一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種孔隙–裂隙兩重介質實驗裝置，包括一個砂槽，砂槽內兩塊帶有過濾網的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質區和兩側的孔隙介質區，兩塊穿孔板之間的縫隙構成裂隙介質，在兩個孔隙介質區的頂部均設有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質充填到孔隙介質區，在裂隙介質區和孔隙介質區的兩端均設置有進水水箱和出水水箱，進水水箱通過進水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶，在出水水箱的頂部設置有相同形狀和尺寸的出水管，出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上。本實用新型能模擬出在孔隙介質與裂隙介質存在水交換條件下水流和溶質在兩重介質中的運移情況，結構簡單，操作方便。
【專利說明】一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置
所屬【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬地下水滲流的砂槽實驗裝置，尤其是一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置。
【背景技術】
[0002]對于孔隙-裂隙含水層，由于其非均質性和各向異性的復雜特征，人們常常按孔隙介質滲流理論來描述這類介質的水流和溶質運動，即采用等效孔隙介質法。但從物理上看，水流和溶質在裂隙介質中的運動與在孔隙介質中差別很大，特別是當裂隙的作用很強烈時，水流和溶質的運動主要受裂隙控制，其效果可能根本就和孔隙介質不等效，即采用等效孔隙介質法可能會得出完全錯誤的結果。室內滲流模型實驗是研究孔隙-裂隙介質中的地下水和溶質的運移規律和機理的基本方法，然而，目前不采用等效孔隙介質法的孔隙-裂隙介質室內試驗研究多集中在對單管道、單裂隙和裂隙網絡的研究，這些實驗模型無法反映裂隙介質和孔隙介質之間的水交換以及由此造成的溶質運移影響。因此，設計一種實驗裝置來模擬孔隙-裂隙兩重介質中水流和溶質運移，具有重要的現實意義。
【發明內容】
[0003]針對現有孔隙-裂隙介質滲流試驗系統的缺陷，本實用新型提供一種結構合理、操作使用方便的可以模擬裂隙介質和孔隙介質之間水交換現象的孔隙-裂隙兩重介質實
驗裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是:一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置，包括一個裝填孔隙介質和裂隙介質的砂槽；砂槽內兩塊帶有過濾網的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質區和兩側的孔隙介質區，兩塊穿孔板之間的縫隙構成裂隙介質，在裂隙介質區的兩端設置有裂隙介質進水水箱和裂隙介質出水水箱，在孔隙介質區的兩端設置有孔隙介質進水水箱和孔隙介質出水水箱，在兩個孔隙介質區的頂部均設有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質充填到孔隙介質區，裂隙介質進水水箱和孔隙介質進水水箱均通過進水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶，在裂隙介質出水水箱和孔隙介質出水水箱的頂部均設置有相同形狀和尺寸的出水管，出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上，在所述的孔隙介質區、裂隙介質區、孔隙介質進水水箱、孔隙介質出水水箱、裂隙介質進水水箱以及裂隙介質出水水箱上均設置有測壓管；實驗時，在馬氏瓶與出水管出水口之間的水頭差驅動下水和示蹤劑溶液流過砂槽內的裂隙介質區和孔隙介質區，觀測不同時刻、不同邊界條件下兩重介質滲流場的水頭、溶液濃度和流量等物理量，從而研究孔隙-裂隙兩重介質內水流和溶質動態運移規律。
[0005]本實用新型的優點:能模擬出在孔隙介質與裂隙介質存在水交換條件下水流和溶質在兩重介質中的運移情況，結構簡單，操作方便。
【專利附圖】
【附圖說明】[0006]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0007]圖2是本實用新型的砂槽的橫截面結構示意圖。
