【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下水领域岩溶地下水渗流实验设备，尤其涉及一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型及方法。
技术介绍
1、我国西南地区碳酸盐岩广布，岩溶及其发育。在自然气候和人为活动共同影响，岩溶区生态环境呈逐渐恶化趋势，如水资源空间分布不均，石漠化-水土流失严重，地下水调蓄功能较弱(内涝和干旱频发)等。岩溶发育区的地表、地下地质空间结构受到水流机械侵蚀和化学侵蚀的作用，地表石漠化严重，地下河、溶洞高度发育。地表泥土随着大气降水通过落水洞、岩溶裂隙等进入到地下河和溶洞中，逐渐沉积，造成地下空间被填充，岩溶含水层地下水调蓄能力减弱。但是现阶段，关于溶洞不同堵塞率和不同降雨条件下这类岩溶地下水的调蓄功能如何演变及渗流规律的研究较少。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决上述关于不同堵塞率和不同降雨条件下这类岩溶地下水的渗流规律的研究问题，本专利技术的实施例提供了一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型及方法。
2、本专利技术的实施例提供的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，包括：
3、渗流槽，其内腔设有两隔板以分隔成左定流量腔、渗流腔、右定水头边界腔，每一所述隔板上设有若干透水孔，所述渗流槽的后侧面于所述渗流腔部分设有若干个测压孔，每一所述测压孔均通过转接管与外部的测压板连通，所述渗流腔内填充设有岩溶介质场；
4、降雨组件，其设置在所述渗流槽上方，且与所述渗流腔相对；
5、注水组件，其与所述左定流量腔连通；
6、以及
7、进一步地，所述岩溶介质场由若干灰岩砖块制成，且分为七层设置，每层厚度均为10㎝，各层从下至上深度分别为，第一层是0至10㎝区的岩溶不发育层，由8块规格为50×100×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第二层是10至20㎝区的岩溶弱发育层，由16块规格为50×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第三层是20至30㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第四层是30至40㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第五层是40至50㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第六层是50至60㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第七层是60至70㎝区的岩溶裂隙-管道发育层，由40块规格为25×40×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，其中在第三层所处区段内的25至30cm区内间隔设有两第一溶洞，在第四层和第五层所处区段内的35至45cm区内间隔设有四第二溶洞，在第五层和第六层所处区段内的45至55cm区内间隔设有五第三溶洞，在第六层所处区段内的55至60㎝区内设有两第四溶洞，在第七层所处区段内设有两岩溶管道，两所述岩溶管道尺寸分别为33.6×4×3cm和45.4×4×3cm，每一所述第一溶洞和每一所述第四溶洞尺寸均为10×10×5cm的长方体，每一所述第二溶洞和每一所述第三溶洞的尺寸均为边长是10㎝的正方体。
8、进一步地，所述渗流槽为无盖箱体，其左右两侧面和后侧面均是由不锈钢制成，前侧面由有机玻璃制成。
9、进一步地，所述注水组件包括水泵、第一流量计、以及供水箱，其中所述水泵一端通过导管与所述供水箱连通、另一端通过导管与所述第一流量计连通，所述第一流量计另一端通过导管与所述左定流量腔下部连通。
10、进一步地，所述水位调节组件包括第二流量计、溢流槽、以及升降装置，其中所述溢流槽可升降固定设置在所述升降装置上，所述第二流量计一端通过导管与所述溢流槽底部连通、另一端通过导管与所述右定水头边界腔下部连通，所述溢流槽底部通过导管与外部蓄水设备连通。
11、进一步地，所述转接管为橡胶输送软管。
12、进一步地，所述渗流槽下方架设有不锈钢支撑台。
13、还包括一种不同堵塞率条件下探索所述岩溶介质场渗流效果的试验方法，以通过上述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型来实现，该试验方法包括以下步骤：
14、s11、向各所述溶洞内填充0％空间占比的40-70目石英砂，随后通过所述注水组件向所述渗流槽内注水并通过所述水位调节组件进行调节，直至水位高于所述岩溶介质场顶部并待水位稳定，进而实现饱水；
15、s12、通过所述注水组件持续定量注水，并通过所述水位调节组件持续调节水位，以让所述渗流槽内的水位保持设定水位高度，所述设定水位高度大于60㎝，同时记录所述设定水位高度为初始水位高度和记录初始注水量和初始排水量；
16、s13、通过减小所述注水组件的注水量和所述水位调节组件的水位以让所述渗流槽内的水位降低5㎝，同时记录水位降低过程中所述渗流槽内水位变化及注水、排水流量变化情况，直至水位再次稳定；
17、s14、多次重复步骤s13，直至所述渗流槽内的水位处于30㎝，并在每次重复过程中均记录水位变化及注水、排水流量变化情况；
18、s15、依次向各所述溶洞内填充20％、50％、80％空间占比的40-70目石英砂，且每次填充不同空间占比的石英砂时均重复上述步骤s11至s14，并记录相关数据，进而观察和对比在溶洞不同堵塞条件下，岩溶水的渗流过程。
19、进一步地，在步骤s12中，所述设定水位高度为67.5㎝。
20、还包括一种不同降雨强度条件下探索所述岩溶介质场渗流效果的试验方法，以通过上述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型来实现，该试验方法包括以下步骤：
21、s21、向各所述溶洞内填充0％空间占比的40-70目石英砂，随后通过所述注水组件向所述渗流槽内注水并通过所述水位调节组件进行调节，直至水位高于所述岩溶介质场顶部并待水位稳定，进而实现饱水；
22、s22、通过所述注水组件持续定量注水，并通过所述水位调节组件持续调节水位，以让所述渗流槽内的水位稳定保持在30㎝，并记录此时的注水量和排水量，且保持不变；
