一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種孔隙–裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,包括一個砂槽,砂槽內(nèi)兩塊帶有過濾網(wǎng)的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質(zhì)區(qū)和兩側(cè)的孔隙介質(zhì)區(qū),兩塊穿孔板之間的縫隙構(gòu)成裂隙介質(zhì),在兩個孔隙介質(zhì)區(qū)的頂部均設(shè)有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質(zhì)充填到孔隙介質(zhì)區(qū),在裂隙介質(zhì)區(qū)和孔隙介質(zhì)區(qū)的兩端均設(shè)置有進(jìn)水水箱和出水水箱,進(jìn)水水箱通過進(jìn)水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶,在出水水箱的頂部設(shè)置有相同形狀和尺寸的出水管,出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上。本實用新型能模擬出在孔隙介質(zhì)與裂隙介質(zhì)存在水交換條件下水流和溶質(zhì)在兩重介質(zhì)中的運移情況,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。
【專利說明】一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬地下水滲流的砂槽實驗裝置,尤其是一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于孔隙-裂隙含水層,由于其非均質(zhì)性和各向異性的復(fù)雜特征,人們常常按孔隙介質(zhì)滲流理論來描述這類介質(zhì)的水流和溶質(zhì)運動,即采用等效孔隙介質(zhì)法。但從物理上看,水流和溶質(zhì)在裂隙介質(zhì)中的運動與在孔隙介質(zhì)中差別很大,特別是當(dāng)裂隙的作用很強(qiáng)烈時,水流和溶質(zhì)的運動主要受裂隙控制,其效果可能根本就和孔隙介質(zhì)不等效,即采用等效孔隙介質(zhì)法可能會得出完全錯誤的結(jié)果。室內(nèi)滲流模型實驗是研究孔隙-裂隙介質(zhì)中的地下水和溶質(zhì)的運移規(guī)律和機(jī)理的基本方法,然而,目前不采用等效孔隙介質(zhì)法的孔隙-裂隙介質(zhì)室內(nèi)試驗研究多集中在對單管道、單裂隙和裂隙網(wǎng)絡(luò)的研究,這些實驗?zāi)P蜔o法反映裂隙介質(zhì)和孔隙介質(zhì)之間的水交換以及由此造成的溶質(zhì)運移影響。因此,設(shè)計一種實驗裝置來模擬孔隙-裂隙兩重介質(zhì)中水流和溶質(zhì)運移,具有重要的現(xiàn)實意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有孔隙-裂隙介質(zhì)滲流試驗系統(tǒng)的缺陷,本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作使用方便的可以模擬裂隙介質(zhì)和孔隙介質(zhì)之間水交換現(xiàn)象的孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實
驗裝置。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,包括一個裝填孔隙介質(zhì)和裂隙介質(zhì)的砂槽;砂槽內(nèi)兩塊帶有過濾網(wǎng)的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質(zhì)區(qū)和兩側(cè)的孔隙介質(zhì)區(qū),兩塊穿孔板之間的縫隙構(gòu)成裂隙介質(zhì),在裂隙介質(zhì)區(qū)的兩端設(shè)置有裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和裂隙介質(zhì)出水水箱,在孔隙介質(zhì)區(qū)的兩端設(shè)置有孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和孔隙介質(zhì)出水水箱,在兩個孔隙介質(zhì)區(qū)的頂部均設(shè)有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質(zhì)充填到孔隙介質(zhì)區(qū),裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱均通過進(jìn)水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶,在裂隙介質(zhì)出水水箱和孔隙介質(zhì)出水水箱的頂部均設(shè)置有相同形狀和尺寸的出水管,出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上,在所述的孔隙介質(zhì)區(qū)、裂隙介質(zhì)區(qū)、孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱、孔隙介質(zhì)出水水箱、裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱以及裂隙介質(zhì)出水水箱上均設(shè)置有測壓管;實驗時,在馬氏瓶與出水管出水口之間的水頭差驅(qū)動下水和示蹤劑溶液流過砂槽內(nèi)的裂隙介質(zhì)區(qū)和孔隙介質(zhì)區(qū),觀測不同時刻、不同邊界條件下兩重介質(zhì)滲流場的水頭、溶液濃度和流量等物理量,從而研究孔隙-裂隙兩重介質(zhì)內(nèi)水流和溶質(zhì)動態(tài)運移規(guī)律。
[0005]本實用新型的優(yōu)點:能模擬出在孔隙介質(zhì)與裂隙介質(zhì)存在水交換條件下水流和溶質(zhì)在兩重介質(zhì)中的運移情況,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。
【專利附圖】
【附圖說明】[0006]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是本實用新型的砂槽的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中:1.砂槽,2.加沙筒,3.裂隙介質(zhì)區(qū),4.孔隙介質(zhì)區(qū),5.馬氏瓶,6.進(jìn)水管,
