【技术实现步骤摘要】
一种脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置及其制作方法
本专利技术涉及一种试验装置,特别涉及一种脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置。
技术介绍
潜流交换是潜流带中地表水与地下水相互交换时所引起的物质(水、保守性溶质、反应性溶质)、颗粒和胶体在河道和河道附近饱和沉积层之间的相互交换。潜流交换过程对流域水资源的准确评价、潜流带的生态系统及河流生态系统的健康均具有重要意义。通过试验来研究潜流交换过程和机理是最直接有效的手段。目前,潜流交换试验主要有室内水槽试验和野外监测试验两种形式。野外监测试验通常采用设置观测井并埋设传感器的形式,来获得测点处温度、压力等实测数据,其主要优点是测量数据真实、数据时间序列长,但成本较高、野外干扰因素多、试验周期较长等缺点也会给潜流交换试验的进程造成不利影响。相对而言,室内试验具有测试方便、测量方法较多、测量成本低等优点。因此,利用室内水槽试验方法研究潜流交换相关问题成为目前国内外学者采用较多的手段。过去多数研究者通过建立室内水槽模型、填充砂石的方式来模拟河道,通过塑造特定的河床形态改变河床的局部压力梯度,促进潜流交换的发生;或者通过水槽及流量阀控制地表水和地下水的水流条件,在相关测点布置传感器和数据采集装置,研究不同水位、流速条件下河床垂向潜流交换的情况;也有研究者通过自动升降活塞控制水槽水位形成动态的洪水脉冲效应,用于研究一种周期性洪水脉冲驱动下的河漫滩潜流交换过程。这些模型主要通过改变河床形态、水流条件或者利用水槽水位整体升降达到洪水的脉冲效应,无法实现脉动压力为唯一驱动力作用下的河床垂向潜流交换过程的研究。发生洪水、大坝 ...
【技术保护点】
一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,主要包括自动升降水位控制系统、水位简谐振动控制室及河床水槽模型三部分,所述自动升降水位控制系统通过出水管连接水位简谐振动控制室;水位简谐振动控制室位于河床水槽模型左侧,之间用有机玻璃板作为挡板;所述自动升降水位控制系统由铁支架、大齿轮、短连杆、小齿轮、长连杆、电机、铁架台、细钢丝、储水桶、木平台、出水管、导轨组成;所述水位简谐振动控制室由消能仓和水箱组成,河床水槽模型由河床模型、角钢支架、水槽组成;其特征在于:铁支架、铁架台分别固定大齿轮和小齿轮,小齿轮轴心处与电机连接,大齿轮和小齿轮正确啮合;大齿轮轴心处连接短连杆,短连杆下端连接长连杆,长连杆端部通过细钢丝与储水桶相连,储水桶固定在木平台上,木平台水平置于四根导轨间,可上下滑动;储水桶桶口处通过出水管连接水箱进水口,出水管管身设一止水夹;水箱进水口与消能仓位于水箱底部,水箱右侧填石英砂构成河床模型,水箱与河床模型均置于水槽中,水槽用角钢支架支撑,水槽侧壁上布置4个测孔。
【技术特征摘要】
1.一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,主要包括自动升降水位控制系统、水位简谐振动控制室及河床水槽模型三部分,所述自动升降水位控制系统通过出水管连接水位简谐振动控制室;水位简谐振动控制室位于河床水槽模型左侧,之间用有机玻璃板作为挡板;所述自动升降水位控制系统由铁支架、大齿轮、短连杆、小齿轮、长连杆、电机、铁架台、细钢丝、储水桶、木平台、出水管、导轨组成;所述水位简谐振动控制室由消能仓和水箱组成,河床水槽模型由河床模型、角钢支架、水槽组成;其特征在于:铁支架、铁架台分别固定大齿轮和小齿轮,小齿轮轴心处与电机连接,大齿轮和小齿轮正确啮合;大齿轮轴心处连接短连杆,短连杆下端连接长连杆,长连杆端部通过细钢丝与储水桶相连,储水桶固定在木平台上,木平台水平置于四根导轨间,可上下滑动;储水桶桶口处通过出水管连接水箱进水口,出水管管身设一止水夹;水箱进水口与消能仓位于水箱底部,水箱右侧填石英砂构成河床模型,水箱与河床模型均置于水槽中,水槽用角钢支架支撑,水槽侧壁上布置4个测孔。2.根据权利要求1所述的一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,其特征在于:所述水槽结构尺寸为。3.根据权利要求1所述的一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,其特征在于:所述测孔位于水槽一侧侧壁上,在水平方向上等距布置4个测孔,测孔距河床模型上表面5cm,左侧测孔距挡板30cm,4个测孔间距10cm。4.根据权利要求1所述的一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,其特征在于:所述水箱为水槽壁面与挡板连接构成的半封闭结构,上端开口与水槽水体连通,下端设置消能仓与进水口。5.根据权利要求1所述的一种周期性脉动压力驱动下河床垂向潜流交换试验装置,其特征在于:所述木平台方形木板制作而成,木板中心处开一个直径8cm的孔洞,用于放置储水桶桶口,木板两边各开2个矩形缺口,缺口中间设置橡胶滚轮,以木板中心为圆心、以14cm长为半径画圆并沿圆轮廓等间距钻6个孔,孔径为1cm,孔内放入长40cm、直径1cm铁棒,铁棒下端带有螺纹,用螺母固定在木板上;将左右两侧的三根铁棒分别用铁片焊接成为铁箍,用于将储水桶...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕辉,简鸿福,傅琼华,刘东升,盛闵贵,游文荪,陈斌,
申请(专利权)人:江西省水利科学研究院,
类型:发明
国别省市:江西,36
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