一种模拟河流-地下水水力联系动态演化的实验砂槽制造技术

一种模拟河流

【技术实现步骤摘要】
一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽


[0001]本专利技术属于地下水模拟实验装置
，具体涉及一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽。

技术介绍

[0002]河流是水循环十分重要的组成部分。河流
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地下水之间有着密切的水力联系，是自然界中一个十分普遍存在的现象。了解河流与地下水之间的水力联系的动态演化可以为区域的地下水资源的开发和可持续利用提供一定的科学参考和依据，特别是在地下水的主要补给来源为河流渗漏的干旱
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半干旱地区的情况下，这种研究具有更高的实用价值。然而，在实际情况下在野外现场直接揭示河流
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地下水水力联系动态演化需要开展大量的调查和现场工作，耗费大量的人力和物力。因此，开展河流
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地下水的室内模拟实验、研究河流补给地下水过程中河流
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地下水间的水力联系的动态演化具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开了一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，该实验砂槽能够有效模拟河流补给地下水过程中河流
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地下水水力联系的动态演化过程。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，包括模拟砂槽、河流模拟箱、循环水箱、河流水位控制装置、地下水水位控制装置、水压监测探头、测压排、数据采集与处理装置、计算机，所述的模拟砂槽及河流模拟箱均为立方体结构，所述的模拟砂槽的左右端均设有地下水水位控制装置，所述的河流模拟箱沿前后方向嵌设于模拟砂槽顶端的中部，所述的河流模拟箱后端连接有河流水位控制装置，所述的河流水位控制装置、地下水水位控制装置分别通过水管、第一流量监测装置与循环水箱连接，所述的河流水位控制装置通过第一连接管与河流模拟箱连接，所述的地下水水位控制装置分别通过管道与模拟砂槽连接，所述的河流模拟箱的前端设有进水管，所述的进水管通过第二流量监测装置与循环水箱连接，所述的进水管上设有水泵，所述的模拟砂槽的前端和后端分别均匀分布有若干数据采集孔，前端及后端的若干数据采集孔成矩阵排列且前端的数据采集孔与后端的采集孔一一相对，位于前端的数据采集孔均安装有水压监测探头，位于后侧的数据采集孔分别通过软水管与测压排连接，所述的水压监测探头、测压排、第一流量监测装置、第二流量监测装置分别通过数据线与数据采集与处理装置信号连接，所述的数据采集与处理装置通过数据线与计算机电连接。
[0006]优选的，所述的模拟砂槽内装有细砂及粗砂并用以模拟含水层，所述的河流模拟箱底部填充有细砂和粗砂并用以模拟河底泥沙，所述的河流模拟箱的底端及左右侧壁均设有矩阵排布的第一漏水孔，所述的模拟砂槽、河流模拟箱均由不锈钢材料制成，所述的模拟砂槽底端固定设有底座。
[0007]优选的，所述的河流水位控制装置包括第一水头箱、第一螺杆，所述的第一螺杆的
