The invention discloses an experimental device and method for simulating solute accumulation and migration in valley plain zone, including an aeration zone and aquifer medium simulation box, a water flow and solute supply system, a seepage catchment and drainage system and a spray simulation device; the device can realize lateral seepage simulation of river to aquifer, vertical simulation of precipitation and river infiltration, solute migration and spray simulation of soil medium. Cumulative simulation can also be used to plot the flow field and solute concentration field at different locations. The parameters of soil or other media can also be calculated by water transport or solute transport experiments. The invention is suitable for scientific research and teaching guidance in the fields of hydrogeology, soil science, environment, etc.
【技术实现步骤摘要】
河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置及方法
本专利技术属于水文地质学、土壤学、环境学等方面实验研究领域,尤其是一种研究河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置及方法。可用于土壤水动力学中研究土壤水含量空间变化规律、农田水利学中包气带降水入渗补给、水文地质学中地下水流运动及污染物迁移等基础研究或教学辅导等。
技术介绍
地下水是我国北方地区农业生产、生活和生态最主要的供水水源,随着社会经济快速发展,用水需求增加导致地下水位下降,包气带增厚,对土壤和含水层水环境容量都产生了较大影响,通过模拟包气带和含水层在不同水分条件下水流运动及溶质迁移能力,可为加强农业用水管理、地下水源地保护和干旱区生态用水安全提供一定的科学依据和技术指导。农田土壤水分和养分是影响农作物产量的关键因素,土壤理化性状的测定在野外具有一定的难度。通过室内模拟实验装置测定相关参数,可为土壤特性研究提供一定的科学依据;结合田间降水和蒸发过程模拟包气带中地下水的运移规律,可指导农业生产活动。地下水与地表水不同,赋存于含水层介质中,其水流运移及溶质迁移规律较为复杂,从富水性条件来看,地下水主要集中供水水源地和农牧业集中区都密集分布在富水性较强的河谷平原,因此,河水位变化对地下水的补给和排泄都有一定影响,需要一种可满足不同供排水条件的河谷平原包气带和含水层水流及溶质模拟装置。由于我国北方农牧交错带和生态脆弱草原区,降水量少,开发利用和保护地下水同等重要,但受各种主客观技术条件限制,在野外构建完整的监测网络还需要较长的时间和大量的资金投入,而现有的模拟装置多仅限于一种实验目的,难以反映复杂供排水条件下河谷平原包 ...
【技术保护点】
1.河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,包括包气带和含水层介质模拟箱体、水流及溶质供给系统、渗透集水排水系统和喷淋模拟装置;所述包气带和含水层介质模拟水箱内部充填有介质材料,箱体底部设置有为渗漏隔板;所述水流及溶质供给系统包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱左侧的左侧水槽,左侧水槽与所述包气带和含水层介质模拟水箱连通,在接触面上设置有左侧水位控制隔板;所述渗透集水排水系统包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱底部的渗漏隔板和设置在包气带和含水层介质模拟水箱右侧的右侧水槽;所述右侧水槽与所述包气带和含水层介质模拟水箱连通,在接触面上设置有右侧水槽水位控制隔板;所述右侧水位控制隔板的高度略低于左侧水位控制隔板。
【技术特征摘要】
1.河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,包括包气带和含水层介质模拟箱体、水流及溶质供给系统、渗透集水排水系统和喷淋模拟装置;所述包气带和含水层介质模拟水箱内部充填有介质材料,箱体底部设置有为渗漏隔板;所述水流及溶质供给系统包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱左侧的左侧水槽,左侧水槽与所述包气带和含水层介质模拟水箱连通,在接触面上设置有左侧水位控制隔板;所述渗透集水排水系统包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱底部的渗漏隔板和设置在包气带和含水层介质模拟水箱右侧的右侧水槽;所述右侧水槽与所述包气带和含水层介质模拟水箱连通,在接触面上设置有右侧水槽水位控制隔板;所述右侧水位控制隔板的高度略低于左侧水位控制隔板。2.如权利要求1所述的河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,所述左侧圆柱形水槽通过供水胶管与第一集水箱连通,在供水胶管上设置有供水控制阀门。3.如权利要求1所述的河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,所述包气带和含水层介质模拟水箱的箱体上均匀布置有若干个取样孔,取样孔呈一定角度倾斜嵌入箱体中,连接处上设置有过滤网。4.如权利要求2所述的河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,所述水流及溶质供给系统还包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱正上方的水槽,所述水槽通过顶部水槽供水胶管与第一集水箱连通,所述顶部水槽供水胶管上设置有顶部水槽供水阀门。5.如权利要求4所述的河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,所述水槽为宽浅凹形矩形水槽,水槽底部布设有不同半径的小圆孔,水槽向含水层介质模拟水箱的右侧倾斜一定角度。6.如权利要求1所述的河谷平原带溶质累积与迁移模拟实验装置,其特征在于,所述水流及溶质供给系统还包括设置在包气带和含水层介质模拟水箱7上方的喷淋模拟装置。7.如权利要求6所述的河谷平原...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖梓龙,龙胤慧,张燕飞,徐晓民,焦瑞,梁文涛,韩振华,于向前,吴永胜,郝伟罡,王丽霞,宋一凡,刘华琳,崔英杰,纪刚,
申请(专利权)人:水利部牧区水利科学研究所,
类型:发明
国别省市:内蒙古,15
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