7.裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱,8.孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱,9.測壓管,10.出水管,11.裂隙介質(zhì)出水水箱,12.孔隙介質(zhì)出水水箱,13.穿孔板。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例,對本實用新型作詳細(xì)說明。
[0010]本實用新型提供一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示,包括一個裝填孔隙介質(zhì)和裂隙介質(zhì)的砂槽1,砂槽I采用有機(jī)玻璃制成,為長方體形,砂槽總體尺寸為長130cm,寬80cm,高15cm。砂槽I內(nèi)兩塊帶有過濾網(wǎng)的間距為Imm的穿孔板13將砂槽分為在中間的裂隙介質(zhì)區(qū)3和兩側(cè)的孔隙介質(zhì)區(qū)4,裂隙介質(zhì)區(qū)3和孔隙介質(zhì)區(qū)4的水流和溶質(zhì)可以自由進(jìn)出,兩塊穿孔板13之間1_的縫隙構(gòu)成裂隙介質(zhì),孔隙介質(zhì)區(qū)4的孔隙介質(zhì)為細(xì)砂和粉砂,孔隙介質(zhì)通過設(shè)在孔隙介質(zhì)區(qū)4頂部的加沙筒2充填進(jìn)去,加沙筒2長寬高為22cmX16cmX15cm,充填時采用振動、搗掏和灌水等方式將孔隙介質(zhì)充填密實,然后將加沙筒的蓋板采用G字型木工夾夾緊,并在接縫處使用防水硅膠密封,以防止砂槽在實驗過程中發(fā)生滲漏。裂隙介質(zhì)區(qū)3和孔隙介質(zhì)區(qū)4的長度均為120cm,在裂隙介質(zhì)區(qū)3的兩端設(shè)置有裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱7和裂隙介質(zhì)出水水箱11,在孔隙介質(zhì)區(qū)4的兩端設(shè)置有孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱8和孔隙介質(zhì)出水水箱12,孔隙介質(zhì)區(qū)4和與之相連通的水箱之間采用設(shè)有過濾網(wǎng)的穿孔板分隔開。裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱7和孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱8均通過進(jìn)水管6各自連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶5,馬氏瓶5采用有機(jī)玻璃制作,三個馬氏瓶5內(nèi)徑均為4cm,高均為50cm。在裂隙介質(zhì)出水水箱11和孔隙介質(zhì)出水水箱12的頂部均設(shè)置有相同形狀和尺寸的出水管10,出水管10末端的出水口的位置在同一水平高度上,以保證裂隙介質(zhì)區(qū)3末端和孔隙介質(zhì)區(qū)4末端的水頭是相等的。在所述的孔隙介質(zhì)區(qū)4、裂隙介質(zhì)區(qū)3、孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱8、孔隙介質(zhì)出水水箱12、裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱7以及裂隙介質(zhì)出水水箱11上均設(shè)置有測壓管9以測量水頭,其中裂隙介質(zhì)區(qū)3上的測壓管9經(jīng)過孔隙介質(zhì)區(qū)4再伸到砂槽I外面。
[0011 ] 實驗時,先裝填孔隙介質(zhì),并將三個馬氏瓶5放置在合適的位置高度上,通過馬氏瓶5往砂槽I內(nèi)加水,直至整個砂槽I完全飽水,然后進(jìn)行孔隙-裂隙兩重介質(zhì)滲流實驗,采用測壓管9觀測各測點的水頭變化,在某一個馬氏瓶I中加入示蹤劑溶液,采用攝像機(jī)記錄示蹤劑在孔隙-裂隙兩重介質(zhì)中的時間和空間分布情況,使用量筒盛接從出水管10流出的水流,通過觀測量筒和馬氏瓶5內(nèi)水面升降速度的方法來測量流量值,從而研究孔隙-裂隙兩重介質(zhì)內(nèi)水流和溶質(zhì)動態(tài)運移規(guī)律。
【權(quán)利要求】
1.一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,包括一個裝填孔隙介質(zhì)和裂隙介質(zhì)的砂槽,其特征是:砂槽內(nèi)兩塊帶有過濾網(wǎng)的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質(zhì)區(qū)和兩側(cè)的孔隙介質(zhì)區(qū),兩塊穿孔板之間的縫隙構(gòu)成裂隙介質(zhì),在裂隙介質(zhì)區(qū)的兩端設(shè)置有裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和裂隙介質(zhì)出水水箱,在孔隙介質(zhì)區(qū)的兩端設(shè)置有孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和孔隙介質(zhì)出水水箱,在兩個孔隙介質(zhì)區(qū)的頂部均設(shè)有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質(zhì)充填到孔隙介質(zhì)區(qū),裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱和孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱均通過進(jìn)水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶,在裂隙介質(zhì)出水水箱和孔隙介質(zhì)出水水箱的頂部均設(shè)置有相同形狀和尺寸的出水管,出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,其特征是:孔隙介質(zhì)區(qū)、裂隙介質(zhì)區(qū)、孔隙介質(zhì)進(jìn)水水箱、孔隙介質(zhì)出水水箱、裂隙介質(zhì)進(jìn)水水箱以及裂隙介質(zhì)出水水箱上均設(shè)置有測壓管,其中裂隙介質(zhì)區(qū)上的測壓管經(jīng)過孔隙介質(zhì)區(qū)再伸到砂槽外面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種孔隙-裂隙兩重介質(zhì)實驗裝置,其特征是:使用量筒盛接從出水管流出的水流,通過觀測量筒和馬氏瓶內(nèi)水面升降速度的方法來測量流量值。
【文檔編號】G01M10/00GK203595598SQ201320812219
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】肖柏青, 許光泉 申請人:安徽理工大學(xué)