模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置

    专利查询2025-12-08  1


    本发明涉及地下水回灌模拟,特别是涉及一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置。


    背景技术:

    1、地下水是我国众多城乡地区的重要供水水源。近几十年来,由于地下水资源过度开发利用,导致地下水资源日益匮乏,造成地下水位持续下降、地面沉降、海(咸)水入侵、土地荒漠化等生态环境问题,维持地下水资源的可持续性,保护和修复地下水系统,已刻不容缓,地下水人工回灌不仅可以有效解决地下水资源过度开采引起的诸多环境问题,同时也是实现水资源的地表和地下联合调度,优化水资源配置,提高水资源综合利用率的必经之路。

    2、而地下水回灌模拟用实验装置能够为研究地下水回灌溶质迁移的具体过程提供科学依据,但是现有的地下水回灌模拟用实验装置只能够进行单一环境状态模拟,在需要更换环境状态时,需要将上一模拟用介质取出并对模拟装置进行清洗后填充新的介质,操作繁琐,不便于工作人员快速进行不同环境条件下地下水回灌过程中渗流-溶质迁移过程的模拟实验。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,包括:

    3、注水箱,其出口设置有蠕动泵;

    4、模拟箱,其内壁周向设置有多个隔板,多个所述隔板之间转动配合有回灌筒,所述回灌筒用于与所述蠕动泵相连通,所述回灌筒侧壁开设有多个第一水孔,相邻的两所述隔板之间形成一放置腔,所述放置腔内设置有介质箱,所述介质箱内填充有含水层的介质,所述介质箱靠近所述回灌筒的侧壁开设有多个第二水孔,通过转动所述回灌筒,使得多个所述第一水孔与任一所述介质箱上的多个所述第二水孔相连通,以使得所述回灌筒只与该所述介质箱相连通;

    5、溢流罩,周向设置在所述模拟箱外侧壁上,所述溢流罩与所述模拟箱之间形成溢流槽,所述介质箱顶部与所述溢流槽相连通;

    6、收集器,与所述溢流槽相连通。

    7、可选的,所述模拟箱底端固定连接有固定环,所述固定环上固定安装有多组弹簧伸缩杆,多个所述介质箱底壁分布开设有多个与多组所述弹簧伸缩杆一一对应的插孔,所述弹簧伸缩杆顶端与所述插孔相插,所述介质箱顶部固定连接有第一连接板,所述第一连接板上固定连接有推拉杆。

    8、可选的,所述模拟箱顶端固定连接有支架,所述支架上固定安装有第一电机,所述第一电机的输出端固定连接有第二连接板,所述第二连接板上固定安装有第二电机,所述第二电机的输出轴固定连接有凸轮,所述推拉杆上固定连接有受力板,所述凸轮用于与多个所述受力板相抵。

    9、可选的,所述支架上还固定安装有第三电机,所述第三电机的输出端固定连接有转杆,所述转杆与所述回灌筒固定连接。

    10、可选的,所述模拟箱顶部开设有多组与所述溢流槽相连通的第三水孔,所述介质箱顶部开设有一组第四水孔,多组所述第三水孔与多组所述第四水孔一一相连通。

    11、可选的,所述第二水孔以及所述第四水孔内均固定连接有隔网。

    12、可选的,所述溢流罩底壁固定连接有多个与所述溢流槽相连通的出水管,多个所述出水管沿所述溢流槽周向设置,多个所述出水管连通有总水管,所述总水管与所述收集器相连通。

