[发明专利]一维海岛地下水淡化模拟试验装置及其方法

说明书

本发明公开了一种一维海岛地下水淡化模拟试验装置及其方法，涉及海洋岩土模型试验技术。本装置包括试验土样（00）；设置有降雨单元（10）、测试单元（20）、固定单元（30）和接收单元（40）；试验土样（00）置于测试单元（20）内；测试单元（20）卡入固定单元（30）之中；从上到下，降雨单元（10）、测试单元（20）和接收单元（40）依次连通。本装置能够分析在多种地质条件和降雨条件下的淡化现象；土壤传感器能够实时测量出各个参数的变化，同时方便取样，进行微观分析和水质分析；整套装置各部件可独立拆卸组装更换，结构简单，操作方便，精确度高。

技术领域

本发明涉及海洋岩土模型试验技术，尤其涉及一种一维海岛地下水淡化模拟试验装置及其方法。

技术背景

近年来我国大力开展南海工程建设，创造性地就地取材，通过绞吸、耙吸等方式把临近潟湖和航道内的钙质沉积物吹填到礁盘形成人工灰沙岛。同时人们在长期的海岛地下淡水利用中发现，存在着赋存于岛礁地面下一定深度范围内，浮于咸的海水之上，中厚边薄的淡化水区，也就是“淡水透镜体”。这种由降雨入渗驱替和密度差异而悬浮着的淡化水体，是支撑南海岛礁动植物生态系统极为珍贵的生命之源，也是影响岛礁生态化进程中的关键因素。

然而现有的海岛地下水淡化模拟多为条状的，很难取出非扰动土样而且对于整个淡化的机理研究也比较少。而淡化的机理对于整个海岛地下淡水形成的认识是十分重要的，这个过程是渐变的、漫长的、具有明显时间效应的。所以需要建立一套专门研究淡化机理的装置，并且能够具备获取非扰动土进行微观分析的条件。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种一维海岛地下水淡化模拟试验装置及其方法。

本发明的目的是这样实现的：

本装置主体采用圆柱体模型，配有多个土壤传感器可实时监测土壤在不同深度下电导率、温度和体积含水率的数值；实验后可以取出同等深度的非扰动土样进行CT扫描和土壤主要离子、PH值的测定；在淋洗的同时，实时地获得土壤电导率的变化以及淋洗出来的水质变化，揭示在不同实验条件下，土柱淡化的情况，并结合微观分析其特点。

具体地说：

本装置包括试验土样；

设置有降雨单元、测试单元、固定单元和接收单元；

其位置和连接关系是：

试验土样置于测试单元内；

测试单元卡入固定单元之中；

从上到下，降雨单元、测试单元和接收单元依次连通。

本发明具有下列优点和积极效果：

①整个装置采用有机玻璃材质，能够通过肉眼观察水分的整个浸润过程，同时内筒在实验结束后可以提出，比较方便得到同等深度的非扰动土样，并且内筒能进行CT扫描，分析组构关系对淡化的影响；

②外筒上打有相同孔径大小的圆孔，沿着一定深度排列，非常方便土壤传感器的埋入和取出；

③降雨单元可以放置不同大小的针头插入板，可以实现均匀的降水和模拟不同雨强，能够更好地模拟真实的降雨条件；

④储液桶还可以作为模拟地下海水的装置，模拟地下海水存在时的淡化情况，也就是说本装置能够模拟出多种地质条件，更为真实地反映岛礁的淡化机理。

总之，本装置能够分析在多种地质条件和降雨条件下的淡化现象；土壤传感器能够实时测量出各个参数的变化，同时方便取样，进行微观分析和水质分析；整套装置各部件可独立拆卸组装更换，结构简单，操作方便，精确度高。

附图说明

图1是本装置的结构方框图；