[发明专利]一种地下水人工回灌渗流模拟监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种地下水人工回灌渗流模拟监测系统及方法，涉及实验分析仪器技术领域。该地下水人工回灌渗流模拟监测系统，包括进水箱、第一氮气袋、厌氧渗流柱、第二氮气袋、取样探头、取样器、压力传感器、压力数据采集单元和出水箱。本发明的地下水人工回灌渗流模拟监测方法，应用本发明的地下水人工回灌渗流模拟监测系统，以模拟在地下厌氧环境下进行人工回灌渗流，对地下水人工回灌过程中含水层氧化还原敏感指标和孔隙水压力进行监测，表征各层含水层的氧化还原分带特征，同时，计算各含水层的渗透系数，分析人工回灌各层含水层上微生物堵塞过程。

技术领域

本发明涉及地下水环境修复技术领域，具体地说是涉及一种地下水人工回灌渗流模拟监测系统及方法。

背景技术

目前通过地下水人工回灌是实现对地下水补给的一种重要方式，对地下水补给可以增加地下水资源，调蓄地表水，防止或控制地面沉降，改善地下水水质，调节水温以达到地下储能的目的，改造地下咸水，建立地下淡水水力屏障阻止海水倒灌或地下咸水入侵等。通过地下水人工回灌模拟装置可以为科研工程人员分析研究回灌过程机理、解决工程技术问题提供帮助。目前的地下水人工回灌模拟装置一般为敞口开放系统，不能模拟地下厌氧环境，对研究人工回灌含水层微生物堵塞过程和氧化还原分带耦合特征造成困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下水人工回灌渗流模拟监测系统及方法，以模拟在地下厌氧环境下进行人工回灌渗流并实现监测分析。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种地下水人工回灌渗流模拟监测系统，包括进水箱、第一氮气袋、厌氧渗流柱、第二氮气袋、取样探头、取样器、压力传感器、压力数据采集单元和出水箱；

厌氧渗流柱包括顶盖、底盖和柱体，柱体由若干段套筒沿竖直方向拼接为一体结构，相邻段的套筒之间可拆卸密封连接，最上方的套筒可拆卸密封连接顶盖，最下方的套筒可拆卸密封连接底盖；

柱体内自下而上填装有多层含水介质，柱体内于含水介质的上方放置第一上布水板，最上方的套筒与顶盖之间设置第二上布水板，第一上布水板与第二上布水板之间设置上支撑架，柱体内于含水介质的下方放置第一下布水板，最下方的套筒与底盖之间设置第二下布水板，第一下布水板与第二下布水板之间设置下支撑架；

柱体的圆柱侧面的一侧等间距开设多个取样孔，柱体的圆柱侧面的另一侧等间距开设多个测压孔；

柱体内等间距放置与取样孔数量相同的取样探头，取样探头位于含水介质内，取样探头经取样管路连接取样器，取样管路穿过所述取样孔；

测压孔上连接压力传感器，压力传感器经信号线缆连接压力数据采集单元；

进水箱设置为封闭箱体，进水箱连接有补水管路，补水管路上设置有第一阀门，进水箱的底部经进水管路连接厌氧渗流柱的顶盖，厌氧渗流柱的底盖经出水管路连接出水箱，进水箱的顶部经第一输气管路连接第一氮气袋，厌氧渗流柱的顶盖连接有排气管路，排气管路上设置有第二阀门，厌氧渗流柱的顶盖经第二输气管路连接第二氮气袋。

优选的，相邻段的套筒之间经法兰可拆卸密封连接，最上方的套筒经法兰可拆卸密封连接顶盖，最下方的套筒经法兰可拆卸密封连接底盖。

优选的，所述柱体内壁壁面设置为粗糙表面。

优选的，所述进水管路上设置有第一流量阀，所述出水管路上设置有第二流量阀。

优选的，第一上布水板、第二上布水板、第一下布水板和第二下布水板上均开设多个透水孔。

优选的，所述底盖设置为漏斗，所述出水管路连接漏斗的底部位置。

优选的，所述取样探头设置有亲水性多微孔滤膜。

优选的，取样管路的一端连接取样探头，取样管路的另一端经快速接头连接取样器。