    13、可选的,所述回灌筒底端连通有带有阀门的第一排污管。

    14、可选的,所述介质箱底端连通有带有阀门的第二排污管。

    15、可选的,所述回灌筒包括筒体以及周向包覆在所述筒体外侧壁上的密封垫,所述密封垫用于与多个所述隔板以及多个所述介质箱相抵。

    16、本发明公开了以下技术效果:通过蠕动泵将注水箱内的溶液泵入回灌筒内,通过第一水孔与第二水孔的连通使得溶液渗入介质箱内,并由介质箱再溢流至溢流槽内而后由收集器收集分析,从而模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程,并且在模拟完毕需要更换不同环境模拟时,只需通过转动回灌筒,使得回灌筒上的多个第一水孔与另一介质箱上的多个第二水孔相连通,从而进行不同环境调节的模拟操作,在模拟过程中可对上一介质箱进行清洗后更换另一种介质,从而使得模拟以及清洗能够同时进行,缩短在不同环境条件下模拟实验的耗时,提高模拟效率。



    技术特征:

    1.一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述模拟箱(3)底端固定连接有固定环(11),所述固定环(11)上固定安装有多组弹簧伸缩杆(12),多个所述介质箱(7)底壁分布开设有多个与多组所述弹簧伸缩杆(12)一一对应的插孔(13),所述弹簧伸缩杆(12)顶端与所述插孔(13)相插,所述介质箱(7)顶部固定连接有第一连接板(14),所述第一连接板(14)上固定连接有推拉杆(15)。

    3.根据权利要求2所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述模拟箱(3)顶端固定连接有支架(16),所述支架(16)上固定安装有第一电机(17),所述第一电机(17)的输出端固定连接有第二连接板(18),所述第二连接板(18)上固定安装有第二电机(19),所述第二电机(19)的输出轴固定连接有凸轮(20),所述推拉杆(15)上固定连接有受力板(21),所述凸轮(20)用于与多个所述受力板(21)相抵。

    4.根据权利要求3所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述支架(16)上还固定安装有第三电机(22),所述第三电机(22)的输出端固定连接有转杆(23),所述转杆(23)与所述回灌筒(5)固定连接。

    5.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述模拟箱(3)顶部开设有多组与所述溢流槽相连通的第三水孔(24),所述介质箱(7)顶部开设有一组第四水孔(25),多组所述第三水孔(24)与多组所述第四水孔(25)一一相连通。

    6.根据权利要求5所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述第二水孔(8)以及所述第四水孔(25)内均固定连接有隔网(26)。

    7.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述溢流罩(9)底壁固定连接有多个与所述溢流槽相连通的出水管(27),多个所述出水管(27)沿所述溢流槽周向设置,多个所述出水管(27)连通有总水管(28),所述总水管(28)与所述收集器(10)相连通。

    8.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述回灌筒(5)底端连通有带有阀门的第一排污管(29)。

    9.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述介质箱(7)底端连通有带有阀门的第二排污管(30)。

    10.根据权利要求1所述的一种模拟地下水回灌中渗流-溶质迁移过程的实验装置,其特征在于:所述回灌筒(5)包括筒体(51)以及周向包覆在所述筒体(51)外侧壁上的密封垫(52),所述密封垫(52)用于与多个所述隔板(4)以及多个所述介质箱(7)相抵。


    技术总结
    本发明涉及地下水回灌模拟技术领域,公开了一种模拟地下水回灌中渗流‑溶质迁移过程的实验装置,包括注水箱,模拟箱以及收集器,注水箱出口设置有蠕动泵;模拟箱内壁周向设置有多个隔板,多个隔板之间转动配合有回灌筒,回灌筒用于与蠕动泵相连通,回灌筒侧壁开设有多个第一水孔,相邻的两隔板之间形成一放置腔,放置腔内设置有介质箱,介质箱内填充有含水层的介质,介质箱靠近回灌筒的侧壁开设有多个第二水孔,溢流罩周向设置在模拟箱外侧壁上,溢流罩与模拟箱之间形成溢流槽,介质箱顶部与溢流槽相连通;收集器与溢流槽相连通,本发明能够缩短在不同环境条件下模拟实验的耗时,提高模拟效率。

    技术研发人员:李晓媛,岳高凡,郭帅
    受保护的技术使用者:中国地质科学院水文地质环境地质研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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