驗平臺上進行地下水位動態(tài)模擬實驗； 所述地下水動態(tài)模擬實驗平臺包括動態(tài)模擬裝置、曝氣裝置、模擬雨淋裝置和中控計算機； 所述動態(tài)模擬裝置的主體為長方形的箱式殼體，所述箱式殼體采用有機玻璃板加工而成，外圍采用不銹鋼方管加固和支撐；在所述箱式殼體的前壁板與后壁板的內(nèi)側(cè)按100_的間距設(shè)置有若干直立的凹形卡槽，所述卡槽的下沿與所述箱式殼體的底板相接觸，所述卡槽的上沿與所述箱式殼體的上口平齊；在所述箱式殼體的前壁板與后壁板上的位置相對的兩個所述卡槽之間插接一張矩形的多孔配水板，在所述多孔配水板的板面上密布有孔徑為2_的過流孔眼，所述多孔配水板的下沿與所述箱式殼體的底板相接觸，所述多孔配水板的上沿與所述箱式殼體的上口相平齊； 在所述箱式殼體的一端側(cè)壁板上接有分層設(shè)置的若干進水口，在所述箱式殼體的另一端的側(cè)壁板上接有分層設(shè)置的若干出水口，所述進水口和所述出水口均由孔徑為8mm的有機玻璃管制成，在所述箱式殼體的側(cè)壁板上呈矩陣分布； 在所述箱式殼體的前壁板與后壁板上分別設(shè)置有若干分層設(shè)置的由孔徑為8mm有機玻璃管制成的采樣口，所述采樣口分布在由所述多孔配水板分隔開的每個樣品空間所對應(yīng)的前壁板或后壁板上，在每個所述采樣口上安裝有取樣器或者封接有封口塞，在所述箱式殼體的前壁板與后壁的兩端分別設(shè)置有呈縱向排列的一列由孔徑為8_有機玻璃管制成的溢流口，在所述溢流口處安裝有取樣器或者接有帶控制閥的溢流管； 在所述箱式殼體的底板上開有若干排水排泥孔，每個排水排泥孔上接有一個排水排泥管，所述排水排泥管用直徑40mm的PVC管制成，在所述排水排泥孔的內(nèi)孔口處封接有不銹鋼紗網(wǎng)，在所述排水排泥管上接有排水排泥控制閥，所有所述排水排泥管的下端共接到一根排水排泥總管上； 在所述箱式殼體的底部架設(shè)有底盤，所述底盤由若干腳輪支撐連接；在所述底盤的兩端各連接一個折疊式矩形吊架，在所述吊架上安放有高度可調(diào)的水箱，一個所述水箱通過連通管路連接到所述箱式殼體的所述進水口上，另一個所述水箱通過連通管路連接到所述箱式殼體的所述出水口上；在所述連通管路上分別安裝有電磁閥和流量計，所述流量計上的數(shù)據(jù)線連接到所述中控計算機上； 在所述箱式殼體內(nèi)的由所述多孔配水板分隔開的每個樣品空間中裝填有用于模擬典型水文地質(zhì)單元的含水層介質(zhì)，在每個樣品空間中分別插接有若干直立的由管徑為20mm的PVC管制成的監(jiān)測/加藥孔管，所述監(jiān)測/加藥孔管的底端與所述箱式殼體的底板相接觸，所述監(jiān)測/加藥孔管的頂端與所述箱式殼體的上口相平齊；在所述監(jiān)測/加藥孔管的管壁上沿圓周對稱開有四列孔徑為2mm的孔眼，每列孔眼的上下間距為10mm，在所述監(jiān)測/加藥孔管的外側(cè)包裹有不銹鋼紗網(wǎng)；所述監(jiān)測/加藥孔管供在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測探頭插入其中，所述監(jiān)測探頭為水質(zhì)監(jiān)測探頭、水位監(jiān)測探頭、PH監(jiān)測探頭、氧化還原電位監(jiān)測探頭、電導(dǎo)率監(jiān)測探頭、溫度監(jiān)測探頭及溶解氧監(jiān)測探頭中的一種或數(shù)種，所述監(jiān)測探頭的數(shù)據(jù)線連接到所述中控計算機上，以傳輸和處理所采集的實驗檢測信號； 在所述箱式殼體的上口設(shè)置有可掀起或扣合的密封蓋； 所述曝氣裝置包括供氣總管、配氣管和曝氣管；所述曝氣管是在管徑為10_的PVC管上沿軸向開有雙排氣孔，每個氣孔的孔徑為1mm，每排氣孔的孔距為5mm，兩排氣孔的圓心夾角為45° ;所述曝氣管水平設(shè)置在所述箱式殼體內(nèi)的由所述多孔配水板分隔開的各樣品空間的底部，所述曝氣管的一端連接到插接在所述箱式殼體內(nèi)各樣品空間中的所述配氣管上，所述配氣管的上端連接到設(shè)置于所述箱式殼體上方的所述供氣總管上，在每根所述配氣管上裝有曝氣控制閥，所述供氣總管由鼓風機或高壓氮氣瓶供氣，通過調(diào)控所述曝氣控制閥形成曝氣； 