，直至第一渗流柱和第二渗流柱内均达到饱和状态；

第四步，关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，待该出水口流量稳定后根据需要对供试液进行取样和检测，具体为，

b1、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b2、依次打开第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口的阀门，并依次记录各个取水口的水头后对其进行采样，记为水样Ⅰ，水样Ⅱ，水样Ⅲ，水样Ⅳ，水样Ⅴ和水样Ⅵ，记录对应取样时间；

b3、分别测定b2中所取水样的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b4、打开第三取水口，通过带刻度的窄口瓶收集渗出的供试液，且每隔30min记录一次渗出体积；

第五步，模拟枯水期的咸水驱替淡水的过程，具体为，

c1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第二供水瓶的阀门，打开第一供水瓶的阀门；

c2、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断咸水驱替淡水过程是否完成；

c3、在咸水驱替淡水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第六步，模拟丰水期的淡水驱替咸水的过程，具体为，

d1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第一供水瓶的阀门，打开第二供水瓶的阀门；

d2、保持所有取水口的阀门的关合状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断淡水驱替咸水过程是否完成；

d3、在淡水驱替咸水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第七步，重复第五步和第六步的操作至少两轮。

附图说明

图1为本模拟装置的结构示意图；

图2为本模拟装置中第一渗流柱的结构示意图；

图3为本模拟装置中第二渗流柱的结构示意图。

图中：1-第一供水瓶，2-第二供水瓶，3-溢流瓶，4-第一渗流柱，41-第一取水口，42-第二取水口，43-第三取水口，44-溢流口，5-第二渗流柱，51-第四取水口，52-第五取水口，53-出水口，54-密封塞子，6-第六取水口，7-窄口瓶，81-粉砂层，82-粉土层，9-阀门，10-测压管。

具体实施方式

如图1所示，所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置包括供水部、水头控制部、渗流部和取水部。

所述的供水部包括第一供水瓶1和第二供水瓶2，所述的第一供水瓶1内装有咸水，且所述第一供水瓶1的下部设置有出水管，所述第二供水瓶2内装有淡水，且所述第二供水瓶2的下部设置有出水管，所述的第一供水瓶1和第二供水瓶2的出水管上均设置有阀门9。

所述的渗流部包括用于模拟潜水流动系统的第一渗流柱4和用于模拟承压水流动系统的第二渗流柱5，如图1所示，所述第一渗流柱4内的潜水与第二渗流柱5内的承压水的水位差为△H,所述的△H的值为10mm。所述的第一渗流柱4和第二渗流柱5均呈上端开口下端封闭的圆柱体筒状结构，如图2所示，所述的第一渗流柱的直径为D1，高度为H1，所述D1的值为300mm，所述H1的值为1500mm；所述的第二渗流柱的直径为D2，高度为H2，所述D2的值为300mm，所述H2的值为1500mm。优选的，所述的第一渗流柱4和第二渗流柱5均采用有机玻璃制备而成。如图1所示，所述的第一渗流柱4和第二渗流柱5的底部通过管道连通，且二者之间的水平距离为L，所述L的值为1000mm。所述第一渗流柱4为敞口设置，在所述的第一渗流柱4内，上部填充有厚度为50mm的粉砂层81，下部填充有粉土层82。所述的供水部分别通过第一供水瓶1和第二供水瓶2从第一渗流柱1的上端开口处向第一渗流柱4内交替供给咸水和淡水。所述第二渗流柱5为封闭设置，如图1所示，其顶部开口处设置有密封塞子54。在所述第二渗流柱5内，填充有粉土层82，所述第二渗流柱5的上端设置有出水口53，且所述的出水口53上通过三通并联有测压管10，进一步地，所述的测压管10采用医用软管制作而成。这样分别由第一供水瓶1和第二供水瓶2提供的咸水和淡水从开放设置的第一渗流柱4的上端开口处交替流入，依次流经粉砂层81和粉土层82，然后通过连接第一渗流柱4和第二渗流柱5底部的管道从第二渗流柱5的下端进入到第二渗流柱5，由于第二渗流柱5的上端是封闭的，且所述第二渗流柱5内的承压水水位要低于第一渗流柱4内潜水的水位，因此在水位差△H的作用下，供试液会经过粉土层82从设置于第二渗流柱5上部的出水口53流出，然后通过设置于出水口53下方的窄口瓶7对流出的供试液进行收集采样，并通过设置于出水口53的测压管10测定出水口53处的水头。所述的窄口瓶7上设置有刻度，不仅可以减少供试液的蒸发，还可以及时的读取水量值，从而保证实验数据的准确性。

