一种地表水回补地下水动态模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种地表水回补地下水动态模拟装置，包括：地表水输入单元、地下水输入单元、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流通监测单元。其中，河流模拟单元分别与地表水输入单元和排出单元连接；包气带模拟单元与河流模拟单元连通；含水层模拟单元与包气带模拟单元连通，且含水层模拟单元设置在包气带模拟单元的相对河流模拟单元的另一侧，含水层模拟单元与地下水输入单元连接；流通监测单元包括若干水位监测件，水位监测件与包气带模拟单元和含水层模拟单元连接，用以监测包气带模拟单元和含水层模拟单元的液位。实现对河流不同径流条件下入渗水分对地下水水量影响的动态和立体监测。

【技术实现步骤摘要】
一种地表水回补地下水动态模拟装置
本技术涉及模拟实验
，具体涉及一种地表水回补地下水动态模拟装置。
技术介绍
地下水是我国重要的水资源，全国657个城市中，有400多个以地下水为饮用水源。以京津冀地区为例，饮用水中的地下水占比高达70％以上。但是，由于部分地区地下水长期处于超采状态，产生了地下水水质劣化和地面沉降等一系列环境问题。地下水回补是系统解决供水安全、恢复水源地开采能力、改善地下水环境的有效措施。当前，随着南水北调工程通水、雨洪水利用率和再生水资源化提高，为地下水资源涵养改善提供了契机。由于缺乏相应的地表水回补地下水模拟装置及研究方法，现有研究多是直接基于野外场地河流等放水回补地下水进行监测评估。因此，对于不同回补条件下地下水的可回补量缺乏科学的分析与预测，无法准确识别具有回补潜力的地区，这也成为限制我国大规模利用地表水开展地下水超采区回补治理的主要原因。因此，仅依据已有研究所采用模拟装置及评价方法，无法直观地对河流不同径流条件下入渗水分对地下水回补水量影响进行监测，造成对地表水回补地下水的效果评估难度大的问题。
技术实现思路
因此，本技术所要解决的技术问题在于由于缺乏相应的地表水回补地下水模拟装置及研究方法，导致无法对河流不同径流条件下入渗水分对地下水水量的影响实现动态和立体监测的缺陷。为此，本技术提供一种地表水回补地下水动态模拟装置，包括：地表水输入单元；地下水输入单元；排出单元；河流模拟单元，所述河流模拟单元分别与所述地表水输入单元和所述排出单元连接；包气带模拟单元，所述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，所述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与所述地下水输入单元连接；流通监测单元，包括若干水位监测件，所述水位监测件与所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元连接，用以监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的液位。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述流通监测单元还包括：土壤水分传感器，所述土壤水分传感器设置在所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元内，用以监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的水分含量。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述含水层模拟单元具有与所述地下水输入单元连接的第一输入口，以及与所述排出单元连接的第一输出口；所述流通监测单元还包括：第一流量监测件，所述第一流量监测件与所述第一输入口连接，用以监测地下水输入的流量；第二流量监测件，所述第二流量监测件与所述第一输出口连接，用以监测地下水输出的流量。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述河流模拟单元具有与所述地表水输入单元连接的第二输入口，以及与所述排出单元连接的第二输出口；所述流通监测单元还包括：第三流量监测件，所述第三流量监测件与所述第二输入口连接，用以监测地表水输入的流量；第四流量监测件，所述第四流量监测件与所述第二输出口连接，用以监测地表水输出的流量。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述水位监测件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/或所述水位监测件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，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，还包括水质监测单元：所述水质监测单元具有若干第一回补监测探头，任一所述第一回补监测探头与所述包气带模拟单元连接，用以监测所述包气带模拟单元内的水质；所述水质监测单元还具有若干第二回补监测探头，任一所述第二回补监测探头与所述含水层模拟单元连接，用以监测所述含水层模拟单元内的水质。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述水质监测单元具有若干第一水质监测探头；任一所述第一水质监测探头与所述地下水输入单元连通，用以监测所述地下水输入单元的水质；和/或所述水质监测单元具有若干第二水质监测探头；任一所述第二水质监测探头与所述地表水输入单元连通，用以监测所述地表水输入单元的水质。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述地下水输入单元包括：第一储水箱，所述第一储水箱与所述含水层模拟单元连通；曝气结构，所述曝气结构与所述第一储水箱连通，以去除所述第一储水箱内氧气。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，所述排出单元包括废水箱和第一输出管，所述第一输出管的两端分别与所述废水箱和所述河流模拟单元连接；所述第一输出管包括第一分流管和第二分流管；所述第一分流管的设置高度高于所述第二分流管的设置高度；任一所述分流管上还设有开关，以切换所述河流模拟单元与所述废水箱的连通通路。可选地，上述的地表水回补地下水的动态模拟装置，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。本技术提供的技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的地表水回补地下水动态模拟装置，包括：地表水输入单元、地下水输入单元、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流通监测单元。其中，所述河流模拟单元分别与所述地表水输入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及含水层模拟单元连通；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与所述地下水输入单元和所述包气带模拟单元连通；流通监测单元包括若干水位监测件，所述水位监测件安装在所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元内。此结构的地表水回补地下水的动态模拟装置，通过地表水输入单元、河流模拟单元以及排出单元的连通，实现对河流径流环境的模拟，在实际试验时，可以通过改变不同地表水输入单元的输入以改变河流的径流条件，实现对多种不同的地表径流环境进行模拟；通过地下水输入单元、含水层模拟单元以及排出单元的连通，实现对地下水环境的模拟，在实际模拟试验时，通过改变不同的地下水输入单元的输入以改变地下水水流条件，从而实现对多种不同的地下水水流条件进行模拟；通过河流模拟单元、包气带模拟单元以及含水层模拟单元的连通，即可模拟地表水回补到地下含水层，进而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；通过流通监测单元中水位监测件的设置，实现对包气带模拟单元、含水层模拟单元内的水位监测，从而直观地在回补过程中随时监测包气带模拟单元以及含水层模拟单元的水位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，包括：/n地表水输入单元；/n地下水输入单元；/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地表水输入单元和所述排出单元连接；/n包气带模拟单元，所述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，所述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与所述地下水输入单元连接；/n流通监测单元，包括若干水位监测件(71)，所述水位监测件(71)与所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元连接，用以监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的液位。/n