底端与底座转动连接，第一螺杆的顶端贯穿并转动连接有第一固定板，所述的第一固定板的一端与模拟砂槽后端的顶部固定连接，所述的第一水头箱的一端固定设有第一连接板，所述的第一螺杆贯穿第一连接板并与第一连接板螺接，所述的第一螺杆的顶端还设有第一圆盘手柄，所述的第一水头箱底端通过贯穿河流模拟箱后壁的第一连接管与河流模拟箱连接，所述的第一水头箱底端通过第一水管与循环水箱连接，第一流量监测装置包括设于第一水管上的第一流量水表，所述的第一固定板与底座之间还沿纵向连接有第一导向杆，所述的第一连接板与第一导向杆滑动连接，所述的第一水头箱在第一螺杆的旋转下升降并实现对河流模拟箱内水位的调节。
[0008]优选的，所述的模拟砂槽的左右端分别设有第一储水室和第二储水室，所述的第一储水室和第二储水室通过设置于模拟砂槽左右端且成矩阵排列的第二漏水孔与模拟砂槽连通，所述的地下水水位控制装置包括设于模拟砂槽左侧的第二水头箱、第二螺杆；设于模拟砂槽右侧的第三水头箱、第三螺杆；所述的第二螺杆的底端与底座转动连接，第二螺杆的顶端贯穿并转动连接有第二固定板，所述的第二固定板的一端与第一储水室的左端顶部固定连接，所述的第二水头箱的一端固定设有第二连接板，所述的第二螺杆贯穿第二连接板并与第二连接板螺接，所述的第二螺杆的顶端还设有第二圆盘手柄，所述的第二水头箱底端通过贯穿第一储水室侧壁底部的第二连接管与第一储水室连接，所述的第二水头箱底端通过第二水管与循环水箱连接，第一流量监测装置包括设于第二水管上的第二流量水表，所述的第二固定板与底座之间还沿纵向连接有第二导向杆，所述的第二连接板与第二导向杆滑动连接，所述的第二水头箱在第二螺杆的旋转下升降并实现对第一储水室水位的调节；
[0009]所述的第三螺杆的底端与底座转动连接，第三螺杆的顶端贯穿并转动连接有第三固定板，所述的第三固定板的一端与第二储水室的右端顶部固定连接，所述的第三水头箱的一端固定设有第三连接板，所述的第三螺杆贯穿第三连接板并与第三连接板螺接，所述的第三螺杆的顶端还设有第三圆盘手柄，所述的第三水头箱底端通过贯穿第二储水室侧壁底部的第三连接管与第二储水室连接，所述的第三水头箱底端通过第三水管与循环水箱连接，第一流量监测装置包括设于第三水管上的第三流量水表，所述的第三固定板与底座之间还沿纵向连接有第三导向杆，所述的第三连接板与第三导向杆滑动连接，所述的第三水头箱在第三螺杆的旋转下升降并实现对第二储水室水位的调节。
[0010]优选的，所述的河流模拟箱下方所在的模拟砂槽的前后端外壁上的数据采集孔加密排布构成监测探头加密区，所述的监测探头加密区的数据采集孔的数量至少为其他区域同面积的数据采集孔的2倍。
[0011]优选的，所述的第二流量监测装置为第四流量水表，所述的河流模拟箱的前端和后端分别连接有第三储水室、第四储水室，所述的第三储水室、第四储水室分别通过成矩阵排布于河流模拟箱前端、后端的第三漏水孔与河流模拟箱连接，所述的第一漏水孔、第二漏水孔、第三漏水孔均设有金属筛网，所述的进水管的端部与第三储水室的底端连接，所述的第四储水室通过第一连接管与第一水头箱连接。
[0012]优选的，所述的水压监测探头用以测量模拟砂槽前端不同位置的水压，所述的测压排通过安装于测压排上的若干测压管测量每个数据采集孔所在位置的位置势能和压强势能，通过对比一一前后相对的数据采集孔处的水压监测探头的监测数据和测压排的监测
数据，结合第一至第四流量水表的数据来分析河流
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地下水水力联系规律。
[0013]一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽的使用方法，包括如下步骤：
[0014](1)、准备工作，将一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽准备就绪，并保证各部件完好可用；