23、s23、通过所述降雨组件控制降雨强度，降雨强度分别设置为1.5mm/min、3mm/min，首先，第一次降雨以1.5mm/min进行，并监测记录所述渗流槽内的水位变化以及注水、排水流量变化情况，并保持注水、排水流量不变，等到水位不变时停止第一次降雨，并继续监测记录渗流槽内的水位变化以及注水、排水流量变化情况，直至整个水位再次稳定在30㎝，之后，第二次降雨以3mm/min进行，并再次监测记录所述渗流槽内的水位变化以及注水、排水流量变化情况，等水位不变时停止第二次降雨，随后等待水位下降并至30㎝，在水位上涨和下降过程中实时记录水位变化、以及注水和排水流量变化；
24、s24、依次向各所述溶洞内填充20％、50％、80％空间占比的40-70目石英砂，且每次填充不同空间占比的石英砂时均重复上述步骤s21至s23，并记录相关数据，进而观察和对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述岩溶介质场由若干灰岩砖块制成，且分为七层设置，每层厚度均为10㎝，各层从下至上深度分别为，第一层是0至10㎝区的岩溶不发育层，由8块规格为50×100×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第二层是10至20㎝区的岩溶弱发育层，由16块规格为50×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第三层是20至30㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第四层是30至40㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第五层是40至50㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第六层是50至60㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第七层是60至70㎝区的岩溶裂隙-管道发育层，由40块规格为25×40×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，其中在第三层所处区段内的25至30cm区内间
3.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述渗流槽为无盖箱体，其左右两侧面和后侧面均是由不锈钢制成，前侧面由有机玻璃制成。
4.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述注水组件包括水泵、第一流量计、以及供水箱，其中所述水泵一端通过导管与所述供水箱连通、另一端通过导管与所述第一流量计连通，所述第一流量计另一端通过导管与所述左定流量腔下部连通。
5.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述水位调节组件包括第二流量计、溢流槽、以及升降装置，其中所述溢流槽可升降固定设置在所述升降装置上，所述第二流量计一端通过导管与所述溢流槽底部连通、另一端通过导管与所述右定水头边界腔下部连通，所述溢流槽底部通过导管与外部蓄水设备连通。
6.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述转接管为橡胶输送软管。
7.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述渗流槽下方架设有不锈钢支撑台。
8.一种不同堵塞率条件下探索所述岩溶介质场渗流效果的试验方法，以通过上述权利要求1至7所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型来实现，其特征在于，该试验方法包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种不同堵塞率条件下探索所述岩溶介质场渗流效果的试验方法，其特征在于：在步骤S12中，所述设定水位高度为67.5㎝。
10.一种不同降雨强度条件下探索所述岩溶介质场渗流效果的试验方法，以通过上述权利要求1至7所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型来实现，其特征在于，该试验方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水渗流过程的砖箱模型，其特征在于：所述岩溶介质场由若干灰岩砖块制成，且分为七层设置，每层厚度均为10㎝，各层从下至上深度分别为，第一层是0至10㎝区的岩溶不发育层，由8块规格为50×100×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第二层是10至20㎝区的岩溶弱发育层，由16块规格为50×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第三层是20至30㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第四层是30至40㎝区的岩溶裂隙发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第五层是40至50㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第六层是50至60㎝区的岩溶裂隙和溶洞发育层，由32块规格为25×50×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，第七层是60至70㎝区的岩溶裂隙-管道发育层，由40块规格为25×40×10cm的灰岩砖块填充铺设形成，其中在第三层所处区段内的25至30cm区内间隔设有两第一溶洞，在第四层和第五层所处区段内的35至45cm区内间隔设有四第二溶洞，在第五层和第六层所处区段内的45至55cm区内间隔设有五第三溶洞，在第六层所处区段内的55至60㎝区内设有两第四溶洞，在第七层所处区段内设有两岩溶管道，两所述岩溶管道尺寸分别为33.6×4×3cm和45.4×4×3cm，每一所述第一溶洞和每一所述第四溶洞尺寸均为10×10×5cm的长方体，每一所述第二溶洞和每一所述第三溶洞的尺寸均为边长是10㎝的正方体。
3.如权利要求1所述的一种模拟溶洞堵塞时岩溶水...
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