[实用新型]模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验装置

说明书

本实用新型涉及滨海地下水科学研究技术领域，具体为模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验装置，包括非均质砂箱，所述非均质砂箱上设置有实验组件。该模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验装置，可以实现对咸潮上溯情况下河道咸水补给对多孔介质含水层地下水动态变化过程的实验室模拟，直接观察到咸水入渗的动态过程，从而了解决了以往工作中咸水入渗过程无法直接观测的问题，便于直观揭示含水层非均质性对咸水入渗过程的影响，本装置易于组装、操作简便，可以为研究海岸带咸水上溯区域的地下水咸化过程以及含水层非均质性对地下水动态的影响提供技术支撑，实验结果可为研究咸潮上溯的相关规律和机理提供数据基础。

技术领域

本实用新型涉及滨海地下水科学研究技术领域，具体为模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验装置。

背景技术

在滨海的河流入海口地区，受河水天然流量减少、潮汐作用等自然因素以及过度开采河砂、地下水等人为因素的影响，发生海水沿河道向上游倒灌，使得河水以及沿河地区的地下水咸化，由于河道入渗以及含水层的空间非均质性，导致无法准确描述倒灌海水的入渗过程以及咸水在非均质含水层中的动态运移。

现有的实验装置通常多关注海岸带地下水体咸淡水界面的运移，以及阻挡咸潮设施的筑建，较少考虑含水层非均质性对咸水入渗过程的影响，难以实现对入渗咸水空间分布以及地下水动态变化的准确描述，因此，需要发展咸潮上溯对非均质含水层地下水动态影响的模拟试验装置，为滨海地区含水层的咸潮入渗等相关科学问题提供实验数据支持。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验装置，具备方便进行模拟实验等优点，解决了对咸潮上溯情景下咸水通过河道入渗补给过程，以及入渗咸水在非均质含水层中动态运移过程，设计了咸潮上溯试验模拟装置的问题。

为实现上述方便进行模拟实验目的，本实用新型提供如下技术方案：包括非均质砂箱，所述非均质砂箱上设置有实验组件；

所述实验组件包括所述实验组件包括纵向输水管、横向输水管、淡水槽、咸水槽、第一止水阀、第二止水阀、储水槽和蠕动泵以及控水阀，所述非均质砂箱与纵向输水管和横向输水管相连接，所述纵向输水管与横向输水管相连接，所述非均质砂箱通过纵向输水管和横向输水管与储水槽相连通，所述非均质砂箱通过横向输水管与咸水槽相连通，所述横向输水管与第一止水阀相连接，所述纵向输水管与第二止水阀相连接，所述非均质砂箱靠近淡水槽的一侧固定连接有进水管，所述非均质砂箱靠近咸水槽的一侧固定有排水管，所述进水管和横向输水管与蠕动泵连接，所述进水管与淡水槽相连接通，所述进水管与控水阀相连接。

进一步，所述非均质砂箱的容积为100×50×10cm，所述非均质砂箱为透明亚克力材质，所述非均质砂箱为多孔结构。

进一步，所述纵向输水管的一侧与咸水槽相连通，所述横向输水管的一侧与咸水槽相连通。

进一步，所述淡水槽与进水管相连通，所述第二止水阀用于控制淡水槽的流水。

模拟咸潮上溯对非均质含水层地下水影响的试验方法，包括以下步骤：

1)在开始试验前，打开纵向输水管的第二止水阀，关闭其他的阀门防止有水流运动；

2)将红色染料倒入咸水槽并将搅拌均匀，打开咸水槽的蠕动泵，调整至预设流量后打开供水阀门对石英砂含水层箱体输送咸水供水，观察并用相机记录红色咸水沿纵向管道的散布过程，记录咸水在不同石英砂层内的渗透和运动过程；

3)打开排水管将砂箱排空，关闭所有控水阀，打开淡水槽的蠕动泵和阀门，控制蠕动泵的进水流量，对非均质砂箱的内部进行清洗，此过程重复至砂体内无明显的颜色残留；

4)关闭所有蠕动泵和控水阀，打开咸水槽的蠕动泵和控水阀，打开横向输水管的第一止水阀，将红颜色的咸水输送至横向输水管，观察并视频记录点状输水管两侧咸水的入渗过程；