[0008]圖中:1.砂槽，2.加沙筒，3.裂隙介質區，4.孔隙介質區，5.馬氏瓶，6.進水管，
7.裂隙介質進水水箱，8.孔隙介質進水水箱，9.測壓管，10.出水管，11.裂隙介質出水水箱，12.孔隙介質出水水箱，13.穿孔板。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖和實施例，對本實用新型作詳細說明。
[0010]本實用新型提供一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置，其結構如圖1和圖2所示，包括一個裝填孔隙介質和裂隙介質的砂槽1，砂槽I采用有機玻璃制成，為長方體形，砂槽總體尺寸為長130cm,寬80cm,高15cm。砂槽I內兩塊帶有過濾網的間距為Imm的穿孔板13將砂槽分為在中間的裂隙介質區3和兩側的孔隙介質區4，裂隙介質區3和孔隙介質區4的水流和溶質可以自由進出，兩塊穿孔板13之間1_的縫隙構成裂隙介質，孔隙介質區4的孔隙介質為細砂和粉砂，孔隙介質通過設在孔隙介質區4頂部的加沙筒2充填進去，加沙筒2長寬高為22cmX16cmX15cm，充填時采用振動、搗掏和灌水等方式將孔隙介質充填密實，然后將加沙筒的蓋板采用G字型木工夾夾緊，并在接縫處使用防水硅膠密封，以防止砂槽在實驗過程中發生滲漏。裂隙介質區3和孔隙介質區4的長度均為120cm，在裂隙介質區3的兩端設置有裂隙介質進水水箱7和裂隙介質出水水箱11，在孔隙介質區4的兩端設置有孔隙介質進水水箱8和孔隙介質出水水箱12，孔隙介質區4和與之相連通的水箱之間采用設有過濾網的穿孔板分隔開。裂隙介質進水水箱7和孔隙介質進水水箱8均通過進水管6各自連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶5，馬氏瓶5采用有機玻璃制作，三個馬氏瓶5內徑均為4cm，高均為50cm。在裂隙介質出水水箱11和孔隙介質出水水箱12的頂部均設置有相同形狀和尺寸的出水管10，出水管10末端的出水口的位置在同一水平高度上，以保證裂隙介質區3末端和孔隙介質區4末端的水頭是相等的。在所述的孔隙介質區4、裂隙介質區3、孔隙介質進水水箱8、孔隙介質出水水箱12、裂隙介質進水水箱7以及裂隙介質出水水箱11上均設置有測壓管9以測量水頭，其中裂隙介質區3上的測壓管9經過孔隙介質區4再伸到砂槽I外面。
[0011 ] 實驗時，先裝填孔隙介質，并將三個馬氏瓶5放置在合適的位置高度上，通過馬氏瓶5往砂槽I內加水，直至整個砂槽I完全飽水，然后進行孔隙-裂隙兩重介質滲流實驗，采用測壓管9觀測各測點的水頭變化，在某一個馬氏瓶I中加入示蹤劑溶液，采用攝像機記錄示蹤劑在孔隙-裂隙兩重介質中的時間和空間分布情況，使用量筒盛接從出水管10流出的水流，通過觀測量筒和馬氏瓶5內水面升降速度的方法來測量流量值，從而研究孔隙-裂隙兩重介質內水流和溶質動態運移規律。
【權利要求】
1.一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置，包括一個裝填孔隙介質和裂隙介質的砂槽，其特征是:砂槽內兩塊帶有過濾網的一定間距的穿孔板將砂槽分為在中間的裂隙介質區和兩側的孔隙介質區，兩塊穿孔板之間的縫隙構成裂隙介質，在裂隙介質區的兩端設置有裂隙介質進水水箱和裂隙介質出水水箱，在孔隙介質區的兩端設置有孔隙介質進水水箱和孔隙介質出水水箱，在兩個孔隙介質區的頂部均設有加沙筒以用來將泥沙等孔隙介質充填到孔隙介質區，裂隙介質進水水箱和孔隙介質進水水箱均通過進水管連接一個作為定水頭供水裝置的馬氏瓶，在裂隙介質出水水箱和孔隙介質出水水箱的頂部均設置有相同形狀和尺寸的出水管，出水管末端的出水口的位置在同一水平高度上。
2.根據權利要求1所述的一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置，其特征是:孔隙介質區、裂隙介質區、孔隙介質進水水箱、孔隙介質出水水箱、裂隙介質進水水箱以及裂隙介質出水水箱上均設置有測壓管，其中裂隙介質區上的測壓管經過孔隙介質區再伸到砂槽外面。
3.根據權利要求1所述的一種孔隙-裂隙兩重介質實驗裝置，其特征是:使用量筒盛接從出水管流出的水流，通過觀測量筒和馬氏瓶內水面升降速度的方法來測量流量值。
【文檔編號】G01M10/00GK203595598SQ201320812219
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】肖柏青, 許光泉 申請人:安徽理工大學