[发明专利]一种用于三维渗透流场监测的模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟实验方法，尤其涉及一种用于三维渗透流场监测的模拟实验方法。

背景技术

重力是自然流体流动的原动力，其带来的水头差是渗透水流的驱动力源。以往理论与经验表明，抽水井四周地下水向井汇流，可形成以抽水井为中心的地下水水位降落漏斗，远离抽水井的水位较高，从而使地下水由四周向井中汇流。

在现有技术中，对抽水井及其周边水位的测量多采用观测井，多个观测井分别设置在抽水井的不同距离上，通过一次性观测取得水位数据。当试验证明，抽水井周围地下水无论是处于潜水、还是处于承压水状态，地下水不仅向井中汇流，也同时具有由上到下的运动，现有的观测方式无法正确的反应水位的垂直变动，造成观测出现误差，影响测量的精度。尤其是在实验室验证和试验过程中，这种误差可能会严重影响观测结果的正确性，带来结论错误。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种用于三维渗透流场监测的模拟实验方法，其改变了前人对抽水井周围不同距离上的观测井进行一次性观测平均水位的做法，实现了可同时对每个观测井由上到下多个观测点的水位变化的实时观测，即实现了对抽水井周围地下水渗透流场状况的三维（3D）监测。

本发明的技术方案如下：

一种用于三维渗透流场监测的模拟实验方法，在模拟箱中设置抽水井，在抽水井中设置水位仪以监测其水位；在抽水井周围设置观测井，观测井中下入观测管，观测管上带有多个沿其轴线分布的观测孔；设置多根测压管，每根测压管连接一个观测孔；抽水井抽水，四周水流向中心汇集形成渗透流场；通过水位仪监测抽水井的水位，通过多根测压管监测观测井中各观测孔的水头变化，实现对渗透流场的三维监测；利用所获得的数据，通过计算机和相应的绘图软件，绘制三维流场图。

本发明的优点在于：结构简单，实施方便，可以实现抽水井周围地下水渗透流场状况的三维（3D）监测，监测结果的精度相比现有的观测方式有很大提高。

附图说明

附图1为本发明所述模拟实验方法中抽水井和观测井的布置俯视图；

附图2为附图1中布置俯视图的A－A向剖视图。

附图标记如下：

附图标记如下：

1－模拟箱；2－抽水井；3－观测管（位于观测井中）；4－观测孔；5－排水阀。

具体实施方式

下面通过实施例的方式对本发明所述监测方法做进一步的详细描述。

抽水井三维渗透流场的模拟实验方法，首先在模拟箱中设置抽水井，在抽水井中设置水位仪以监测其水位；同时在抽水井周围设置观测井，观测井共有24个，呈十字形均匀布置在抽水井的周围，观测井中下入观测管，观测管上带有10个沿其轴线均匀分布的观测孔；在地面设置多根测压管，每根测压管连接一个观测孔，多根测压管可以并联在一起形成测压排以更直观的得到水头变换的趋势。

在抽水井抽水时，四周水流向中心汇集形成渗透流场；此时通过水位仪监测抽水井的水位，通过多根测压管监测观测井中各观测孔的水头变化，实现对渗透流场的三维监测；利用所获得的数据，通过计算机和相应的绘图软件，绘制三维流场图；实验完毕后，通过排水阀排除模拟箱中的剩余水。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。