一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，包括主箱体、淡水供入系统、咸水供入系统和抽注系统，主箱体内具有第一透水挡板和第二透水挡板，第一透水挡板和第二透水挡板将主箱体分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，第二腔室内具有多孔介质，淡水供入系统与第一腔室连通，咸水供入系统与第三腔室连通，第一腔室的侧壁上具有淡水溢流口，第三腔室的侧壁上具有咸水溢流口，淡水溢流口在咸水溢流口的上方，第二腔室的底部具有开采口，抽注系统与开采口连通。本实用新型专利技术提供的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，可在实验室内模拟海滨环境进行实验，便于研究和教学演示，且实验安全，工作量小。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置
本技术涉及滨海环境研究领域，尤其涉及模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置。
技术介绍
咸化和咸水入侵是沿海地下水保护和管理面临的挑战，通常，咸淡水之间的密度差会产生一个倾斜的咸淡水界面，而更深的咸水会被淡水覆盖，下层的咸水会冲刷海岸底部，形成海水入侵，海岸地下水的开采会造成咸淡水界面发生变化，沿海地下水的科学管理通常需要对开采条件下含水层中咸水运移过程有准确认识。在实地的海岸环境下进行数据采集和研究，工作量大，且安全风险高。
技术实现思路
本技术旨在提供一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，可在实验室内模拟海滨环境进行实验，变量调节方便，便于研究和教学演示，且实验安全，工作量小。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：本技术公开的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，包括主箱体、淡水供入系统、咸水供入系统和抽注系统，所述主箱体内具有第一透水挡板和第二透水挡板，所述第一透水挡板和所述第二透水挡板左右平行设置并将所述主箱体由左至右分隔为第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第二腔室内具有多孔介质，所述淡水供入系统的输出端与所述第一腔室连通，所述咸水供入系统的输出端与所述第三腔室连通，所述第一腔室的侧壁上具有淡水溢流口，所述第三腔室的侧壁上具有咸水溢流口，所述淡水溢流口在所述咸水溢流口的上方，所述第二腔室的底部具有开采口，所述抽注系统与所述开采口连通。本技术的有益效果是：淡水和咸水在填充有多孔介质的第二腔室内能够很好的形成界面，第一腔室内的淡水水位高于第三腔室内的咸水水位，以确保咸水锲形体能够很好地延伸到多空介质内，注水抽注系统在第二腔室底部抽注水，可模拟开采条件，本方案可在实验室内很好的模拟海滨环境进行实验，变量调节方便，便于研究和教学演示，且实验安全，工作量小。进一步的，还包括降水模拟系统，所述降水模拟系统与所述主箱体固定连接，所述降水模拟系统设置于所述第二腔室的上方，所述第二腔室顶部敞口。采用上述进一步方案的有益效果是：可模拟降雨环境，获得降雨条件下实验数据，实验过程中引入新的变量，且变量易控制，利于研究和教学。进一步的，所述降水模拟系统包括主供水管、第一分水管、第二分水管、第三分水管、第一降水模块、第二降水模块和第三降水模块，所述第一降水模块、所述第二降水模块和所述第三降水模块由左至右依次设置于所述第二腔室的上方，所述第一分水管将所述主供水管与所述第一降水模块连通，所述第二分水管将所述主供水管与所述第二降水模块连通，所述第三分水管将所述主供水管与所述第三降水模块连通，所述第一分水管、所述第二分水管和所述第三分水管上分别设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门。