[实用新型]一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置，包括淡水箱、砂槽、咸水箱、淡水进水系统、淡水出水系统、咸水进水系统、咸水出水系统和咸水进出系统，所述砂槽内有多孔介质，所述淡水箱和所述砂槽一端相连通，所述咸水箱和所述砂槽另一端相连通，所述砂槽的侧面设置压力传感器，所述淡水箱分别与所述淡水进水系统和所述淡水出水系统连通，所述咸水箱分别与所述咸水进水系统、所述咸水出水系统和所述咸水进出系统连通，所述咸水进出系统用于将盐水排入以及排出所述咸水箱。在实验观测和数值模拟的基础上，对地下水位波动特征、地下水超高水位状态及其超限影响因素可以进行细致的研究。

技术领域

本实用新型涉及淡水资源研究领域，尤其涉及一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置。

背景技术

这个物理模拟装置是一种基于双向水泵技术的潮汐模拟系统，可以用来模拟和研究潮汐作用下滨海地下潜水位的波动特性、相对地下水位超高及其影响因素。实验结果表明，地下水位波动具有周期性、非对称性。地下水位波动幅度随岸线距离的增加而减小，不同监测点地下水位波动存在相位滞后现象。潮汐可以引起海岸地下水水位的显著升高。引起水位升高的主要因素有振幅、含水层厚度和潮汐频率。在试验条件下，相对潮高幅值可超过最大潮高的50％，达到含水层厚度的10％左右。

长期以来，地下水对滨海水环境的影响引起了人们的广泛关注。沿海地区地下水水位随潮汐的波动而波动。首先，地下水位的波动将直接影响海滩的稳定性。涨潮时，海水水位高于滩涂地下水，造成侵入非承压含水层。退潮时，地下水将从非承压含水层排出。影响海滩泥沙输移的主要因素是渗漏面和渗入面。当地下水位高于平均海平面时，海滩更容易被侵蚀。反之，地下水位低于平均海平面时，沉积物容易淤积。其次，地下水波动会直接影响海水与地下水之间的水分交换和物质运移。第三，滨海地下水水位波动将影响到沿海地下水资源总量预测。地下水位波动具有不对称、振幅衰减和相位滞后三个特征，控制方程为二维饱和地下水流方程。目前，在地下水数学建模中，往往忽略了海平面的涨潮波动。平均海平面仅用于数学模型的边界条件。然而，一些研究成果表明，潜水含水层地下水位的平均周期大于近海静止地下水位的平均周期(以下简称超高水位)。当潮汐振幅为4m-5m时，超高水位可达2m-3m。

由于控制方程和海滩梯度的非线性，潮汐会导致近岸陆地地下水超高水位。当海滩梯度较小时，超高水位非常突出。若忽略超高水位，将导致地下水资源总量预测的误差。所以，非常有必要在实验室中得到证实。这一实用新型装置是一种基于双向水泵模拟滨海地下水位受潮汐影响的实验装置系统。在实验观测和数值模拟的基础上，对地下水位波动特征、地下水超高水位状态及其超限影响因素可以进行细致的研究。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置及其使用方法。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置，包括淡水箱、砂槽、咸水箱、淡水进水系统、淡水出水系统、咸水进水系统、咸水出水系统和咸水进出系统，所述砂槽内装有多孔介质，所述淡水箱和所述砂槽一端相连通，所述咸水箱和所述砂槽另一端相连通，所述砂槽的侧面设置压力传感器，所述淡水箱分别与所述淡水进水系统和所述淡水出水系统连通，所述咸水箱分别与所述咸水进水系统、所述咸水出水系统和所述咸水进出系统连通，所述咸水进出系统用于将盐水排入以及排出所述咸水箱。

本实用新型的有益效果是：提出一种模拟地下水位受潮汐影响的实验装置，在实验观测和数值模拟的基础上，对地下水位波动特征、地下水超高水位状态及其超限影响因素可以进行细致的研究。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述淡水箱和所述砂槽一端通过第一透水挡板相连通，所述咸水箱和所述砂槽另一端通过第二透水挡板相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是透水挡板能够更为准确的模拟咸水和淡水对地下水位的影响。