为了保证供水的水头恒定，所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置还设置有水头控制部，所述的水头控制部包括溢流瓶3，所述的第一渗流柱1的顶端设置有溢流口44，且所述溢流口44设置于粉砂层81的上方，在实验过程中，始终保持供试液的供给处于供大于求的状态，这样流入到第一渗流柱4内的多余的供试液会通过溢流口44经管道流入到溢流瓶3内，从而保证供水的水头恒定。

为了探究内陆含水系统在咸淡水交互驱替过程中的水文地球化学作用，所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置还设置有取水部，以便在供试液在流经模拟潜水流动系统的第一渗流柱4和模拟承压水流动系统的第二渗流柱2的过程中，进行采样，分析流经不同距离时供试液的理化特征，从而为分析探究内陆含水系统在咸淡水交互驱替过程中的水文地球化学作用提供实验依据。所述的取水部包括第一取水口41、第二取水口42、第三取水口43、第四取水口51、第五取水口52和第六取水口6，且所述第一取水口41、第二取水口42、第三取水口43、第四取水口51、第五取水口52和第六取水口6上均设置有阀门9。所述的第一取水口41、第二取水口42和第三取水口43从上到下依次设置于第一渗流柱4的侧壁上，如图2所示，所述第一取水口41与管口之间的距离为h1，第一取水口41与第二取水口42之间的距离为h2，第二取水口42与第三取水口43之间的距离为h3，所述h1的取值大于等于200mm，所述h2的取值为400mm，所述h3的取值为400mm。所述的第四取水口51和第五取水口52从下到上依次设置于第二渗流柱5的侧壁上，且所述的第四取水口51和第五取水口52同侧设置于出水口53的下方，所述出水口与管口之间的距离为h4，出水口与第五取水口之间的距离为h5，第五取水口与第四取水口之间的距离为h6，所述h4的取值为50mm-100mm，所述h5的取值为400mm，所述h6的取值为400mm。所述的第六取水口6设置于连接第一渗流柱4和第二渗流柱5的管道上。为了测试各取水口的水头，所述的第一取水口41、第二取水口42、第三取水口43、第四取水口51、第五取水口52和第六取水口6均通过三通并联有测压管10，进一步地，所述测压管10采用医用软管制作而成。

一种内陆含水系统咸淡水交互驱模拟方法，包括以下步骤：

第一步，制备供试水样和渗流介质，具体操作如下：

a1、将粉砂和粉土分别烘干，然后分别对烘干的粉砂和粉土进行破碎至粒径<0.2cm，然后分别其进行称重，然后将烘干后的粉土和粉砂先后依次均均的装填到第一渗流柱内，将粉土均匀的填装到第二渗流柱内；

a2、将咸水和淡水分别用0.45um微孔滤膜过滤除杂；

a3、测定咸水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录。

第二步，按照图1所示的模拟装置结构示意图，组装实验装置，并测定渗流柱的内径。

第三步，打开第二供水瓶的阀门，使供水部持续向第一渗流柱内供水，直至第一渗流柱和第二渗流柱均达到饱和状态。

第四步，关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，待该出水口流量稳定后根据需要对供试液进行取样和检测，具体操作如下：

b1、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b2、依次打开第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口的阀门，并依次记录各个取水口的水头后对其进行采样，记为水样Ⅰ，水样Ⅱ，水样Ⅲ，水样Ⅳ，水样Ⅴ和水样Ⅵ，记录取样时间；

b3、分别测定b2中所取水样的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b4、打开第三取水口，通过带刻度的窄口瓶收集渗出的供试液，且每隔30min记录一次渗出液体积。