采用上述进一步方案的有益效果是：第一降水模块、第二降水模块和第三降水模块可单独或者全部开启，可模拟不同区域降雨，便于对不同区域降雨时咸淡水界面运移的情况进行实验和研究。进一步的，还包括电导率检测探头、处理器和显示模块，所述第二腔室的前侧内壁和/或后侧内壁上均匀设置有多个所述电导率检测探头，所有的电导率检测探头均与所述处理器进行信号通信，所述处理器与所述显示模块进行信号通信；所述电导率检测探头用于检测水体的电导率；所述处理器用于将所有的所述电导率检测探头检测到的数据进行处理并形成界面图像；所述显示模块显示所述处理器形成的所述界面图像。采用上述进一步方案的有益效果是：通过电导率检测探头检测第二腔室内各个位置水体的电导率，通过各个位置电导率的不同确定咸淡水位置及咸淡水界面位置，确定位置精确，处理器将数据处理后形成图像显示在显示模块上，便于观察和演示。进一步的，所述淡水供入系统具有第一水温调节装置，所述咸水供入系统具有第二水温调节装置，所述第一水温调节装置用于调节所述述淡水供入系统供入所述第一腔室内的淡水水温，所述第二水温调节装置用于调节所述咸水供入系统供入所述第三腔室内的咸水水温。采用上述进一步方案的有益效果是：可在实验中引入温度变量，对不同温度下咸淡水界面运移情况进行研究。进一步的，还包括处理器和显示模块，所述淡水供入系统具有第一温度采集装置，所述咸水供入系统具有第二温度采集装置，所述第一温度采集装置设置于所述淡水供入系统的输出端，所述第二温度采集装置设置于所述咸水供入系统的输出端，所述第一温度采集装置和所述第二温度采集装置均与所述处理器进行信号通信，所述处理器与所述第一水温调节装置和所述第二水温调节装置进行信号通信，所述处理器与所述显示模块进行信号通信；所述第一温度采集装置用于采集所述淡水供入系统的输出端的水温并将采集到的数据传输到所述处理器；所述第二温度采集装置用于采集所述咸水供入系统的输出端的水温并将采集到的数据传输到所述处理器；所述处理器用于将所述第一温度采集装置和所述第二温度采集装置采集到的数据进行处理，并根据所述第一温度采集装置和所述第二温度采集装置采集到的数据控制所述第一水温调节装置和所述第二水温调节装置；所述显示模块用于显示所述第一温度采集装置和所述第二温度采集装置采集到的数据。采用上述进一步方案的有益效果是：可通过第一温度采集装置和第二温度采集装置的反馈，控制第一水温调节装置和第二水温调节装置，确保供入实体水温精确，显示模块显示实验水温，便于记录和观察。进一步的，所述淡水供入系统具有第一流量调节阀，所述咸水供入系统具有第二流量调节阀，所述第一流量调节阀用于调节所述述淡水供入系统供入所述第一腔室内的淡水流量，所述第二流量调节阀用于调节所述咸水供入系统供入所述第三腔室内的咸水流量。采用上述进一步方案的有益效果是：可在实验中加入流量变量，研究咸淡水在不同流量条件下咸淡水界面运移情况。进一步的，所述抽注系统包括开采管和抽吸泵，所述开采管的两端别分连通所述抽吸泵和所述开采口，所述开采管上具有第三流量调节阀。采用上述进一步方案的有益效果是：抽吸泵经开采管向第二腔室底部抽注水体，模拟开采环境，设置第三流量调节阀可调节抽注水的流量，便于在不同抽注水流量的开采条件下进行实验，使实验数据更加完善。进一步的，所述抽注系统与所述开采口之间具有过滤腔，所述过滤腔在所述开采口的下方，所述过滤腔用于阻拦所述第二腔室内的所述多孔介质进入所述抽注系统。采用上述进一步方案的有益效果是：可防止第二腔室内的多孔介质流入抽注系统，堵塞抽注系统，同时使第二腔室内的多孔介质流失，不能起到模拟滨海环境的效果。进一步的，所述多孔介质为硅砂颗粒，所述硅砂颗粒直径范围在500-850μm，所述硅砂颗粒填充于所述第二腔室内。采用上述进一步方案的有益效果是：硅砂砂粒具有很好的模拟效果，硅砂砂粒在此粒径范围内模拟海滨环境好。