所述模擬降雨裝置包括供水總管、配水管、蛇形管和噴淋管，所述噴淋管包括一根分水管和垂直連接所述分水管上的若干噴淋管，所述噴淋管是管徑為1mm的PVC管，在噴淋管上沿軸向開有雙排水孔，每個水孔的孔徑為1mm，每排水孔的孔距為5mm，兩排水孔的圓心夾角為45° ;所述噴淋管分成若干組，水平設(shè)置在所述箱式殼體的上方，每組所述噴淋管通過所述蛇形管連接到所述配水管的下端，各組的所述配水管的上端共接到所述供水總管上，在每根所述配水管上裝有一個雨淋控制閥；所述供水總管由水泵或自來水管供水，通過調(diào)控所述雨淋控制閥形成降雨模擬； 模擬典型水文地質(zhì)單元的含水層介質(zhì)的裝填方法是，從確定的被研宄流域地質(zhì)剖面的包氣帶和含水層介質(zhì)分層采集土壤樣品，再對土壤樣品分別進行50— 200目的細化及干燥處理，最后將處理過的對應(yīng)地理位置上的土壤樣品依據(jù)被研宄流域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)系，逐層均勻填入所述箱式殼體中的所有樣品空間中，各樣品空間中填入的同一含水層介質(zhì)層的土壤樣品的鋪設(shè)厚度基本相同，并位于所述箱式殼體內(nèi)的同一高度上，土壤樣品的頂面高度比所述箱式殼體的上口低50mm ； 所述地下水位動態(tài)模擬實驗包括以下操作步驟: a、根據(jù)實驗規(guī)程的要求確定檢測位置，并在所述箱式殼體內(nèi)的相關(guān)的監(jiān)測/加藥孔管中插入水位監(jiān)測探頭，所述水位監(jiān)測探頭的插入深度按照實驗規(guī)程的需要確定，各水位監(jiān)測探頭的數(shù)據(jù)線均連接到中控計算機上； b、打開所述箱式殼體的進水口連通管路上的電磁閥，向所述箱式殼體內(nèi)注水，水流通過進水口進入箱式殼體；隨著注水的進行，打開出水口連通管路上的電磁閥，使水流通過出水口流出所述箱式殼體，通過對進水口和/或出水口連通管路上的電磁閥的控制，將流經(jīng)所述箱式殼體中的模擬地下水位穩(wěn)定在實驗設(shè)定值； c、利用中控計算機不斷接收各水位監(jiān)測探頭輸入的水位信息，當?shù)叵滤贿_到設(shè)定值時保持水流穩(wěn)定，此時即達到設(shè)定的水循環(huán)模擬條件，即可開始進行水循環(huán)過程的觀測模擬；變換不同的設(shè)定值，即可實現(xiàn)典型水文地質(zhì)單元的地下水位的動態(tài)模擬和地下水動力場的模擬。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于地下水動態(tài)模擬實驗平臺的地下水位動態(tài)模擬實驗方法，具體是先設(shè)置地下水動態(tài)模擬實驗平臺，再在所述地下水動態(tài)模擬實驗平臺中裝填入模擬典型水文地質(zhì)單元的含水層介質(zhì)，最后在所述地下水動態(tài)模擬實驗平臺上進行地下水位動態(tài)模擬實驗。本發(fā)明提高了模擬實驗的保真度，降低了模擬實驗的成本，為地下水的原位曝氣技術(shù)、原位化學(xué)氧化技術(shù)、原位生物修復(fù)技術(shù)、可滲透性反應(yīng)墻工藝、土壤原位淋洗修復(fù)工藝等修復(fù)技術(shù)的研究實驗提供了一種可靠的實驗基礎(chǔ)，擴大了模擬裝置的普適性。
【IPC分類】G01M10-00, G01N33-24, G01N33-18
【公開號】CN104596737
【申請?zhí)枴緾N201510081385
【發(fā)明人】崔海煒, 錢永, 王春曉, 崔向向
【申請人】中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月15日