CN111812011A - 一种悬浮物堵塞实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种悬浮物堵塞实验装置，包括供水箱、潜水泵、第一溢流槽、第二溢流槽、试筒、玻璃管以及观测板等部分。本发明可用于模拟定水头稳定流条件下，以典型浓度悬浊液向不同介质注入，分析该入渗过程中渗透系数的变化以及以及注水中悬浮物浓度对含水介质渗透性的影响。结构简单，操作方便，可实现循环稳定流供水，实验结果易于观察，有效地节省人力物力。
Description
技术领域
本发明涉及地下水人工回灌技术领域，尤其涉及一种悬浮物堵塞实验装置。
背景技术
地下水人工回灌作为进行季节性和多年性的地下水资源调节和防止地下含水层枯竭行之有效的方法，已得到广泛的应用。然而，在采用人工回灌技术补给地下水的工程中仍存在一系列问题，其中堵塞问题是制约人工回灌技术发展的主要因素之一，它严重影响了工程的回灌效率，维护成本及使用寿命。所以，通过室内悬浮物堵塞实验，分析入渗过程中介质渗透系数的变化，尝试为地下水回灌造成的悬浮物堵塞提供解决方案，已经成为了一个热点。
发明内容
本发明的实施例提供了一种悬浮物堵塞实验装置，以克服现有技术的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种悬浮物堵塞实验装置，包括：供水系统、水位控制系统、试筒和测压系统，所述试筒内部装有用于模拟的渗透介质；
所述供水系统与所述水位控制系统连接，所述水位控制系统与所述试筒连接，所述试筒与所述测压系统连接；
所述供水系统包括：供水箱和潜水泵，所述供水箱用于提供悬浊液，所述潜水泵置于所述供水箱内；
所述水位控制系统包括：第一溢流槽、第二溢流槽、第一溢流槽支撑杆、第二溢流槽支撑杆和标尺，所述第一溢流槽支撑杆、第二溢流槽支撑杆和标尺竖向并列放置，所述第一溢流槽与第一溢流槽支撑杆滑动连接，所述第二溢流槽与第二溢流槽支撑杆滑动连接，通过上下移动第一溢流槽、第二溢流槽设置水位高度，所述第一溢流槽所在位置高于第二溢流槽位置；
所述第一溢流槽、第二溢流槽分别用于为试筒供水和排水，为试筒提供恒定的水头；
所述测压系统包括：带有刻度的观测板和多个测量管，所述多个测量管竖向并列放置，且固定在观测板上。
优选地，所述第一溢流槽内竖直设置有2个隔水挡板，2个隔水挡板将第一溢流槽分隔为三个部分，所述三个部分分别为：进水区、溢水区和回水区，其中，第一溢流槽内隔水挡板的高度低于第一溢流槽的高度；
所述第二溢流槽内竖直设置有1个隔水挡板，隔水挡板将第二溢流槽分隔为进水区和回水区，第二溢流槽内隔水挡板的高度低于第二溢流槽的高度；
所述潜水泵通过第一导管与第一溢流槽的进水区相连，用于将悬浊液从供水箱抽进第一溢流槽；
所述供水箱通过第二导管与第一溢流槽的回水区相连，可将悬浊液回流至供水箱；
所述试筒的进水口通过第三导管与所述第一溢流槽的溢水区相连，所述试筒的出水口通过第四导管与所述第二溢流槽的进水区相连，所述第二溢流槽的回水区通过第五导管与所述供水箱相连。
优选地，所述第一溢流槽和第二溢流槽为方形水箱；
当第一溢流槽的进水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第一溢流槽的溢水区，溢水区内的悬浊液通过第三导管流至试筒；
当第一溢流槽的溢水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第一溢流槽的回水区，回水区内的悬浊液通过第二导管流至供水箱；
当第二溢流槽的进水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第二溢流槽的回水区，回水区内的悬浊液通过第五导管流至供水箱。