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术电气设备连接示意图；图中：1、主箱体；11、第一腔室；111、淡水溢流口；12、第二腔室；121、开采口；13、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：包括主箱体(1)、淡水供入系统(2)、咸水供入系统(3)和抽注系统(4)，所述主箱体(1)内具有第一透水挡板(14)和第二透水挡板(15)，所述第一透水挡板(14)和所述第二透水挡板(15)左右平行设置并将所述主箱体(1)由左至右分隔为第一腔室(11)、第二腔室(12)和第三腔室(13)，所述第二腔室(12)内具有多孔介质，所述淡水供入系统(2)的输出端与所述第一腔室(11)连通，所述咸水供入系统(3)的输出端与所述第三腔室(13)连通，所述第一腔室(11)的侧壁上具有淡水溢流口(111)，所述第三腔室(13)的侧壁上具有咸水溢流口(131)，所述淡水溢流口(111)在所述咸水溢流口(131)的上方，所述第二腔室(12)的底部具有开采口(121)，所述抽注系统(4)与所述开采口(121)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：包括主箱体(1)、淡水供入系统(2)、咸水供入系统(3)和抽注系统(4)，所述主箱体(1)内具有第一透水挡板(14)和第二透水挡板(15)，所述第一透水挡板(14)和所述第二透水挡板(15)左右平行设置并将所述主箱体(1)由左至右分隔为第一腔室(11)、第二腔室(12)和第三腔室(13)，所述第二腔室(12)内具有多孔介质，所述淡水供入系统(2)的输出端与所述第一腔室(11)连通，所述咸水供入系统(3)的输出端与所述第三腔室(13)连通，所述第一腔室(11)的侧壁上具有淡水溢流口(111)，所述第三腔室(13)的侧壁上具有咸水溢流口(131)，所述淡水溢流口(111)在所述咸水溢流口(131)的上方，所述第二腔室(12)的底部具有开采口(121)，所述抽注系统(4)与所述开采口(121)连通。


2.根据权利要求1所述的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：还包括降水模拟系统(5)，所述降水模拟系统(5)与所述主箱体(1)固定连接，所述降水模拟系统(5)设置于所述第二腔室(12)的上方，所述第二腔室(12)顶部敞口。


3.根据权利要求2所述的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：所述降水模拟系统(5)包括主供水管(51)、第一分水管(52)、第二分水管(53)、第三分水管(54)、第一降水模块(55)、第二降水模块(56)和第三降水模块(57)，所述第一降水模块(55)、所述第二降水模块(56)和所述第三降水模块(57)由左至右依次设置于所述第二腔室(12)的上方，所述第一分水管(52)将所述主供水管(51)与所述第一降水模块(55)连通，所述第二分水管(53)将所述主供水管(51)与所述第二降水模块(56)连通，所述第三分水管(54)将所述主供水管(51)与所述第三降水模块(57)连通，所述第一分水管(52)、所述第二分水管(53)和所述第三分水管(54)上分别设置有第一阀门(521)、第二阀门(531)和第三阀门(541)。


4.根据权利要求1所述的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：还包括电导率检测探头(7)、处理器(8)和显示模块(9)，所述第二腔室(12)的前侧内壁和/或后侧内壁上均匀设置有多个所述电导率检测探头(7)，所有的电导率检测探头(7)均与所述处理器(8)进行信号通信，所述处理器(8)与所述显示模块(9)进行信号通信；
所述电导率检测探头(7)用于检测水体的电导率；
所述处理器(8)用于将所有的所述电导率检测探头(7)检测到的数据进行处理并形成界面图像；
所述显示模块(9)显示所述处理器(8)形成的所述界面图像。


5.根据权利要求1所述的模拟开采条件下咸淡水界面运移的砂箱装置，其特征在于：所述淡水供入系统(2)具有第一水温调节装置(23)，所述咸水供入系统(3)具有第二水温调节装置(33)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬梅，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11