第五步，模拟枯水期的咸水驱替淡水的过程，具体操作如下：

c1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第二供水瓶的阀门，打开第一供水瓶的阀门；

c2、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断咸水驱替淡水过程是否完成；

c3、在咸水驱替淡水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录。

第六步，模拟丰水期的淡水驱替咸水的过程，具体操作如下：

d1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第一供水瓶的阀门，打开第二供水瓶的阀门；

d2、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积，从测压管读取相应水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断淡水驱替咸水的过程是否完成；

d3、在淡水驱替咸水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值，测定硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录。

第七步，重复第五步和第六步的操作，进行第二周期的实验。

第八步，对实验数据进行分析

e1、计算渗流介质粉土的渗透系数K，分析其变异机制

由达西公式可推导出

式中，Q为出水口渗流量(m³/s)；

A为过流断面面积(m²)；

ΔH为水头差(m)；

为供试液流经距离(m)；

通过步骤b4可计算每个时间段第三取水口的渗流量Q和水头差ΔH，通过第二步所测得的渗流柱的内径可计算过流断面面积A，通过量取介质上表面到第三取水口之间的距离可以得到供试液流经距离L，这样通过上述数据便可计算渗透系数。

e2、根据步骤b1的渗出水的电导率、温度和步骤e1得到的不同时间的粉土的渗透系数，绘制渗透系数、电导率、水温历时关系曲线。

e3、根据步骤b1、c2、d2和第七步中所得到的不同时间的渗出水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度和步骤a3得到的咸水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，绘制离子浓度历时变化曲线。

e4、根据步骤b1、c2、d2和第七步中所得到的不同时间的渗出水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，通过phreeqc模拟软件模拟供试液在流经渗流柱时随时间所发生的的水文地球化学作用。

e5、根据步骤b3、c3、d3和第七步中所得到同一时间不同取水口处的渗出水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，通过phreeqc模拟软件反演供试液在分别流经第一渗流柱和第二渗流柱的过程中所发生的的水文地球化学作用。

e6、根据步骤b1、c2、d2和第七步中所得到的不同时间的渗出水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，通过分析软件分析得到Piper三线图和离子毫克当量与矿化度相关性曲线图，从而为分析成因提供依据。

d7、计算弥散系数D_L

弥散系数的计算公式为

式中，x为供试液在柱体中运移的距离m；

U为C/C₀为0.5时对应的渗流速度m/s；

t_0.1587,t_0.8413分别为C/C₀为0.1587,0.8413时对应的时间s。

第九步，根据第八步对数据的分析进一步探讨分析，

(1)、通过测试数据分析内陆平原区浅层含水层系统咸淡水交界面处的水文地球化学作用；

(2)、通过测试数据分析内陆平原区含水系统咸淡水的水质演化过程；

(3)、通过测试数据分析开发体系与封闭体系中的水化学作用差异性；

(4)、通过测试数据分析含水系统中水化学组成及其离子组分的存在形式。

(5)通过测试数据计算咸淡水驱替过程水文地质参数的变异机理。

Claims (7)

1.一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：

包括供水部、水头控制部和渗流部；

所述供水部包括第一供水瓶和第二供水瓶，且所述第一供水瓶和第二供水瓶的下部均设置有出水管；

盛放在所述第一供水瓶内的供试液为咸水，盛放在所述第二供水瓶内的供试液为淡水；

所述渗流部包括第一渗流柱和第二渗流柱，所述第一渗流柱上端开口下端封闭，所述第二渗流柱的上下两端均封闭，且所述第一渗流柱和第二渗流柱的底部通过管道连通；

所述第一渗流柱的水平高度高于第二渗流柱；

所述第一渗流柱内自上而下依次为粉砂层和粉土层，所述第二渗流柱内填充的渗流介质为粉土；

所述第一供水瓶和第二供水瓶的出水管均与第一渗流柱的上端开口连通，并设有阀门；

所述的第一渗流柱的侧壁上自上而下依次设置有第一取水口、第二取水口和第三取水口；

所述第二渗流柱的侧壁上自下而上依次设置有第四取水口、第五取水口和出水口；

所述第一渗流柱和第二渗流柱的底部的连通管道上设置有第六取水口；

所述第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口和第六取水口上均分别设置有阀门和测压管，所述出水口上设置有测压管，且在所述出水口的下方设置有收集瓶；

