一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，主要涉及地下水裂隙渗流科学研究领域。一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，包括升降步进机与主裂隙模型，所述升降步进机上方设有升降机平台，所述升降机平台上方设有储液瓶与进水槽，所述储液瓶与进水槽之间设有补水管、回水管与水泵，所述进水槽一侧底部安装进水管。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术结构简单，使用方便，能够实现不同宽度裂隙的随意组合，实现不同裂隙组合情况下的主裂隙、微裂隙渗流交换研究，同时通过步进升降机以设定速度上下运动，达到主裂隙内进口水头高度连续动态变化的效果，实现不同宽度裂隙在连续变水头条件下的水量交换研究。研究。研究。

【技术实现步骤摘要】
一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置


[0001]本专利技术主要涉及地下水裂隙渗流科学研究领域，具体是一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置。

技术介绍

[0002]含水层中的裂隙受成岩条件、风化作用、地质构造等因素的控制，在地下水裂隙渗流研究领域，裂隙地层由于裂隙发育空间变化大、裂隙形态参数相差大，具有极高的非均质性、各向异性，导致地下水在裂隙中渗流特征不一，大大影响地下水在裂隙地层渗流研究领域的发展，其中不同尺度宽度裂隙间的水量交换规律是阻碍地下水在裂隙地层渗流研究发展的重要问题之一。在以往的裂隙渗流研究中，国内外学者集中采用单裂隙渗流试验装置开展单裂隙渗流特征研究，或者开展单裂隙渗流学、固体力学耦合、渗流学、热力学耦合研究，但是缺少多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，开展不同尺度宽度裂隙间的水量交换规律研究。我国南北方地下水资源是维持城市供水、工农业用水的重要资源，而裂隙是地下水的主要赋存空间，掌握不同尺度宽度裂隙间的水量交换规律，是地下水资源精准评价、综合开发利用及地下水环境保护的基础。
[0003]因此，专利技术人认为，创新性的设计一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，开展不同尺度宽度裂隙间的水量交换规律研究，可推动地下水在裂隙地层渗流研究领域的发展，提升裂隙地下水资源评价精度，提高裂隙地下水资源综合利用水平。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，本专利技术结构简单，使用方便，能够实现不同宽度裂隙的随意组合，实现不同裂隙组合情况下的主裂隙、微裂隙渗流交换研究，同时通过步进升降机以设定速度上下运动，达到主裂隙内进口水头高度连续动态变化的效果，实现不同宽度裂隙在连续变水头条件下的水量交换研究。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0006]一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，包括升降步进机与主裂隙模型，所述升降步进机上方设有升降机平台，所述升降机平台上方设有储液瓶与进水槽，所述储液瓶与进水槽之间设有补水管、回水管与水泵，所述进水槽一侧底部安装进水管，所述进水管与主裂隙模型内部连通，所述主裂隙模型上设有主裂隙、微裂隙模型、微裂隙、压力传感器、出水槽，所述主裂隙模型一侧设有高精度电子天平与数据记录控制仪，所述高精度电子天平顶面设有烧杯，所述烧杯与出水槽之间设有出水管，所述出水管上安装流量传感器，所述数据记录控制仪分别与压力传感器、流量传感器、高精度电子天平通过数据线线路连接。
[0007]进一步的，所述升降步进机采用步进电机驱动。
[0008]进一步的，所述微裂隙模型由两块有机玻璃加工而成
[0009]对比现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0010]本专利技术结构简单，使用方便，能够实现不同宽度裂隙的随意组合，实现不同裂隙组合情况下的主裂隙、微裂隙渗流交换研究，同时通过步进升降机以设定速度上下运动，达到主裂隙内进口水头高度连续动态变化的效果，实现不同宽度裂隙在连续变水头条件下的水量交换研究。
附图说明
[0011]附图1是本专利技术结构示意图；
[0012]附图2是多尺度裂隙模型示意图；
[0013]附图中所示标号：1、步进升降机；2、升降机平台；3、储液瓶；4、供水泵；5、补水管；6、回水管；7、进水槽；8、进水管；9、主裂隙模型；10、主裂隙；11、微裂隙模型；12、微裂隙；13、压力传感器；14、出水槽；15、流量传感器；16、出水管；17、烧杯；18、高精度电子天平；19、数据线；20、数据记录控制仪。
具体实施方式
[0014]结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0015]步进升降机1为步进电机驱动，数据记录控制仪20通过数据线19输入运动指令，实现升降机平台2的上下运动，其运行效果由数据记录控制仪20设定，
[0016]储水瓶3与补水管5连接，供水泵4两侧与补水管5连接，补水管5与进水槽7连接，储水瓶3中的水由供水泵4经补水管5泵入进水槽7中。
[0017]进水槽7与进水管8连接，进水管8与主裂隙模型9连接，进水槽7中的水经过进水管8，进入主裂隙模型9。
[0018]进水槽7与回水管6连接，回水管6与储水瓶3连接，进水槽7多余的水经回水管6回流至储水瓶3。
[0019]主裂隙模型9是两块有机玻璃加工而成，中间形成一定宽度的主裂隙10，微裂隙模型11是两块有机玻璃加工而成，中间形成一定宽度的微裂隙12，主裂隙10与微裂隙12呈倒T型连接相通，微裂隙12的数量可根据研究情况而定，水从进水管8进入主裂隙10，主裂隙10中的水部分进入微裂隙12，部分沿主裂隙10向后渗流，压力传感器13设置在主裂隙10与微裂隙12呈倒T型连接节点，用于监测主裂隙10与微裂隙12交接处的渗流压力，监测数据经数据线19传送至数据记录控制仪20保存。
[0020]主裂隙模型9与出水槽14连接，出水槽14与出水管16连接，出水管16上安装流量传感器15，用于监测出口流量数据，监测数据经数据线19传送至数据记录控制仪20保存，水从主裂隙10中进入出水槽14内，经出水管16进入烧杯17中。
[0021]烧杯17放置在高精度电子天平18上，水进入烧杯17后，高精度电子天平18可精确测量出累计水量，累计水量数据经数据线19传送至数据记录控制仪20保存。
[0022]本专利技术结构简单，使用方便，能够实现不同宽度裂隙的随意组合，实现不同裂隙组合情况下的主裂隙、微裂隙渗流交换研究，同时通过步进升降机以设定速度上下运动，达到
主裂隙内进口水头高度连续动态变化的效果，实现不同宽度裂隙在连续变水头条件下的水量交换研究。
[0023]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多尺度宽度裂隙连续变水头水量交换模拟实验装置，包括升降步进机(1)与主裂隙模型(9)，其特征在于：所述升降步进机(1)上方设有升降机平台(2)，所述升降机平台(2)上方设有储液瓶(3)与进水槽(7)，所述储液瓶(3)与进水槽(7)之间设有补水管(5)、回水管(6)与水泵(4)，所述进水槽(7)一侧底部安装进水管(8)，所述进水管(8)与主裂隙模型(9)内部连通，所述主裂隙模型(9)上设有主裂隙(10)、微裂隙模型(11)、微裂隙(12)压力传感器(13)、出水槽(14)，所述主裂隙模型(9)一侧设有高精度电子天平(18)与数据记录控制仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：高帅，张云峰，吕明荟，耿付强，叶倩，刘同喆，
申请(专利权)人：山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东省地矿工程勘察院，
类型：发明
国别省市：