优选地，所述试筒侧壁沿其轴线间隔设有多个测压孔，每个测压孔通过排水管与一根测量管连接。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种悬浮物堵塞实验装置，可用于模拟定水头稳定流条件下，以典型浓度悬浊液向不同介质注入，分析该入渗过程中渗透系数的变化以及注水中悬浮物浓度对含水介质渗透性的影响。结构简单，操作方便，可实现循环稳定流供水，实验结果易于观察，有效地节省人力物力。。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种悬浮物堵塞实验装置结构示意图。
附图标记：
1、供水箱；2、潜水泵；3、第一溢流槽；4、第二溢流槽；5、标尺；6、第一溢流槽支撑杆；7、第二溢流槽支撑杆；8、试筒；9、观测板；10、测量管；11、隔水挡板；12、第一导管；13、第二导管；14、第三导管；15、第四导管；16、第五导管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供了一种悬浮物堵塞实验装置，如图1所示，包括：供水箱1、潜水泵2、水位控制系统、试筒8和测压系统，试筒8内部装有用于模拟的渗透介质，供水系统与水位控制系统连接，水位控制系统与试筒8连接，试筒8与测压系统连接。
供水系统包括：供水箱1和潜水泵2，供水箱1用于提供悬浊液，潜水泵2置于供水箱1内，用于将悬浊液从供水箱1抽出。
水位控制系统包括：第一溢流槽3、第二溢流槽4、第一溢流槽支撑杆6、第二溢流槽支撑杆7和标尺5，第一溢流槽3、第二溢流槽4分别用于为试筒8供水和排水，为试筒8提供恒定的水头。第一溢流槽支撑杆6、第二溢流槽支撑杆8和标尺5竖向并列放置，第一溢流槽3与第一溢流槽支撑杆6滑动连接，第二溢流槽4与第二溢流槽支撑杆7滑动连接，通过上下移动第一溢流槽3、第二溢流槽4设置水位高度，并使第一溢流槽3所在位置高于第二溢流槽4位置。第一溢流槽3和第二溢流槽4为方形水箱。第一溢流槽3内竖直设置有2个隔水挡板11，2个隔水挡板11将第一溢流槽3分隔为三部分：进水区、溢水区和回水区，其中，溢水区位于进水区和回水区之间，第一溢流槽3内隔水挡板11的高度低于第一溢流槽3的高度。第二溢流槽4内竖直设置有1个隔水挡板11，隔水挡板11将第二溢流槽4分隔为进水区和回水区，第二溢流槽4内隔水挡板11的高度低于第二溢流槽4的高度；
潜水泵2通过第一导管12与第一溢流槽3的进水区相连，用于将悬浊液从供水箱1抽进第一溢流槽3；供水箱1通过第二导管13与第一溢流槽3的回水区相连，可将悬浊液回流至供水箱1；试筒8的进水口通过第三导管14与第一溢流槽3的溢水区相连，试筒8的出水口通过第四导管15与第二溢流槽4的进水区相连，第二溢流槽4的回水区通过第五导管16与供水箱1相连。当第一溢流槽3的进水区的水位高于隔水挡板11高度时，超过隔水挡板11高度的悬浊液溢流至第一溢流槽3的溢水区，溢水区内的悬浊液通过第三导管14流至试筒8；当第一溢流槽3的溢水区的水位高于隔水挡板11高度时，超过隔水挡板11高度的悬浊液溢流至第一溢流槽3的回水区，回水区内的悬浊液通过第二导管13流至供水箱1；当第二溢流槽4的进水区的水位高于隔水挡板11高度时，超过隔水挡板11高度的悬浊液溢流至第二溢流槽4的回水区，回水区内的悬浊液通过第五导管16流至供水箱1。既可以实现恒定水头供水，又可以循环供水。
测压系统包括：带有刻度的观测板9和多个测量管10，多个测量管10竖向并列放置，且固定在观测板9上，试筒8的进水口和出水口分别位于试筒8的顶部和底部，试筒8侧壁沿其轴线间隔设有多个测压孔，每个测压孔通过排水管与一根测量管10连接，观测板9用于观察试筒8侧壁测压孔处水位高度。
本发明实施例中，标尺5为米尺；试筒8上的刻度代表相邻两个出水口的间距；测量管10采用玻璃管；观测板9为米格观测板，是有机塑料板。
本发明的使用方法如下:
首先打开潜水泵2，将供水箱1中的悬浊液抽进第一溢流槽3，超过第一溢流槽的进水区的悬浊液流至第一溢流槽的溢水区，溢水区内的悬浊液通过第三导管14流至试筒8，超过第一溢流槽的溢水区的悬浊液流至第一溢流槽的回水区，第一溢流槽的回水区的悬浊液通过第二导管13流回至供水箱1。进入试筒8的悬浊液自上而下流动，流出试筒8的悬浊液进入第二溢流槽4，超过第二溢流槽4中间隔水挡板11的悬浊液将流至供水箱1，第一溢流槽3和第二溢流槽4一直保持恒定水位。通过观察观测板测量管内水柱高度可以确定试筒8侧壁各测压管处的水头大小，记录下不同时刻各测压管内的水头值及流量值。试筒8内渗透介质的渗透系数依据达西公式进行计算，可获得不同时刻不同深度处的渗透系数。
