[发明专利]沿海含水层分层变密度水体地下水流模拟装置及使用方法在审

专利信息
申请号: 201910922513.0 申请日: 2019-09-27
公开(公告)号: CN110530607A 公开(公告)日: 2019-12-03
发明(设计)人: 韩冬梅 申请(专利权)人: 中国科学院地理科学与资源研究所
主分类号: G01M10/00 分类号: G01M10/00;G01N27/08
代理公司: 11212 北京轻创知识产权代理有限公司 代理人: 陈熙<国际申请>=<国际公布>=<进入国
地址: 100101 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 咸水 第一腔体 挡板 透水 出水系统 淡水系统 第二腔体 进水系统 连通处 主箱体 腔体 连通 从上至下 地下水流 多孔介质 模拟装置 腔体连通 相对设置 依次连通 含水层 内固定 透水孔 主体箱 分层 水体 体内 沿海
【说明书】:

发明涉及沿海含水层分层变密度水体地下水流模拟装置,包括主体箱,所述主箱体内固定有两个均带有若干透水孔的透水挡板,所述透水挡板相对设置,两个所述透水挡板将所述主箱体分为第一腔体、第二腔体和第三腔体,所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体依次连通,所述第二腔体内装有多孔介质;还包括淡水系统和至少两个咸水系统,至少两个所述咸水系统从上至下依次分布,且每个所述咸水系统均包括与所述第一腔体连通且连通处位于上部的咸水出水系统和与所述第一腔体连通且连通处位于下部的咸水进水系统,所述淡水系统包括分别与所述第三腔体连通的淡水进水系统和淡水出水系统。

技术领域

本发明涉及淡水资源研究领域,尤其涉及沿海含水层分层变密度水体地下水流模拟装置及使用方法。

背景技术

咸淡水界面是滨海含水层中常见的现象。认识滨海含水层中咸淡水界面的结构和普适的流动模式对水资源管理和规划来说非常重要。数值模拟被用来预测咸淡水界面的位置和运移过程,支持和校正野外观测,模拟海平面或水位变化条件下的咸淡水界面运移。但是室内物理模拟实验通常通过数值模拟来量化。尽管变密度地下水流-溶质运移模型已经在海水入侵研究领域比较常见,但是现有的研究多没有考虑分层的变密度水流分布,尤其是在野外水文地质条件较为复杂,分层监测实现比较困难,需要通过从物理模拟的角度去实现考虑非稳态条件下不同密度咸水入侵淡水含水层的效应,可以得到更为准确的概念模型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供沿海含水层分层变密度水体地下水流模拟装置及使用方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:沿海含水层分层变密度水体地下水流模拟装置,其特征在于,包括主体箱,所述主箱体内固定有两个竖直设置并均带有若干透水孔的透水挡板,所述透水挡板相对设置,两个所述透水挡板将所述主箱体分为第一腔体、第二腔体和第三腔体,所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体依次连通,所述第二腔体内装有多孔介质;还包括淡水系统和至少两个咸水系统,至少两个所述咸水系统从上至下依次分布,且每个所述咸水系统均包括与所述第一腔体连通且连通处位于上部的咸水出水系统和与所述第一腔体连通且连通处位于下部的咸水进水系统,所述淡水系统包括分别与所述第三腔体连通的淡水进水系统和淡水出水系统,位于最上部的所述咸水出水系统,和所述第一腔体的连通处与所述淡水出水系统与所述第三腔体的连通处高度相同。

本发明的有益效果是:能够认识滨海含水层中咸淡水界面的结构和普适的流动模式,数值模拟被用来预测咸淡水界面的位置和运移过程,支持和校正野外观测,模拟海平面或水位变化条件下的咸淡水界面运移,且本发明考虑分层的变密度水流分布,尤其是在野外水文地质条件较为复杂,分层监测实现比较困难,需要通过从物理模拟的角度去实现考虑非稳态条件下不同密度咸水入侵淡水含水层的效应,利用本发明可以得到更为准确的概念模型,对水资源管理和规划来说非常重要。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

进一步,所述第一腔体连通有两个咸水系统,分别为第一咸水系统和第二咸水系统,所述第一咸水系统在所述第二咸水系统的上方,所述第二咸水系统的咸水出水系统上设置有用于控制流出水流量的流量控制阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是本发明考虑分两层的变密度水流分布,尤其是在野外水文地质条件较为复杂,分层监测实现比较困难,需要通过从物理模拟的角度去实现考虑非稳态条件下两种密度咸水入侵淡水含水层的效应,本发明可以得到更为准确的概念模型,对水资源管理和规划来说非常重要。

进一步,所述第一腔体连通有三个咸水系统,分别为第三咸水系统、第四咸水系统和第五咸水系统,所述第三咸水系统在所述第四咸水系统的上方,所述第四咸水系统在所述第五咸水系统的上方,所述第四咸水系统和所述第五咸水系统的咸水出水系统上均设置有用于控制流出水流量的流量控制阀门。

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