[发明专利]一种探究越流系统中粘土阻滞作用的模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种探究越流系统中粘土阻滞作用的模拟装置及模拟方法，该模拟装置包括供气瓶、第一供水箱、第一渗流柱、第二供水箱、第二渗流柱、压力供水器、第三渗流柱和第四渗流柱。所述的压力供水器包括供水筒，且供水筒内的承压推盘将供水筒分割成给水部和供气部。所述压力供水器的进气口通过供气管道与所述供气瓶的出气口相连，所述压力供水器的进水口通过进水管道分别与第一渗流柱和第二渗流柱的出水口相连。所述压力供水器的出水口通过出水管分别与第一供水箱、第二供水箱、第三渗流柱的进水口、第四渗流柱的进水口和废液瓶相连通。该模拟装置不仅体积小，而且能够模拟0～500米水头压力下的渗流实验。

技术领域

本发明涉及一种应用于地下水研究的模拟装置及模拟方法，具体地说是探究孔隙含水介质越流系统中粘土阻滞作用的模拟装置及方法。

背景技术

内陆平原区咸淡水相间分布，一方面淡水资源匮乏，过量开采诱发地面沉降和水质恶化，另一方面大量尚未被利用的咸水的成因及其演化规律不详，但深层粘土对地下水水化学成份的分带作用有重要影响。因此，研发内陆平原区深层地下水系统中粘土的阻滞作用，展现深层孔隙介质含水系统中地下水的循环交替强度及其水化学成分的演化规律，对揭示内陆平原区咸淡水化学成分的形成具有重要的意义。

前人对于土柱实验有大量研究，但传统土柱实验是常水压下的实验，受到安装空间的限制，无法模拟高压下的实验。而本次是对深层地下水系统进行模拟探究，实验要求的水头压力高，传统的土柱实验很难达到深层地下水系统的压力，无法进行模拟实验。另外即使简单的通过加高渗流柱的方式达到所需压力，也存在着模拟装置体积庞大，成本高，安装不便，室内无法存放等问题。

发明内容

针对上述问题本发明提供了一种探究越流系统中粘土阻滞作用的模拟装置及模拟方法，该模拟装置不仅体积小，而且能够模拟0～500米水头压力下的渗流实验，解决了模拟自然界中深层越流系统的瓶颈问题。该模拟方法展现了深层孔隙介质含水系统中地下水的循环交替强度及其水化学成分的演化规律，为合理开发利用地下水资源提供科学依据。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种探究越流系统中粘土阻滞作用的模拟装置，包括供气瓶、第一供水箱、第一渗流柱、第二供水箱、第二渗流柱、压力供水器、第三渗流柱和第四渗流柱；

所述的第一渗流柱和第二渗流柱内分别填充有粉砂；

所述第一渗流柱通过第一管道与盛有咸水的第一供水箱相连通，所述第一渗流柱的下部设置有第一采样管，所述第一渗流柱的下端面设置有第一出水口；

所述第二渗流柱通过第二管道与盛有淡水的第二供水箱相连通，所述第二渗流柱的下部设置有第二采样管，所述第二渗流柱的下端面设置有第二出水口；

所述的压力供水器包括供水筒，所述的供水筒内设置有可上下滑动的承压推盘，且所述的承压推盘将所述供水筒的内部空间从上到下依次分割成给水部和供气部，且所述的供气部和给水部相互隔绝，所述供水筒的下端面设置有进气口和排气口，所述的排气口上密封连接有排气管，所述供水筒的上端面分别设置有进水口和出水口，所述承压推盘的上、下两侧分别设置有承压推杆，且所述承压推杆的悬空端分别穿过所述的供水筒延伸至所述供水筒的外部；

所述第三渗流柱和第四渗流柱内从上往下均依次填充有上部上水石、试验土样和下部上水石，所述的试验土样为粘土；

所述第三渗流柱的上端设置有第三采样管，所述第四渗流柱的上端设置有第四采样管，所述第三渗流柱和第四渗流柱的下端分别设置有进水口；