所述水头控制部包括溢流口，以及分别设置于第一供水瓶出水管和第二供水瓶出水管上的阀门；

所述溢流口设置于第一渗流柱的顶端，且所述溢流口通过管道与溢流瓶连通。

2.根据权利要求1所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：所述的第一渗流柱的高度均为1500mm，直径为300mm，所述第二渗流柱的高度为1500mm，直径为300mm；

所述第一渗流柱轴线和第二渗流柱轴线之间的水平距离为1300mm；

所述第一取水口与第一渗流柱的管口之间的距离大于等于200mm；

所述第一取水口与第二取水口之间的距离为400mm；

所述第二取水口与第三取水口之间的距离为400mm；

所述出水口与第二渗流柱的管口之间的距离为50mm-100mm；

所述出水口与第五取水口之间的距离为400mm；

所述第五取水口与第四取水口之间的距离为400mm；

所述粉砂层的厚度为50mm。

3.根据权利要求1所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：所述第一渗流柱内的水位比第二渗流柱内的水位高10mm。

4.根据权利要求1所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：所述第一渗流柱和第二渗流柱为透明的有机玻璃材质。

5.根据权利要求1所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：所述测压管采用医用软管制作而成。

6.根据权利要求1所述的一种内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置，其特征在于：设置于所述出水口下方的收集瓶采用窄口瓶，且所述窄口瓶上设置有刻度。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的内陆含水系统咸淡水交互驱替模拟装置进行内陆含水系统咸淡水交互驱替的模拟方法，其特征在于：

包括以下步骤，

第一步，制备供试水样和渗流介质，具体为，

a1、将粉砂和粉土分别烘干，然后分别对烘干的粉砂和粉土进行破碎至粒径<0.2cm，然后分别其进行称重，然后将烘干后的粉土和粉砂先后依次均均的装填到第一渗流柱内，将粉土均匀的填装到第二渗流柱内；

a2、将咸水和淡水分别用0.45um微孔滤膜过滤除杂；

a3、测定咸水中硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第二步，组装并形成模拟装置，并测定渗流柱的内径；

第三步，打开第二供水瓶的阀门，使供水部持续向第一渗流柱内供淡水，直至第一渗流柱和第二渗流柱内均达到饱和状态；

第四步，关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，待该出水口流量稳定后根据需要对供试液进行取样和检测，具体为，

b1、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b2、依次打开第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口的阀门，并依次记录各个取水口的水头后对其进行采样，记为水样Ⅰ，水样Ⅱ，水样Ⅲ，水样Ⅳ，水样Ⅴ和水样Ⅵ；

b3、分别测定b2中所取水样的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

b4、打开第三取水口，通过带刻度的窄口瓶收集渗出的供试液，且每隔30min记录一次渗出体积；

第五步，模拟枯水期的咸水驱动淡水的过程，具体为，

c1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第二供水瓶的阀门，打开第一供水瓶的阀门；

c2、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断是否完成；

c3、在咸水驱替淡水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第六步，模拟丰水期的淡水驱动咸水的过程，具体为，

d1、关闭所有取水口的阀门，使流经渗流柱的供试液只能从第二渗流柱上端的出水口流出，然后关闭第一供水瓶的阀门，打开第二供水瓶的阀门；

d2、保持所有取水口的阀门为关闭的状态，每隔30min通过出水口下方的窄口瓶上的刻度读取渗出水的体积和水头，并实时测定渗出水的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，记录，并根据电导率是否稳定判断是否完成；

d3、在淡水驱替咸水过程完成之前，每隔五小时分别对第一取水口、第二取水口、第三取水口、第四取水口、第五取水口以及第六取水口进行采样一次，并且分别实时测定各水样的电导率、温度、PH值以及硝酸根、硫酸根、氯离子、重碳酸根、钠离子、钙离子、镁离子的离子浓度，并记录；

第七步，重复第五步和第六步的操作至少两轮。