[发明专利]渗管取水泉水模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于一种教学实验装置,具体涉及一种新型模拟有地下泉水的渗渠取水实验装置，可以在实验室内模拟有地下泉水的渗渠取水工程，进而研究分析渗管取水水量和水质浊度的影响因素。

背景技术

渗管取水工程是利用埋设在地下含水层中带孔眼的水平渗水管道,借助水的渗透和重力流,截取河床渗透水和潜流水,做为给水水源的工程。渗管取水工程已被广泛应用于国内外的工农业生产和日常生活中。渗管作为一种水平的集水构筑物在水文地质条件允许时具有不用药剂、运行成本低、设计施工容易实现、造价低廉、出水水质优良、适应性强、泥沙处理能力高、施工简便、易被广大用户接受等优点,其出水只需稍做处理或不做处理就可直接用于人畜的饮用水。故对渗管取水工程取水特性的研究很有意义。

实际工程中，水文地质条件是否合适会对渗管取水工程的运行起到至关重要的作用，故工程的选址是设计中的重要环节。渗管需埋设在河床冲层较厚且颗粒较粗的河段，并应避开不透水的夹层；埋设渗管的河段应水利条件良好，不会出现泥沙沉积或强烈冲刷；渗管需埋设在河床稳定的河岸，河床不能轻易变迁。此外还需考虑丰水期和枯水期河流水位的变化，北方某些河流在枯水期水位会急剧下降甚至断流，所以选址时还应考虑枯水期的水量补给问题。在水文地质条件允许的情况下选择有地下水的泉水溢出带布置渗管解决了枯水期的水量补给问题。

通过对实际工程的调研,结合室内模型试验进行理论分析,可对渗管取水工程中相关取水特性进行研究，随着研究不够深入，需要构建理论模型,针对室内渗管取水试验,急需要利用各种实验装置试验作为构建理论模型的依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用可靠方便、经济实用，针对实际工程中研究与测量的不便，可有效的在实验室内研究分析影响取水流量、水质浊度的各种因素，从而为今后的渗管取水工程设计提供可靠依据的渗管取水泉水模拟装置。

本发明公开了一种渗管取水泉水模拟装置，其特征在于主要包括敞口式水槽箱体,所述水槽箱体来水上游方向连接设有调砂池、堰后水池、矩形量水堰、水池，所述水池设有高位来水入口，所述堰后水池通过矩形量水堰与水池相连通，所述堰后水池与水槽箱体通过输水管相连通；所述水槽箱体下游方向连接设有沉砂池，沉砂池连接设有三角堰；

所述水槽箱体内辅设有渗管，所述渗管设有渗孔，渗管上面覆盖上三层人工反滤层，三层人工反滤层上铺设河床砂石料，在水槽后部、第二层人工反滤层的中间位置，铺设三条带有小孔的模拟泉水管，用以模拟地下泉水补给带；所述三条模拟泉水管均与泉水进水管相连通；所述渗管未端与出水管相连通。

作为优选，所述铺设的三层人工反滤层，自下向上分别为直径12～36mm的卵石，直径4～12mm的砾石，直径1～4mm的粗砂。

作为优选，所述的渗管坡降为1/200。

作为优选，所述的水槽箱体边壁为细石混凝土抹面，内壁为不透水层。

作为优选，所述渗管所设渗孔的开孔率不小于25%。

作为优选，三根所述的模拟泉水管的小孔平行分布于管道两侧，开孔率不小于20%。

作为优选，三根所述的模拟泉水管是等间距且互相平行分布在第二反滤层中。

作为优选，所述的泉水进水管上设有泉水进水总阀、压力表，且均安装在水槽箱体外部。

本发明通过高位来水入口将水放入水池,水池通过矩形量水堰与堰后水池连通,用以测量流水量,堰后水池中的水经调砂池进入水槽箱体,用以调整水质浊度。进入水槽箱体内的水流，一部分渗入水槽箱体内的填料中，通过渗管导流出去。通过地下模拟泉水管,可对渗管补充一部分进水量,这样渗管取得的水量就大大增加。通过控制泉水进水总阀可模拟控制地下泉水的流量。所述水槽箱体下游方向连接设有沉砂池，沉砂池连接设有三角堰,用来测量渗管的取水水量。本发明使得在实验室内，可以方便快捷的研究影响渗管取水水量和水质浊度的各种因素。

本发明为一种新型的模拟有地下泉水的渗渠取水实验装置，它由渗管取水部分与模拟地下泉水装置、供水装置等组成。在水槽箱体中铺设一条完整式渗管，其上覆盖三层人工反滤料，最后覆盖河床砂石料。在第二层人工反滤料中间，等间距水平铺设三根开有小孔的硬质管，用于模似泉水管，并于水槽外部泉水进水管相连通，用以模拟地下泉水溢出带。本发明装置结构简单，便于操作，材料简单且造价便宜，可反复多次利用，节约能源利于环保；同时，在渗管取水工程中，加入了模拟的地下泉水渗出带，可增加渗管的取水水量，大大增加了供水能力。