CN203798625U - 地下含水层测试模拟装置 - Google Patents

Abstract

地下含水层测试模拟装置，包括水力加压器、数据处理器、外筒体、内筒体、水样收集罐和液压式加压器，外筒体竖直设置，外筒体顶部和侧部分别设有进水口和出水口，水力加压器通过进水管与进水口连接，出水口通过出水管与水样收集罐连接，内筒体同轴向设在外筒体内，液压式加压器设在内筒体内，外筒体内设有至少一层套在内筒体外的加压网板，内筒体沿轴向设有导向孔，液压式加压器上设有穿设在导向孔内并与加压网板连接的压力传动杆，数据处理器通过数据线与水力加压器连接。本实用新型原理科学、结构简单、操作方便，可以合理模拟地下一定深度的含水层状态，测定出相关物性参数，为更进一步的试验及研究研究提供有效参考。

Description

地下含水层测试模拟装置

技术领域

本发明属于地下水测试技术领域，尤其涉及一种在实验室进行地下含水层仿真模拟的地下含水层测试模拟装置。

背景技术

根据中国水资源公报2012年的统计，硝酸盐氮、亚硝酸盐氮是各地区主要的超标组分：总的看来，我国“三北”地区的地下水硝酸盐污染较严重，随着城市人口的增加和工农业的迅速发展，硝酸盐已成了世界范围内地下水（特别是浅层地下水）最普遍的污染因子，且污染程度不断增加。

就水环境而言，水中硝酸盐浓度过高可造成水体富营养化，引起水藻爆发，使得水体缺氧。长期使用硝酸盐和亚硝酸盐含量高的地下水可导致人体缺氧性血红蛋白症和癌症，因此，地下水硝酸盐污染及其控制研究已成为当今国内外研究的热点。从上世纪60年代开始，科学家们就致力于对已受硝酸盐污染的地下水修复技术的研究。

生物脱氮法因为其去除效率高，消耗成本低，副产物少而有极大的优越性，如果能够实现大规模的地下水生物除氮，具有很重要的环境意义和社会经济效益。

基于上述现实需要，亟需设计了一种地下含水层模拟装置，以达到在解和掌握实际含水介质的压力和温度条件下，模拟还原地下含水层中相应物性参数的变化，为后续实验及研究提供参考。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种模拟还原地下含水层在一定应力状态下相应物性参数变化、为地下水质研究提供参考的地下含水层测试模拟装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：地下含水层测试模拟装置，包括水力加压器、数据处理器、外筒体、内筒体、水样收集罐和液压式加压器，外筒体竖直设置，外筒体顶部和侧部分别设有进水口和出水口，水力加压器通过进水管与进水口连接，出水口通过出水管与水样收集罐连接，内筒体同轴向设在外筒体内，液压式加压器设在内筒体内，外筒体内设有至少一层套在内筒体外的加压网板，内筒体沿轴向设有导向孔，液压式加压器上设有穿设在导向孔内并与加压网板连接的压力传动杆，数据处理器通过数据线与水力加压器连接。

所述每层的加压网板上均设有压力传感器、水流传感器、pH传感器和温度传感器，压力传感器、水流传感器、pH传感器和温度传感器分别通过信号传输线与数据处理器连接。

所述加压网板设置三层以上，每相邻两层的加压网板的间距均相等。

所述液压式加压器为多层嵌套可伸缩缸体结构。

所述外筒体由可严密接合的两个半圆壳体组成。

采用上述技术方案，本实用新型的工作原理是：在充分收集并掌握目标含水层的埋深，岩性，周边构造条件等实际资料的前提下，选取与目标含水层密度相近的土壤为模拟样品，采集目标含水层所在地区的地下水样品并对其进行染色处理。

本实用新型的具体操作过程为：

1、将两个半圆壳体组成的外筒体打开，对加压网板选择合适的距离进行分层，再将土壤样品填充在加压网板之间；

2、将外筒体合紧，在水力加压器和外筒体的进水口之间连接进水管，在外筒体的出水口与水样收集罐之间连接出水管；打开水力加压器并设定合适水压向土壤样品中通水，同时打开液压式加压器使其通过压力传动杆通过导向孔对加压网板传压，进而对土壤样品进行施压。此时，外筒体内的土壤样品相当于一个小型含水层；

