[发明专利]一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置及方法，该装置包括中央水槽、淡水恒温水箱和盐水恒温水箱，所述中央水槽的两端分别设置有淡水仓和盐水仓，所述淡水恒温水箱和淡水仓之间设置有淡水进水管和淡水排水管，所述盐水恒温水箱和盐水仓之间设置有盐水进水管和盐水排水管。本发明装置具有结构合理，制作成本低，监测精准等特点，易于实现沿海含水层中海水入侵的相似模拟实验，具有投资少，使用灵活、实验效果好、重复使用、回收方便等优点，且实验方法步骤简单、实施成本低，可以实现对沿海含水层中海水入侵的精准模拟。

技术领域

本发明属于室内物理相似模拟实验领域，涉及海水入侵模拟实验，具体涉及一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置及方法。

背景技术

水是人类不可或缺的资源，而地下水作为水资源的重要组成部分，是许多城市供水和农业灌溉的主要水源之一。随着人类对水资源需求量的增加，人们对地下水的开采量也在不断增加，然而对地下水资源的认识不足，缺乏对地下水分布及储量的科学评价。沿海含水层是沿海地区淡水资源的主要来源，沿海含水层的管理对于沿海地区社会经济的发展具有重要意义。海水入侵作为沿海地区常见的自然灾害，对沿海含水层地下水资源的开发和利用具有重要影响。

许多沿海地区，因地下水过量开采而导致地下水水位大幅下降。下降后的地下水水位将无法抗衡海水的渗透压，海水就会沿地下孔隙、裂隙或溶蚀孔洞向陆地扩侵，海水入侵后使得陆地淡水区变为咸水区，导致土体盐渍化、饮水井荒废、农作物减产等灾害。由于地层的复杂性和海水水位的变化，海水入侵规模和过程十分复杂，现有的理论计算模型与测试方法难以真实反映海水入侵的现象。因此，开发一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置及方法，能够帮助揭示海水入侵机理、产生原因和发展过程，具有重要意义。

目前，室内模拟方法是模拟海水入侵现象和研究其机理的重要方法，但传统的室内实验会存在以下几个问题：忽视温度因素的影响；在实验过程中水位不易调节；传统模拟装置成本较高，不能轻易改装；在实验过程中一些数据难以准确获取等。

所以，需要一个新的技术方案来解决这些问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置及方法，该装置具有结构合理，制作成本低，监测精准等特点，易于实现沿海含水层中海水入侵的相似模拟实验。该方法步骤简单、实施成本低，可以实现对沿海含水层中海水入侵的精准模拟。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种模拟沿海含水层中海水入侵的实验装置，包括中央水槽、淡水恒温水箱和盐水恒温水箱，所述中央水槽的两端分别设置有淡水仓和盐水仓，所述淡水恒温水箱和淡水仓之间设置有淡水进水管和淡水排水管，所述盐水恒温水箱和盐水仓之间设置有盐水进水管和盐水排水管；

所述淡水仓和盐水仓分别与中央水槽的两端连通，分别用于向中央水槽内提供淡水和盐水；

所述中央水槽上设置有若干温度传感器，所述温度传感器用于测量中央水槽内含水层中的温度分布。

进一步地，所述淡水仓和中央水槽之间设置有淡水缓冲仓，所述盐水仓和中央水槽之间设置有盐水缓冲仓。

进一步地，所述中央水槽包括水槽架体、分别设置于水槽架体左右两端的两个第一亚克力板、设置于水槽架体底部的第二亚克力板、设置于水槽架体前部的第三亚克力板、设置于水槽架体后部的第四亚克力板；

所述第一亚克力板上开设有若干均匀排列的进水孔；位于水槽架体底部的第二亚克力板上设置有排水孔；所述第三亚克力板为双层设置，内部抽真空，便于隔热；所述第四亚克力板上开设有若干均匀排列的预制安装孔，温度传感器通过预制安装孔安装于中央水槽上。

进一步地，所述淡水恒温水箱通过淡水进水管与淡水仓的上部相连接，所述淡水仓通过淡水排水管与淡水恒温水箱的下部相连接；所述盐水恒温水箱通过盐水进水管与盐水仓的上部相连接，所述盐水仓通过盐水排水管与盐水恒温水箱的下部相连接。