【技术特征摘要】
1.一种地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，包括：
地表水输入单元；
地下水输入单元；
排出单元；
河流模拟单元，所述河流模拟单元分别与所述地表水输入单元和所述排出单元连接；
包气带模拟单元，所述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，所述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与所述地下水输入单元连接；
流通监测单元，包括若干水位监测件(71)，所述水位监测件(71)与所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元连接，用以监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的液位。


2.根据权利要求1中所述的地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，所述流通监测单元还包括：
土壤水分传感器，所述土壤水分传感器设置在所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元内，用以监测所述包气带模拟单元和所述含水层模拟单元的水分含量。


3.根据权利要求1中所述的地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，
所述含水层模拟单元具有与所述地下水输入单元连接的第一输入口(21)，以及与所述排出单元连接的第一输出口(31)；
所述流通监测单元还包括：
第一流量监测件(72)，所述第一流量监测件(72)与所述第一输入口(21)连接，用以监测地下水输入的流量；
第二流量监测件(73)，所述第二流量监测件(73)与所述第一输出口(31)连接，用以监测地下水输出的流量。


4.根据权利要求3中所述的地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，
所述河流模拟单元具有与所述地表水输入单元连接的第二输入口(11)，以及与所述排出单元连接的第二输出口(32)；
所述流通监测单元还包括：
第三流量监测件(74)，所述第三流量监测件(74)与所述第二输入口(11)连接，用以监测地表水输入的流量；
第四流量监测件(75)，所述第四流量监测件(75)与所述第二输出口(32)连接，用以监测地表水输出的流量。


5.根据权利要求1中所述的地表水回补地下水动态模拟装置，其特征在于，
所述水位监测件(71)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...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥科，李亚松，韩占涛，王夏晖，黄国鑫，刘雅慈，朱玉晨，
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：新型
国别省市：福建;35