3、当所加压力达到土壤样品预设的承压标准后，停止加压，一段时间后，通过数据处理器对pH传感器，温度传感器，压力传感器，水流传感器所测的相关数据进行读取并分析；

4、打开外筒体上的出水口，收集一定量的水样用以对其进行Eh值、电导率、硝酸根离子含量等数据的测定；

5、模拟实验需要多次进行，对数据进行筛选，选择合理数据；

6、实验完成后取出土壤样品，把装置拆下并清洗干净后放好。

本实用新型原理科学、结构简单、操作方便，可以合理模拟地下一定深度的含水层状态，测定出相关物性参数，为更进一步的试验及研究研究提供有效参考。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的地下含水层测试模拟装置，包括水力加压器1、数据处理器2、外筒体3、内筒体4、水样收集罐5和液压式加压器6，外筒体3竖直设置，外筒体3顶部和侧部分别设有进水口7和出水口8，水力加压器1通过进水管15与进水口7连接，出水口8通过出水管16与水样收集罐5连接，内筒体4同轴向设在外筒体3内，液压式加压器6设在内筒体4内，外筒体3内设有至少一层套在内筒体4外的加压网板9，内筒体4沿轴向设有导向孔，液压式加压器6上设有穿设在导向孔内并与加压网板9连接的压力传动杆10，数据处理器2通过数据线与水力加压器1连接。

每层的加压网板9上均设有压力传感器11、水流传感器12、pH传感器13和温度传感器14，压力传感器11、水流传感器12、pH传感器13和温度传感器14分别通过信号传输线与数据处理器2连接。

加压网板9设置三层以上，每相邻两层的加压网板9的间距均相等。

液压式加压器6为多层嵌套可伸缩缸体结构。

外筒体3由可严密接合的两个半圆壳体组成。

本实用新型的具体操作过程为：

1、将两个半圆壳体组成的外筒体3打开，对加压网板9选择合适的距离进行分层，再将土壤样品填充在加压网板9之间；

2、将外筒体3合紧，在水力加压器1和外筒体3的进水口7之间连接进水管15，在外筒体3的出水口8与水样收集罐5之间连接出水管16；打开水力加压器1并设定合适水压向土壤样品中通水，同时打开液压式加压器6使其通过压力传动杆10通过导向孔对加压网板9传压，进而对土壤样品进行施压。此时，外筒体3内的土壤样品相当于一个小型含水层；

3、当所加压力达到土壤样品预设的承压标准后，停止加压，一段时间后，通过数据处理器2对pH传感器13，温度传感器14，压力传感器11，水流传感器12所测的相关数据进行读取并分析；

4、打开外筒体3上的出水口8，收集一定量的水样用以对其进行Eh值、电导率、硝酸根离子含量等数据的测定；

5、模拟实验需要多次进行，对数据进行筛选，选择合理数据；

6、实验完成后取出土壤样品，把装置拆下并清洗干净后放好。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.地下含水层测试模拟装置，其特征在于：包括水力加压器、数据处理器、外筒体、内筒体、水样收集罐和液压式加压器，外筒体竖直设置，外筒体顶部和侧部分别设有进水口和出水口，水力加压器通过进水管与进水口连接，出水口通过出水管与水样收集罐连接，内筒体同轴向设在外筒体内，液压式加压器设在内筒体内，外筒体内设有至少一层套在内筒体外的加压网板，内筒体沿轴向设有导向孔，液压式加压器上设有穿设在导向孔内并与加压网板连接的压力传动杆，数据处理器通过数据线与水力加压器连接。

2.根据权利要求1所述的地下含水层测试模拟装置，其特征在于：所述每层的加压网板上均设有压力传感器、水流传感器、pH传感器和温度传感器，压力传感器、水流传感器、pH传感器和温度传感器分别通过信号传输线与数据处理器连接。

3.根据权利要求1或2所述的地下含水层测试模拟装置，其特征在于：所述加压网板设置三层以上，每相邻两层的加压网板的间距均相等。

4.根据权利要求1或2所述的地下含水层测试模拟装置，其特征在于：所述液压式加压器为多层嵌套可伸缩缸体结构。

5.根据权利要求1或2所述的地下含水层测试模拟装置，其特征在于：所述外筒体由可严密接合的两个半圆壳体组成。