[发明专利]一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置

说明书

本发明公开了一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置，包括模拟筒、模拟井、填充结构和地下模拟机构；所述模拟筒呈半圆形的筒状结构，其中心处同心安装有模拟井，并在模拟井与模拟筒之间设置有填充结构；所述模拟筒的外壁均匀设置有测压口和采样口；模拟井内设置有水管，水管与外部的蠕动泵以及水源连接；地下模拟机构包括地下管、储水箱、供水箱和供水泵；本发明结构新颖，能够模拟多种实验场景，为人们了解井周围溶质迁移的情况提供了多样的模型，且本发明能够真实模拟井周围土质状况，提供了开放式的模型，且采样和测压对模型内溶质迁移基本无影响，所测数据精确，为合理开发、利用、调控地下水资源，保护水生态环境提供科学依据。

技术领域

本发明属于溶质迁移研究技术领域，具体涉及一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置。

背景技术

现有的溶质迁移模拟实验装置多为圆桶设计或玻璃槽形设计，存在的技术缺陷或问题主要有：现在地下水位波动情景下地下水化学迁移模拟实验如果采用圆柱形结构，多为一维流情景下的模拟实验，无法观测地下水漏斗情况及不同降深位置处地下水化学过程。如果采用槽形结构，宽度相对较小，抽水时地下水流边界受装置限制，与实际情况相差较大。总之现有装置多模拟垂向上水化学变化，不能模拟距离抽水井不同距离、不同水位降深、不同水力梯度情况下的水化学演变过程。

现有的水化学迁移模拟实验一般只模拟水位上升或下降过程，而对水位上升或下降的实际原因考虑较少，如大部分地区降水成为地下水主要补给因素，而地下水位持续下降多为人工开采导致，现有实验能模拟地下水补排因素及过程较少。

现有的水化学迁移模拟实验取水样一般采用在测压管中取水样或用陶土头取水样，在测压管中取水样一般不能表征地下水位波动后的水化学状况，而用陶土头取水样存在地下水赋存环境扰动的制约基于此，研究一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置是必要的。

发明内容

针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置，有效的解决了现有设备中存在的模型研究对象单一，实验存在误差，无法真实模拟井周围溶质迁移的情况的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种模拟补排变化条件下地下水溶质迁移实验装置，包括模拟筒、模拟井、填充结构和地下模拟机构；所述模拟筒呈半圆形的筒状结构，其中心处同心安装有模拟井，并在模拟井与模拟筒之间设置有填充结构；所述模拟筒的外壁均匀设置有测压口和采样口；所述模拟井内设置有水管，水管与外部的蠕动泵以及水源连接；所述地下模拟机构包括地下管、储水箱、供水箱和供水泵；所述地下管与模拟筒的底部连通，所述供水箱内设置有隔水板，将供水箱分为溢流区和供水区，所述地下管与溢流区连通，所述供水区经水管和水泵与供水箱连通。

进一步的，所述地下管上设置有三通阀，其一个支口与溢流区连通，另一支口经水泵与供水箱连通。

进一步的，所述模拟筒的上部外侧设置有支架，支架上安装有降雨蓬，所述降雨蓬覆盖填充结构。

进一步的，还包括施压气囊，所述模拟筒的上部外侧设置有固定盘，固定盘上均布有安装孔，所述施压气囊呈弹簧状结构，其上部位于上顶壳内，下部顶触在填充结构上，在上顶壳的外侧设置有固定板，固定板上设置有定位柱，定位柱的底部设置有固定柱，固定柱匹配套装在安装孔内，并通过螺母固定。

进一步的，所述模拟筒包括外筒和内渗透筒，所述外筒和内渗透筒间隔设置，并在两者之间形成空腔，所述内渗透筒上设置有渗透层。

进一步的，所述内渗透筒与外筒之间通过筋板固定在一起。

进一步的，所述筋板呈环形结构，将所述空腔分割为多个区域，每个区域的外侧对应设置有采样口。

进一步的，所述内渗透筒上设置有内腔，内腔内嵌套有压力传感器。