[发明专利]承压井抽水动态实验仪

说明书

技术领域：

本发明与地质学的水文地质学及环境地质学等学科有关，特别与承压井抽水动态过程相关的承压井抽水动态实验仪有关。

背景技术：

当前，随着经济的迅速发展和人口的增多，浅层地下水资源不断受到污染，人类赖以生存的淡水资源日益紧缺，自然界正向人类发起挑战。因而，由浅层地下水的开发利用过渡到深层地下水资源储量的评价、开发和利用将成为必然趋势。承压水则是最为典型的深层地下水。它广泛存在于自然界中。根据其埋藏条件，充满于两个隔水层之间含水层中的地下水即为承压水，上部的隔水层称为隔水顶板，下部的隔水层称为隔水底板。

由于承压水赋存于两个隔水层之间，一般埋藏较深，因此不易受污染，水质良好。地下热水或矿泉水也往往产于承压含水层。在适宜的地质构造条件下，承压水位高于地表时，当钻孔打穿隔水顶板，进入承压含水层时，承压水会喷出地面，形成自流井，给人们使用带来便利。

承压含水层根据在地下产出状态，可分为单斜承压含水层，水平含水层，若呈U形则称为承压盆地。

当井或钻孔揭穿含水层隔水顶板时，承压水位可上升至隔水顶板之上一定的高度稳定，此时测得的水位称为稳定水位，稳定水位的高度便是该点承压水的测压水位。

隔水顶板厚度一般必须大于承压水头高度的一半及以上，否则隔水顶板的承压作用失效，因而承压水一般埋深较大。由于隔水顶板的存在，不仅使承压水具有承压性，还限制了其补给和排泄范围，阻碍了承压水与大气水及地表水的联系，承压水的地质构造是相对封闭的，因此，对承压水的学习和研究，承压水的运动规律研究等带来很大的难度，往往采用勘探、钻探揭露含水层或采用数值模拟的方法，成本高，不直观。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种结构合理、可以直观了解承压含水层抽水时、地下水向承压井运动特征和承压水头的动态分布规律，进行相关实验及参数测定的承压井抽水动态实验仪。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明承压井抽水动态实验仪，包括有隔水底板和与隔水底板连接的演示屏的箱体，位于箱体内平行于演示屏且与隔水底板连接的渗流板，渗流板与隔水底板和箱体两侧面及演示屏间形成宽度为0.5～1.5mm的窄缝槽，演示屏从上到下依次有模拟断面地表层、模拟松散土履盖层、模拟隔水顶板、位于模拟隔水顶板底部与隔水底板间的模拟含水层，窄缝槽上相对模拟顶板的位置有隔水密封板，隔水密封板与窄缝槽间形成窄缝槽渗流区，窄缝槽渗流区的中部有垂直于水平面且底部与隔水底板连接的有透水井壁的模拟承压抽水井，渗流板上相对模拟承压抽水井井壁底部的位置有承压抽水井排水孔，一端与承压抽水井排水孔连接的抽水排水管上装有抽水控制阀，在演示屏上在相对模拟含水层的位置、在相对模拟承压抽水井两侧同一水平面等间距设置有多个承压水位观测接孔，多根承压水位观测管的下端分别穿过对应承压水位观测接孔伸入窄缝槽渗流区，在箱体内位于渗流板的两端分别有第一清水渗透箱、第二清水渗透箱、第一示踪剂渗透箱、第二示踪剂渗透箱，在渗流板上有若干将第一、第二清水渗透箱和第一、第二示踪剂渗透箱分别与窄缝槽渗流区相通的渗流孔，清水连通软管将第一清水渗透箱和第二清水渗透箱连通，示踪剂连通软管将第一示踪剂渗透箱和第二示踪剂渗透箱连通，箱体上部装有清水供给箱和示踪剂供给箱，分别与清水供给箱和示踪剂供给箱连通的带清水流量调节阀及清水流量观测滴瓶的清水供水管和带示踪剂调节阀及示踪剂流量观测滴瓶的供示踪剂管分别向清水渗透箱和示踪剂渗透箱提供清水、示踪剂，承压水位观测管相当于野外承压井抽水时的水位观测孔，有水时，多根承压水位观测管形成观测井。

根据液体在狭小空间运动与液体在含水层孔隙中运动相似的原理，采用两块平行放置、间距0.5～1.5mm形成的狭小空间一窄缝槽渗流区来模拟地下水在承压含水层中的运动；承压含水层抽水时，周边的地下水将以抽水井为圆心流向抽水井，而形成承压水位降落漏斗；承压抽水井动态实验仪的模拟断面就是横切承压水位降落漏斗通过抽水井的水文地质剖面；抽水井下端至隔水底板，上端穿透隔水顶板，形成承压完整井。在含水层区间的井壁为透水井壁；承压水位观测管用于观测抽水前的承压水位及抽水过程中承压水位的变化情况；设置清水渗透箱及示踪剂渗透箱，用于模拟承压井抽水时补给区，提供承压井抽水时的实验用水及通过示踪剂形成的水流迹线来显示水流状态。

上述的窄缝槽的横截面形状为矩形。

上述的箱体上有流量观察孔、示踪剂观察孔。