[发明专利]含水层实验模拟装置

说明书

本发明公开了一种含水层实验模拟装置，包括盐水箱、砂槽、承压盖板，盐水箱与砂槽连通，盐水箱和砂槽与承压盖板连接形成相对封闭的承压环境模拟承压含水层，当承压盖板撤去时即可模拟非承压含水层。砂槽中部填砂区的侧面设置的若干注水/气孔可注入水或气，解决了现有技术不能模拟多种海水入侵治理方法的效果问题。砂槽盐水区与大体积盐水箱直接相连，解决了现有技术在模拟海岸带含水层时盐水浓度不稳定问题。此外，本发明能直接观测到并记录盐水入侵的全过程，满足海水入侵研究物理模型实验的多种要求，结构合理，性能可靠，操作便捷，综合性强。

技术领域

本发明涉及一种物理实验的模拟装置，尤其是涉及一种海岸带含水层实验的模拟装置。

背景技术

随着经济的发展以及人口的增长，淡水供给不足的问题变得越来尖锐，地表水资源的耗竭以及日益加剧的污染迫使人们将目光投向了地下水，以此来填补淡水供给不足的差额，尤其是在很多的沿海地区。可是这些沿海地区往往存在着海水入侵的现象，导致一系列生态、环境的恶化问题，如水质恶化、土壤盐渍化及荒漠化等，造成滨海地区环境区域性的严重破坏。如今，海水入侵已经成为沿海地区普遍面临的重大环境地质灾害问题，成为制约滨海地区经济和社会发展的重要因素。因此，研究海水入侵机理和规律，防治海水入侵，使海水入侵的危害程度降到最低，己经成为全社会非常关注的问题。

关于海水入侵的研究，一般有野外现场实验和物理模型实验两种方式，但是，野外实验一般费用昂贵、直观性差，受实验条件和成本的限制，现有海水入侵实验更多的是采用室内的模型实验。实用新型专利CN203338666U公开了一种承压-潜水含水层实验模拟装置，该装置用于模拟海岸带含水层时无法控制填砂区域流出的淡水对盐水浓度的影响，即模拟实验过程中无法保持盐水的浓度不变，以及不能模拟多种海水入侵治理方法的效果。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术在模拟海岸带含水层时盐水浓度不稳定，以及不能模拟多种海水入侵治理方法的效果等问题，本发明提供一种含水层实验模拟装置。

技术方案：本发明的含水层实验模拟装置，包括盐水箱、砂槽、承压盖板，盐水箱与砂槽连通，盐水箱和砂槽与承压盖板连接形成相对封闭的承压环境。所述砂槽两端设置盐水区和淡水区，砂槽填砂区与淡水区和盐水区之间通过滤网和透水插板间隔。所述砂槽盐水区左侧隔板上均匀分布多个大孔径的开口，与盐水箱直接连通，并配备有可临时塞堵的橡胶塞；砂槽淡水区右侧设有多个淡水入水口，与淡水入水管连接，可通过淡水泵和流量调节装置往砂槽中输入淡水。所述盐水箱顶部开口，右侧壁上设有多个盐水入水口，与盐水入水管连接，可通过盐水泵往盐水箱中补给盐水。所述承压盖板两端设置有上下不封闭的盐水头调节区和淡水头调节区，盐、淡水头调节区在不同高度处设置有盐水出水孔和淡水出水孔，可在承压情况下调节淡水侧和盐水侧的水头。所述砂槽中部设置填砂区，砂槽填砂区的侧面设置若干注水/气孔，可利用注水法或者注气法模拟海水入侵治理方法的效果。

所述砂槽填砂区侧面的注水/气孔孔壁设有螺纹，可用螺纹塞配合止水橡胶圈封堵，也可用螺纹接头连接注水/气管。所述承压盖板中部的直板沿砂槽顶部开口对应位置设置有连续的止水条。

所述砂槽与盐水箱设置为一整体结构，砂槽-盐水箱的顶部开口边缘设置有支撑板，可与承压盖板相连模拟承压含水层，当承压盖板撤去时即可模拟非承压含水层。所述砂槽-盐水箱的顶部支撑板上设置有均匀分布的螺纹连接件，承压盖板边缘设置有对应的通孔。所述承压盖板的盐水头调节区为板壁结构，淡水头调节区为圆筒结构，与砂槽-盐水箱连接后可使砂槽两侧水头高于填砂区填砂高度。

实验时，配置好的盐水溶液经过盐水箱进入砂槽盐水区，淡水进入砂槽淡水区，盐水溶液和淡水分别从砂槽两端进入填有石英砂的砂槽填砂区，即可模拟海岸带非承压含水层；连接承压盖板后即可模拟海岸带承压含水层，并通过盐、淡水调节区调节水头；通过砂槽填砂区侧面的注水/气孔注入水/气,即可模拟多种海水入侵治理方法的效果。