式中：Q为流量，m3/d；ΔL为任意两玻璃管间距离，m；Δh为两玻璃管中的水头差，m；D为试筒内径，m。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种悬浮物堵塞实验装置，其特征在于，包括：供水系统、水位控制系统、试筒和测压系统，所述试筒内部装有用于模拟的渗透介质；
所述供水系统与所述水位控制系统连接，所述水位控制系统与所述试筒连接，所述试筒与所述测压系统连接；
所述供水系统包括：供水箱和潜水泵，所述供水箱用于提供悬浊液，所述潜水泵置于所述供水箱内；
所述水位控制系统包括：第一溢流槽、第二溢流槽、第一溢流槽支撑杆、第二溢流槽支撑杆和标尺，所述第一溢流槽支撑杆、第二溢流槽支撑杆和标尺竖向并列放置，所述第一溢流槽与第一溢流槽支撑杆滑动连接，所述第二溢流槽与第二溢流槽支撑杆滑动连接，通过上下移动第一溢流槽、第二溢流槽设置水位高度，所述第一溢流槽所在位置高于第二溢流槽位置；
所述第一溢流槽、第二溢流槽分别用于为试筒供水和排水，为试筒提供恒定的水头；
所述测压系统包括：带有刻度的观测板和多个测量管，所述多个测量管竖向并列放置，且固定在观测板上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一溢流槽内竖直设置有2个隔水挡板，2个隔水挡板将第一溢流槽分隔为三个部分，所述三个部分分别为：进水区、溢水区和回水区，其中，第一溢流槽内隔水挡板的高度低于第一溢流槽的高度；
所述第二溢流槽内竖直设置有1个隔水挡板，隔水挡板将第二溢流槽分隔为进水区和回水区，第二溢流槽内隔水挡板的高度低于第二溢流槽的高度；
所述潜水泵通过第一导管与第一溢流槽的进水区相连，用于将悬浊液从供水箱抽进第一溢流槽；
所述供水箱通过第二导管与第一溢流槽的回水区相连，可将悬浊液回流至供水箱；
所述试筒的进水口通过第三导管与所述第一溢流槽的溢水区相连，所述试筒的出水口通过第四导管与所述第二溢流槽的进水区相连，所述第二溢流槽的回水区通过第五导管与所述供水箱相连。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一溢流槽和第二溢流槽为方形水箱；
当第一溢流槽的进水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第一溢流槽的溢水区，溢水区内的悬浊液通过第三导管流至试筒；
当第一溢流槽的溢水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第一溢流槽的回水区，回水区内的悬浊液通过第二导管流至供水箱；
当第二溢流槽的进水区的水位高于隔水挡板高度时，超过隔水挡板高度的悬浊液溢流至第二溢流槽的回水区，回水区内的悬浊液通过第五导管流至供水箱。
4.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于，所述试筒侧壁沿其轴线间隔设有多个测压孔，每个测压孔通过排水管与一根测量管连接。
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2020
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Cited By (2)
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| CN113916732B (zh) * | 2021-11-02 | 2024-02-27 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 活性污泥显微图像实时观察记录脉冲流通池 |
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