一种包气带水分入渗检测模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种包气带水分入渗检测模拟装置，包括：供给单元、排出单元、河流模拟单元、包气带模拟单元、含水层模拟单元以及包气带检测单元。其中，所述河流模拟单元分别与所述供给单元和所述排出单元连通；包气带模拟单元与所述河流模拟单元连通；含水层模拟单元与所述包气带模拟单元连通，且所述含水层模拟单元设置在所述包气带模拟单元的相对所述河流模拟单元的另一侧；所述含水层模拟单元还分别与所述供给单元和所述排出单元连接；包气带检测单元包括若干检测探头，所述检测探头与所述包气带模拟单元连接。从而实现模拟真实环境下河流入渗回补地下水过程中水分在包气带运移过程。

【技术实现步骤摘要】
一种包气带水分入渗检测模拟装置
本专利技术涉及实验模拟
，具体涉及一种包气带水分入渗检测模拟装置。
技术介绍
地下水是我国重要的饮用水源，尤其是在北方地区，地下水占供水总量约70％以上，是地区发展的支撑性资源。近些年来，随着我国人口增长和社会经济的高速发展，地下水开采量日益增加。一方面，地下水水位下降直接导致地下水水源地供水能力下降；另一方面，地下水水位下降严重时会进一步诱发地面沉降、海水倒灌和水质劣变等环境地质问题。随着我国南水北调中线工程的建成通水，为北方地区增加地下水的战略储备提供了契机。但是，由于缺乏相应的模拟装置及方法研究，现有研究多是简单依据场地的水文地质条件，直接在野外开展河道放水回补地下水，对于河水下渗过程中水分在包气带的运移过程缺乏科学的分析，无法准确识别河水入渗能力及筛选具有回补潜力的河道地段，这也成为限制我国大规模利用河道开展地下水超采区治理的主要原因。因此，仅依据已有研究所采用装置，无法准确模拟和动态监测河流不同径流条件下，入渗水分在包气带介质中运移过程的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于由于缺乏相应的包气带水分入渗检测模拟装置导致无法准确模拟和动态监测河流不同径流条件下，入渗水分在包气带介质中运移过程的问题。为此，本专利技术提供一种包气带水分入渗检测模拟装置，包括：供给单元；排出单元；河流模拟单元，所述河流模拟单元分别与所述供给单元和所述排出单元连通；包气带模拟单元，与所述河流模拟单元连通；含水层模拟单元，与所述包气带模拟单元连通，且所述含水层模拟单元设置在所述包气带模拟单元的相对所述河流模拟单元的另一侧；所述含水层模拟单元还分别连通所述供给单元和所述排出单元；包气带检测单元，包括若干检测探头，所述检测探头与所述包气带模拟单元连接。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述检测探头沿所述河流模拟单元、所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连接方向分布设置；和/或所述检测探头沿垂直于所述河流模拟单元、所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连接方向分布设置。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述检测探头包括：土壤水分传感器，用以检测包气带的水分含量；和/或土壤电导率传感器，用以检测包气带的电导率；和/或土壤温度传感器，用以检测包气带的温度。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述包气带模拟单元包括至少一个包气带模拟箱体；所述包气带模拟箱体具有若干渗水孔，所述渗水孔设置在所述河流模拟单元、包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连通方向上，用以连通相邻的箱体。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述包气带模拟单元包括至少两个包气带模拟箱体；所述河流模拟单元包括河流模拟箱体，所述含水层模拟单元包括含水层模拟箱体；所述河流模拟箱体和所述包气带模拟箱体之间设有第一连接件；和/或相邻的所述包气带模拟箱体之间设有第二连接件；和/或所述包气带模拟箱体与所述含水模拟箱体之间设有第三连接件。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述河流模拟单元具有第一进口；所述含水层模拟单元具有第二进口；所述供给单元包括供给箱，以及与所述供给箱连通的第一输入管和第二输入管；所述第一输入管与所述第一进口连通，所述第二输入管与所述第二进口连通。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述供给单元还包括上游存储箱，所述上游存储箱设置在所述第二输入管和第二进口之间。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述供给单元上还包括设置在所述第一输入管上的：第一动力件，用以驱动由所述供给单元向所述第一进口的输送；第一流量检测件，用以检测所述输送的流量。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述河流模拟单元具有第一出口；所述含水层模拟单元具有第二出口；所述排出单元包括：废水箱，以及与所述废水箱连通的第一输出管和第二输出管；所述第一输出管与所述第一出口连通，所述第二输出管与所述第二出口连通。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，所述排出单元还包括下游存储箱，所述下游存储箱设置在所述第二输出管和第二出口之间；所述排出单元还包括设置在所述第一输出管上的第二流量检测件，用以检测所述第一出口的输出流量；所述排出单元还包括设置在所述第二输出管上的第三流量检测件，用以检测所述第二出口的输出流量。可选地，上述的包气带水分入渗检测模拟装置，还包括含水层监测单元，设置在所述含水层模拟单元内，用以检测所述含水层模拟单元内的液位。本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的包气带水分入渗检测模拟装置，通过供给单元向河流模拟单元供给供给液，并从河流模拟单元向排出单元排出废液的过程，从而模拟地表水流环境。通过供给单元对含水层模拟单元进行供给液的供给，并从含水层模拟单元向排出单元排出废液的过程，从而模拟地下水流环境。通过供给液沿河流模拟单元、包气带模拟单元逐步入渗到含水层模拟单元，即可模拟地表水回补到地下含水层，模拟人为增加地下水补给量的方式，例如将地表水源，如河流、水库弃水、雨洪水、处理后的再生水等，通过地下水回补工程转化为较为稳定的、可持续利用的地下水资源。通过包气带检测单元的检测，即可实现对包气带模拟单元水分入渗过程的直观观测，进而评估不同包气带介质的入渗能力。因此，上述的包气带水分入渗检测模拟装置中，模拟了实际河流-包气带-地下水均衡状况下，通过河流入渗包气带补给地下水的过程，有效地反映了现实地下水回补情况下地表水源、包气带以及含水层的变化，可用于准确监测河流入渗水分在包气带中的运移过程，评估包气带介质的入渗能力，从而为利用河流等地表水体回补地下水，改善地下水环境和恢复水源地开采能力提供依据。2.本专利技术提供的包气带水分入渗检测模拟装置，所述检测探头包括：土壤水分传感器，用以检测包气带内的水分含量；土壤电导率传感器，用以检测包气带内的电导率；土壤温度传感器，用以检测包气带内的温度。此结构的包气带水分入渗检测模拟装置，获取包气带不同空间位置处土壤的含水率、温度和电导率随时间变化，进而获取河水下渗过程中水分在包气带垂向和侧向的运移过程，以及水分进入对包气带介质温度和电导率的影响。以土壤水分传感器为例，土壤水分传感器可实现河流径流过程中，入渗水分在包气带不同界面运移过程的动态、立体检测，从而获取水分在不同包气带介质中运移速率、水量通量等关键参数，进而可以对河水回补过程中水分在不同包气带介质中的运移能力实现准确评估。3.本专利技术提供的包气带水分入渗检测模拟装置，所述包气带模拟单元包括至少两个包气带模拟箱体。所述河流模拟单元包括河流模拟箱体，所述含水层模拟单元包括含水层模拟箱体，所述河流模拟箱体和所述包气带模拟箱体之间设有第一连接件；相邻的所述包气带模拟箱体之间设有第二连接件；所述包气带模拟箱体与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，包括：/n供给单元；/n排出单元；/n河流模拟单元，所述河流模拟单元分别与所述供给单元和所述排出单元连通；/n包气带模拟单元，与所述河流模拟单元连通；/n含水层模拟单元，与所述包气带模拟单元连通，且所述含水层模拟单元设置在所述包气带模拟单元的相对所述河流模拟单元的另一侧；所述含水层模拟单元还分别连通所述供给单元和所述排出单元；/n包气带检测单元(6)，包括若干检测探头，所述检测探头与所述包气带模拟单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，包括：
供给单元；
排出单元；
河流模拟单元，所述河流模拟单元分别与所述供给单元和所述排出单元连通；
包气带模拟单元，与所述河流模拟单元连通；
含水层模拟单元，与所述包气带模拟单元连通，且所述含水层模拟单元设置在所述包气带模拟单元的相对所述河流模拟单元的另一侧；所述含水层模拟单元还分别连通所述供给单元和所述排出单元；
包气带检测单元(6)，包括若干检测探头，所述检测探头与所述包气带模拟单元连接。


