[发明专利]一种可调节供水方式的潜流交换砂槽模型

说明书

本发明公开了一种可调节供水方式的潜流交换砂槽模型，其特征在于，包括砂槽主体，定水头装置，水泵以及水管连接部分；所述砂槽主体主要由位于中间的主砂箱、两侧的上游水箱、下游水箱以及下部水箱组成，主砂箱内部装有试验用砂，主砂箱与三面水箱之间以带过滤孔的有机玻璃板隔开；定水头装置包括上游定水头装置和下游定水头装置。优点：既可以实现定水头供水，也可以通过水泵实现定流量供水；定水头装置的设置使得水头成为可量化的可控因素；水泵的设计使得水流可以实现定流量循环往复；不同的供水方式满足不同的试验需求，装置具有操作简单，经济实惠的优点，对潜流交换机理的研究具有重要意义，也对潜流带的物理模型建立提供一个良好的思路。

技术领域

本发明涉及一种可调节供水方式的潜流交换砂槽模型，属于地表水与地下水交换技术领域。

背景技术

在水循环中，地表水与地下水存在着紧密的联系，关于地表水与地下水相互作用的研究一直是水循环和水资源研究的热点。潜流交换指的是发生在潜流带内的地表水与地下水交换过程，其对河流与潜流带中的物理化学以及生物过程，如藻类生长、无脊椎动物组成和凋落物分解等具有重要影响。研究潜流交换的物理机制对于地表水和地下水溶质迁移转化的机理研究、河流与地下水水质污染研究，以及指导相关水利工程项目的修建和制订合理的区域水资源环境保护措施等都具有重要的科学意义和实践价值。

目前来说，建立砂槽模型进行物理试验已经成为研究潜流交换的主要方法之一。已有研究中，研究潜流交换的砂槽模型往往供水方式单一，只能通过调节上下游定水头装置驱动水流运动，或者只能通过水泵驱动，二者结合的砂槽模型尚未建立。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可调节供水方式的潜流交换砂槽模型，既可以实现定水头供水，也可以通过水泵实现定流量供水，不同供水模式间切换简单，易于操作，满足不同情景的试验需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可调节供水方式的潜流交换砂槽模型，其特征在于，包括砂槽主体，定水头装置，水泵以及水管连接部分；所述砂槽主体主要由位于中间的主砂箱、两侧的上游水箱、下游水箱以及下部水箱组成，所述主砂箱内部装有试验用砂，主砂箱与三面水箱之间以带过滤孔的有机玻璃板隔开；所述定水头装置包括上游定水头装置和下游定水头装置，所述水管连接部分从上游水箱接出，连接一个上游三向接头，所述上游三向接头的另外两端分别通过水管接上游定水头装置和水泵的入口，水泵的出口再通过水管连接到下游三向接头上，下游三向接头的另外两端分别连接下游水箱的出口以及下游定水头装置；所述定水头装置为箱体，其中部设有隔板，将整个装置分为上下两部分，下部主要用于支撑，上部整体为一水槽，水槽内由一块略低于水槽边壁的挡板分隔为内外两个小水槽，外侧小水槽连接水龙头，用于供水，内侧小水槽连接砂槽装置；所述定水头装置上设有一带有螺纹的圆柱穿过顶板连接中部隔板，可通过旋转螺杆微调固定隔板在垂向上的位置，实现上下游水头的微调。

优选的，所述上游水箱、下游水箱和下部水箱采用长方体箱；所述主砂箱左、右两侧的上游水箱、下游水箱分别模拟河流上下游，上游水箱、下游水箱侧面的底部均设有一个圆孔，用以外接水管连接部分；所述下部水箱模拟区域地下水，其侧面的底部开有圆孔，连接排水管道。

进一步地，所述主砂箱为顶部开口的长方体箱，主砂箱的正面，标有刻度尺。

优选的，所述主砂箱、上游水箱、下游水箱、下部水箱以及定水头装置均由有机玻璃板制作而成。

进一步地，所述带过滤孔的有机玻璃板上铺设铁丝网和纱布。

进一步地，所述主砂箱的背面均匀排布有若干数量的圆孔，圆孔在不使用时通过螺丝封闭。

进一步地，所述上游定水头装置与上游三向接头间、下游定水头装置与下游三向接头间、水泵与上下游三向接头之间均连有阀门；通过定水头装置供水时，关闭水泵两端的阀门；通过水泵驱动水流循环流动时，关闭定水头装置的阀门。

本发明所达到的有益效果：