[0015](2)、第一水头箱、第二水头箱、第三水头箱均设置固定高度，开始缓慢向循环水箱供水，打开水泵，由第三储水室向河流模拟箱内供水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，其特征为：包括模拟砂槽、河流模拟箱、循环水箱、河流水位控制装置、地下水水位控制装置、水压监测探头、测压排、数据采集与处理装置、计算机，所述的模拟砂槽及河流模拟箱均为立方体结构，所述的模拟砂槽的左右端均设有地下水水位控制装置，所述的河流模拟箱沿前后方向嵌设于模拟砂槽顶端的中部，所述的河流模拟箱后端连接有河流水位控制装置，所述的河流水位控制装置、地下水水位控制装置分别通过水管、第一流量监测装置与循环水箱连接，所述的河流水位控制装置通过第一连接管与河流模拟箱连接，所述的地下水水位控制装置分别通过管道与模拟砂槽连接，所述的河流模拟箱的前端设有进水管，所述的进水管通过第二流量监测装置与循环水箱连接，所述的进水管上设有水泵，所述的模拟砂槽的前端和后端分别均匀分布有若干数据采集孔，前端及后端的若干数据采集孔成矩阵排列且前端的数据采集孔与后端的采集孔一一相对，位于前端的数据采集孔均安装有水压监测探头，位于后侧的数据采集孔分别通过软水管与测压排连接，所述的水压监测探头、测压排、第一流量监测装置、第二流量监测装置分别通过数据线与数据采集与处理装置信号连接，所述的数据采集与处理装置通过数据线与计算机电连接。2.如权利要求1所述的一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，其特征为：所述的模拟砂槽内装有细砂及粗砂并用以模拟含水层，所述的河流模拟箱底部填充有细砂和粗砂并用以模拟河底泥沙，所述的河流模拟箱的底端及左右侧壁均设有矩阵排布的第一漏水孔，所述的模拟砂槽、河流模拟箱均由不锈钢材料制成，所述的模拟砂槽底端固定设有底座。3.如权利要求2所述的一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，其特征为：所述的河流水位控制装置包括第一水头箱、第一螺杆，所述的第一螺杆的底端与底座转动连接，第一螺杆的顶端贯穿并转动连接有第一固定板，所述的第一固定板的一端与模拟砂槽后端的顶部固定连接，所述的第一水头箱的一端固定设有第一连接板，所述的第一螺杆贯穿第一连接板并与第一连接板螺接，所述的第一螺杆的顶端还设有第一圆盘手柄，所述的第一水头箱底端通过贯穿河流模拟箱后壁的第一连接管与河流模拟箱连接，所述的第一水头箱底端通过第一水管与循环水箱连接，第一流量监测装置包括设于第一水管上的第一流量水表，所述的第一固定板与底座之间还沿纵向连接有第一导向杆，所述的第一连接板与第一导向杆滑动连接，所述的第一水头箱在第一螺杆的旋转下升降并实现对河流模拟箱内水位的调节。4.如权利要求3所述的一种模拟河流
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地下水水力联系动态演化的实验砂槽，其特征为：所述的模拟砂槽的左右端分别设有第一储水室和第二储水室，所述的第一储水室和第二储水室通过设置于模拟砂槽左右端且成矩阵排列的第二漏水孔与模拟砂槽连通，所述的地下水水位控制装置包括设于模拟砂槽左侧的第二水头箱、第二螺杆；设于模拟砂槽右侧的第三水头箱、第三螺杆；所述的第二螺杆的底端与底座转动连接，第二螺杆的顶端贯穿并转动连接有第二固定板，所述的第二固定板的一端与第一储水室的左端顶部固定连接，所述的第二水头箱的一端固定设有第二连接板，所述的第二螺杆贯穿第二连接板并与第二连接板螺接，所述的第二螺杆的顶端还设有第二圆盘手柄，所述的第二水头箱底端通过贯穿第一储水室侧壁底部的第二连接管与第一储水室连接，所述的第二水头箱底端通过第二水管与循环水箱连接，第一流量监测装置包括设于第二水管上的第二流量水表，所述的第二
固定板与底座之间还沿纵向连接有第二导向杆，所述的第二连接板与第二导向杆滑动连接，所述的第二水头箱在第二螺杆的旋转下升降并实现对第一储水室水位的调节；所述的第三螺杆的底端与底座转动连接，第三螺杆的顶端贯穿并转动连接有第三固定板，所述的第三固定板的一端与第二储水室的右端顶部固定连接，所述的第三水头箱的一端固定设有第三连接板，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宗军，刘久潭，夏璐，张彧齐，王敏，冯建国，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：