2.根据权利要求1中任一项所述的包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，
所述检测探头沿所述河流模拟单元、所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连接方向分布设置；和/或
所述检测探头沿垂直于所述河流模拟单元、所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连接方向分布设置。


3.根据权利要求2中所述的包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，所述检测探头包括：
土壤水分传感器，用以检测包气带模拟单元内的水分含量；和/或
土壤电导率传感器，用以检测包气带模拟单元内的电导率；和/或
土壤温度传感器，用以检测包气带模拟单元内的温度。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，
所述包气带模拟单元包括至少一个包气带模拟箱体；所述包气带模拟箱体具有若干渗水孔，所述渗水孔设置在所述河流模拟单元、包气带模拟单元和所述含水层模拟单元三者的连通方向上，用以连通相邻的箱体。


5.根据权利要求4中所述的包气带水分入渗检测模拟装置，其特征在于，
所述包气带模拟单元包括至少两个包气带模拟箱体；
所述河流模拟单元包括河流模拟箱体(33)，
所述含水层模拟单元包括含水层模拟箱体(53)；
所述河流模拟箱体(33)和所述包气带模拟箱体之间设有第一连接件(71)；和/或相邻的所述包气带模拟箱体之间设有第二连接件(72)；和/或所述包气带模拟箱体与所述含水层模拟箱体之间设有第三连接件(73)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥科，韩占涛，黄国鑫，李亚松，王夏晖，朱玉晨，刘雅慈，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，生态环境部环境规划院，
类型：发明
国别省市：福建;35