[发明专利]一种变水头条件下地下水中盐分运移试验平台

说明书

本发明公开了一种变水头条件下地下水中盐分运移试验平台，它包含柱体(1)，该柱体(1)的内部固定有两道过滤板(100)，两道过滤板(100)之间由上至下依次布置有第一砂土层(2)、第一黏土层(3)、第二砂土层(4)、第二黏土层(5)，第三砂土层(6)、第三黏土层(7)和第四砂土层(8)，所述第一砂土层(2)的上顶面处与柱体(1)的顶部边沿处之间预留有溶液空腔(a)。本发明根据上部施加的地下水压强，可绘制出溶液渗透的压力传递曲线，分析出渗透速率和有效孔隙压力的关系；利用不同层位的电导率变化趋势来分析不同黏性土对盐分的阻滞和离子交换作用；根据底部排出溶液浓度、孔隙度和时间等参数可绘制出溶质穿透曲线，进而用于分析黏性土对盐分运移的影响。

技术领域

本发明涉及的是实验设备相关的技术领域，具体涉及的是用于模拟多层含水层系统中地下水盐分渗流特性的平台。

背景技术

多层含水层系统中盐分运移研究是水质评价和水资源利用的重要组成部分。以往盐分运移多采用试验场原位监测、室内土柱模拟法两种。

原位试验是选择土壤条件和含水层条件均适宜的区域，按预期目标开挖一定深度试验沟槽，或建设试验样方，确定试验的剖面；在试验剖面上布设传感器监测原位条件的电导率、含水率、水势等参数用于后续模型分析。原位试验方法需要较好的场地条件，开挖沟槽或建设试验样方土体，施工难度大，且难于进行大深度条件下的模拟运移。由于原位空间大，难以实现由外部改变水头大小和调整渗透溶液的浓度，试验的目标比较单一。

室内土柱模拟试验方案较多，通常采用有机玻璃或不锈钢材料制作柱体，内部填充试验土壤，并安装传感器进行监测。目前已有的试验方案多利用马奥力特瓶来提供稳定的水头，或采用喷淋方式模拟降雨入渗。由于空间限制，试验柱体高度一般在3m以内，有效水位差小，不能快捷改变水头的大小，难以模拟大埋深条件的盐分运移。试验中也较少考虑渗出液的蒸发作用，对后续测试会产生显著影响。

发明内容

本发明目的是提供一种变水头条件下地下水中盐分运移试验平台，它能有效地解决背景技术中所存在的问题。

为了解决背景技术中所存在的问题，它包含柱体1，该柱体1的内部固定有两道过滤板100，两道过滤板100之间由上至下依次布置有第一砂土层2、第一黏土层3、第二砂土层4、第二黏土层5，第三砂土层6、第三黏土层7和第四砂土层8，所述第一砂土层2的上顶面处与柱体1的顶部边沿处之间预留有溶液空腔a，所述柱体1的上端安装有与其密封盖扣配合的上盖9，所述柱体1的下端安装有与其相通的锥形集液装置10，所述的锥形集液装置10的底部固定有支架11；

所述上盖9的顶部安装有与柱体1内部相通的加压管12，该加压管12的端部与空压机的出气端对接；

所述锥形集液装置10的底部安装有导流管18，该导流管18的端部与密封玻璃瓶17对接相通，所述密封玻璃瓶17的一侧设置有一个广口瓶13，所述密封玻璃瓶17与广口瓶13之间设置有相通的连接管14。

所述柱体1的外侧面处密封安装有三个与其内部相通的压强传感器15，每个压强传感器15的位置均分别与第一黏土层3、第二黏土层5和第三黏土层7的位置对应。

所述柱体1的外侧面处密封安装有三个与其内部相通的电导率、温度和含水率传感器16，每个电导率、温度和含水率传感器16的位置均分别与第一黏土层3、第二黏土层5和第三黏土层7的位置对应。

所述压强传感器15和电导率、温度和含水率传感器16均通过导线与数据采集记录仪对接。

所述的柱体1是由厚度为10mm的有机玻璃加工制作而成。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：根据外部施加的不同水头条件，可绘制出不同孔隙水压强条件溶液渗透的压力传递曲线，分析出渗透速率和有效孔隙压力；

利用不同层位的电导率变化趋势来分析不同黏性土对盐分的阻滞和离子交换作用；