[发明专利]一种可均匀布水模拟水岩相互作用的实验装置

说明书

本发明公开了一种可均匀布水模拟水岩相互作用的实验装置，供液瓶中的淋滤液通过进水管淋滤至土柱体内的螺旋布水器中，通过连通半径最小的环形水槽的导流槽传输至其他各环形水槽中，经环形水槽上的小孔均匀淋滤至土柱体中填充的土壤中，经土柱体后的淋滤水样经滤液尖导管传输至岩芯柱体内的螺旋布水器中，淋滤至岩芯柱体中填充的岩石中；实现模拟大气降水垂直流向均匀入渗及淋滤过程，且模拟过程还实现了顺岩层的流向，可准确模拟地下水的流动情况；且模拟装置结构简单，土柱体及岩芯柱体体积较小，需要材料较少，模拟过程成本极大地降低。

技术领域

本发明属于地下水研究技术领域，具体涉及一种既能均匀淋滤又能模拟地下水与岩层相互作用的实验装置。

背景技术

地下水作为地球水体的重要组成部分之一，以其稳定的供水条件、良好的水质，成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源，是人类社会必不可少的重要水资源。但近年来，由于人类活动的影响，造成地下水污染的状况日益加重。为控制和治理地下水污染问题，了解和研究地下水在流动过程中的演化过程及其演变结果尤为重要。而地下水流动过程中的演化过程主要就是水岩相互作用，相关技术中，对于水岩相互作用采用土柱实验和地球化学模拟结合实现。

发明人发现，相关技术中的土柱实验装置在模拟地下水水岩相互作用时采用的土柱模拟装置过大时，需要消耗的材料过多造成模拟实验的成本过高难以开展，且在模拟过程中稳定性较差；采用小型土柱模拟装置时存在布水不均的状况，无法模拟出大气降水均匀入渗的条件，同时也会破坏岩层上方土壤层的结构及理化性质。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种模拟地下水水岩相互作用的实验装置，不需要过多的材料成本低，可均匀布水模拟大气降水均匀入渗的过程，稳定性好。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种可均匀布水模拟水岩相互作用的实验装置，其特征是，包括供液瓶、土柱体、岩芯柱体、固定结构和螺旋布水器；所述供液瓶通过进水管与所述土柱体连通；所述岩芯柱体位于所述土柱体的下方，所述土柱体的底端与所述岩芯柱体的顶端通过滤液尖导管相连通；所述土柱体、岩芯柱体均安装固定于所述固定结构上；所述螺旋布水器分别位于所述土柱体、岩芯柱体的上部；所述螺旋布水器由多个环形水槽形成半球形结构，两相邻环形水槽间通过多条导流槽连接，其中一条导流槽经半径最小的环形水槽的中心连通所述半径最小的环形水槽，所述多个环形水槽上都均匀分布了小孔；所述供液瓶中的淋滤液通过所述进水管淋滤至与半径最小的环形水槽相连通的导流槽。

优选地，所述滤液尖导管上设有旋转活塞。

优选地，所述进水管上设有流量计。

优选地，所述螺旋布水器通过所述土柱体内部的螺纹口螺纹固定于所述土柱体的上部。

优选地，所述土柱体包括盖板、多孔筛板，所述盖板盖合于所述土柱体的顶端；所述多孔筛板位于所述土柱体内的下部。

优选地，所述多孔筛板的表面铺设多层纱布，其下方与所述土柱体的底部之间为集水腔。

优选地，所述土柱体的底部还设有取液软支管，所述取液软支管上设有止水夹。

优选地，所述岩芯柱体内部设有多孔套管，所述多孔套管的侧壁和底部均规则设置小孔；所述多孔套管与所述岩芯柱体的底部为集水腔。

优选地，还包括集液瓶，所述集液瓶位于所述岩芯柱体的下方，通过出水管连通。

优选地，所述固定结构包括支撑杆、固定夹；所述土柱体、岩芯柱体通过所述固定夹固定于所述支撑杆上。

优选地，所述固定结构还包括底座，所述集液瓶位于所述底座上。