[发明专利]咸淡水交替式变水头渗透装置及其方法

说明书

本发明公开了一种咸淡水交替式变水头渗透装置及其方法，涉及海水入侵、水资源监测和岩土工程等领域中的变水头渗透技术。本装置包括从左到右依次连接的咸淡水源供给模块(10)、试样承装模块(20)和变水头量测模块(30)；咸淡水源供给模块(10)给试样承装模块(20)提供咸淡水源，变水头量测模块(30)对试样承装模块(20)的水头进行测量。本发明高效便捷地实现渗透试验过程中渗透液的任意切换，实现了咸淡水源供给模块（10）对给试样承装模块（20）的周期作用，具有良好的水位控制功能，其次采用双刻度板的模式参与试验，试验数据记录快捷高效，此外，整套装置各部件独立拆卸组装更换，结构简单，携带方便，经久耐用，经济效益显著，易于推广。

技术领域

本发明涉及海水入侵、水资源监测和岩土工程等领域中的变水头渗透技术，尤其涉及一种咸淡水交替式变水头渗透装置及其方法。

背景技术

以往对渗透系数的测定往往采用单一渗透液进行试验，在沿海地区由于淡水的过度开采导致了不同程度的海水入侵；由于潮汐和波浪的拍击作用，海水以周期作用的形式侵蚀着地下水资源，降雨作为地下淡水的补充以非周期的形式影响着地下水资源。通过室内试验模拟上述两种情况，为科学界提供一种科学合理的试验装置意义重大。在渗透试验过程中，咸淡水循环作用下渗透液切换致使气泡进入渗透装置，致使试验中断时有发生，如何在试验过程中避免这一问题，已经成为困扰众多试验者获得准确数据的一项重要问题；同时也是出于对淡水资源的保护。此外，由于常水头渗透仪适用范围有限，难以满足细颗粒土的渗透试验需求，发明一种用于咸淡水交替式变水头渗透试验的装置意义重大，已经成为水质监测和评价领域一个亟待解决的问题。

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，提供一种咸淡水交替式变水头渗透装置及其方法，从而方便、快捷地获取不同渗透液作用下试样的渗透系数。本发明操作简单，拆装方便，便于携带，成本低廉，易批量生产和推广应用，具有广阔的市场前景，适用于各种复杂的咸淡水环境下的渗透试验。

本发明的目的是这样实现的：

一、咸淡水交替式变水头渗透装置(简称装置)

本装置包括从左到右依次连接的咸淡水源供给模块、试样承装模块和变水头量测模块；

咸淡水源供给模块给试样承装模块提供咸淡水源，变水头量测模块对试样承装模块的水头进行量测。

本装置的工作原理：

本装置用于测定咸淡水交替作用下的渗透系数，水源可以是任意类别水源，也可以是相同的溶液，测量过程中水源的高度可通过升降装置进行调节，通过后置的刻度板精度获得水头差，根据试验者自身的试验需求，通过升降装置摇动升降手柄，试验者就可以获得满足试验方案的理想水源高度。水源类别的切换只需要关闭或者打开不同的放水阀，就可以简单方便的完成水源类别的切换工作。

二、咸淡水交替作用下变水头渗透系数测量方法

本方法包括下列步骤：

①按土工试验规程的步骤进行试样的填装；

②检查咸淡水源供给模块中放水阀是否处于关闭状态，是则进行下一步骤，否则关闭；

③根据试验设定盐浓度的大小，选择一定量的溶质，配置两种及以上不同盐浓度的水源，以备进行后续的变水头渗透试验；

④根据试验者的实际需求选择任意水源，将乳胶管和接入管以及接出管和玻璃管处的导管相连，通过自粘防水胶带进行密闭性处理，根据试验者的需求，通过升降手柄调节升降装置，获得符合实际要求的咸淡水载水箱高度，打开该咸淡水载水箱对应的放水阀，给试样承装模块供水，打开排气装置，将渗透容器侧立，对试样进行排气泡处理，直至溢出水中无气泡，关闭排气装置，放平渗透容器，完成饱和进行下一步工作，否则重复本项工作；