【技术实现步骤摘要】
适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置
[0001]本专利技术涉及室内一维土柱渗流试验装置,尤其涉及适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置及测试方法。
技术介绍
[0002]地下水资源的过度开采会导致地下水资源衰减、地面沉降、地表裂缝、岩溶坍塌、海水侵入、地下水水质成化以及地下水水质恶化等一系列环境地质问题。因此为保护地下水资源、缓解过度开采地下水带来的地质问题,必须采用合理可靠的手段进行地下水人工回灌,以维持地下水资源平衡。随着地下水回灌的应用逐渐增多,回灌井堵塞和溢出的问题逐渐显露,地下水回灌堵塞主要分为物理堵塞、生物堵塞以及化学堵塞。因此,如何科学地、贴近地下水回灌环境地开展室内一维土柱渗流试验,研究不同水体条件下土壤中颗粒物迁移、微生物迁移、生物膜生长变化规律对于理解和预防回灌井堵塞导致的回灌井失效具有重要意义。现有的土柱渗流实验手段和方法普遍较为传统且简陋,大部分渗流试验台试验对象为单一土体或单一多孔介质;同时渗透试验加载液体也较为单一,一般为室温条件下的未灭菌水溶液;并且非扰动的柱体内部渗流状态、颗粒分布状态、生物膜繁殖状态等很难观察。
[0003]一方面,传统室内一维渗流试验装置的加载条件较为简单,基本上以单一的水压加载为主,而且较落后的提高梯度水头进行水压加载的方法仍然被广泛应用,此类的加载方法的水压加载量程有限且难以调控,无法精确还原实际回灌条件下的水流状态。同时,未经灭菌处理的水溶液在进行多孔介质中生物膜生长试验时,将对试验结果产生巨大且不可逆转的危害。所以有必要专利技 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:本装置包括恒温渗流加载系统(1)、渗流模型箱(2)、渗流测压系统(3)、水质监测系统(4),所述渗流试验加载系统(1)、渗流测压系统(3)、水质监测系统(4)分别与所述渗流模型箱(2)连接;所述渗流试验模型箱(2)中渗流试验柱从上至下,由入流箱室(2
‑
1)、第一渗流段箱室(2
‑
2)、第二渗流段箱室(2
‑
3)、第三渗流段箱室(2
‑
4)以及出流箱室(2
‑
5)组成,上下相邻箱室之间为可拆卸连接,可选择孔径的孔板(2
‑
10)以及滤网(2
‑
11)作为辅助间隔;所述渗流试验模型箱(2)中适用于PIV的可拆卸透光箱体(2
‑
17)与渗流试验柱均固定在支架(2
‑
19)上,适用于PIV的可拆卸透光箱体(2
‑
17)固定于渗流试验柱外侧;所述恒温渗流加载系统(1)与所述入流箱室(2
‑
1)连接,渗流测压系统(3)与所述渗流段箱室测压口(2
‑
13)连接,水质监测系统(4)与所述渗流段箱室取样口(2
‑
12)以及所述出流箱室出流口(2
‑
14)连接。2.根据权利要求1所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述恒温渗流加载系统由纯水机(1
‑
1)、灭菌水箱(1
‑
2)、恒温水箱(1
‑
3)、蠕动泵(1
‑
4)组成,所述纯水机(1
‑
1)与所述灭菌水箱(1
‑
2)连接,所述灭菌水箱(1
‑
2)与所述恒温水箱(1
‑
3)连接,所述恒温水箱(1
‑
3)与所述蠕动泵(1
‑
4)连接,所述蠕动泵(1
‑
3)与所述入流箱室(2
‑
1)连接。3.根据权利要求1所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述渗流模型箱(2)包含渗流试验柱、适用于PIV的可拆卸透光箱体(2
‑
17)及支架(2
‑
19),所述渗流试验柱包含多个可拆卸可装配并且相互密封连接的箱室,从上至下分别为入流箱室(2
‑
1)、第一渗流段箱室(2
‑
2)、第二渗流段箱室(2
‑
3)、第三渗流段箱室(2
‑
4)以及出流箱室(2
‑
5),第一渗流段箱室(2
‑
2)、第二渗流段箱室(2
‑
3)、第三渗流段箱室(2
‑
4)组成渗流段箱体,所述入流箱室(2
‑
1)连接恒温渗流加载系统(1),所述出流箱室(2
‑
5)连接所述水质监测系统(4);渗流试验柱固定于支架(2
‑
19)之上。4.根据权利要求1所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述渗流测压系统(3)为包含多个测压管(3
‑
1)的测压板(3
‑
2),所述测压管(3
‑
1)数量与所述渗流段箱体测压口(2
‑
13)数量保持一致,所述测压管(3
‑
1)下端与所述测压口(2
‑
13)相连,所述测压管(3
‑
1)孔口平顺光滑且内径为8mm以避免毛细现象及表面张力的影响,所述测压管(3
‑
1)配有相应数量、刻度清晰的坐标尺(3
‑
3)。5.根据权利要求1所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述水质监测系统(4)包含水质测试设备(4
‑
1)、集水箱(4
‑
2)以及出流水量称量装置(4
‑
3),所述水质测试设备与所述渗流段箱体取样口(2
‑
12)以及所述出流箱室出流口(2
‑
14)连接,所述集水箱(4
‑
2)放置于所述出流箱室出流口(2
‑
14)下方,所述集水箱(4
‑
2)放置于出流水量称量装置(4
‑
3),测定出流水量。6.根据权利要求2所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述灭菌水箱(1
‑
2)中设置UV紫外杀菌灯(1
‑
5),所述UV紫外杀菌灯(1
‑
5)装置于所述灭菌水箱箱体(1
‑
2)底部对入流液体进行灭菌。7.根据权利要求3所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述渗流柱包含的入流箱室(2
‑
1)、第一渗流段箱室(2
‑
2)、第二渗流段箱室(2
‑
3)、第三渗流段箱室(2
‑
4)以及出流箱室(2
‑
5)均采用PVC硬质塑料制成,塑料颗粒透光率为96%
‑
98%,具有良好透光性,实现渗流过程可视化。
8.根据权利要求3所述的适用于PIV的多层可拆卸恒温多孔介质渗流试验装置,其特征在于:所述渗流柱中入流箱室(2
‑
1)顶端为密封顶盖,所述入流箱室(2
‑
1)顶盖中央设置入流口(2
‑
6),渗流液体由所述入流口(2
技术研发人员:马苏宁,陈丽萍,龚延风,王世林,周彦杰,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:
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