地下含水層測試模擬裝置制造方法
【專利摘要】地下含水層測試模擬裝置，包括水力加壓器、數據處理器、外筒體、內筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設置，外筒體頂部和側部分別設有進水口和出水口，水力加壓器通過進水管與進水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內筒體同軸向設在外筒體內，液壓式加壓器設在內筒體內，外筒體內設有至少一層套在內筒體外的加壓網板，內筒體沿軸向設有導向孔，液壓式加壓器上設有穿設在導向孔內并與加壓網板連接的壓力傳動桿，數據處理器通過數據線與水力加壓器連接。本實用新型原理科學、結構簡單、操作方便，可以合理模擬地下一定深度的含水層狀態，測定出相關物性參數，為更進一步的試驗及研究研究提供有效參考。
【專利說明】地下含水層測試模擬裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于地下水測試【技術領域】，尤其涉及一種在實驗室進行地下含水層仿真模擬的地下含水層測試模擬裝置。
【背景技術】
[0002]根據中國水資源公報2012年的統計，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮是各地區主要的超標組分:總的看來，我國“三北”地區的地下水硝酸鹽污染較嚴重，隨著城市人口的增加和工農業的迅速發展，硝酸鹽已成了世界范圍內地下水(特別是淺層地下水)最普遍的污染因子，且污染程度不斷增加。
[0003]就水環境而言，水中硝酸鹽濃度過高可造成水體富營養化，引起水藻爆發，使得水體缺氧。長期使用硝酸鹽和亞硝酸鹽含量高的地下水可導致人體缺氧性血紅蛋白癥和癌癥，因此，地下水硝酸鹽污染及其控制研究已成為當今國內外研究的熱點。從上世紀60年代開始，科學家們就致力于對已受硝酸鹽污染的地下水修復技術的研究。
[0004]生物脫氮法因為其去除效率高，消耗成本低，副產物少而有極大的優越性，如果能夠實現大規模的地下水生物除氮，具有很重要的環境意義和社會經濟效益。
[0005]基于上述現實需要，亟需設計了一種地下含水層模擬裝置，以達到在解和掌握實際含水介質的壓力和溫度條件下，模擬還原地下含水層中相應物性參數的變化，為后續實驗及研究提供參考。
【發明內容】
[0006]本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種模擬還原地下含水層在一定應力狀態下相應物性參數變化、為地下水質研究提供參考的地下含水層測試模擬裝置。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:地下含水層測試模擬裝置，包括水力加壓器、數據處理器、外筒體、內筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設置，外筒體頂部和側部分別設有進水口和出水口，水力加壓器通過進水管與進水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內筒體同軸向設在外筒體內，液壓式加壓器設在內筒體內，外筒體內設有至少一層套在內筒體外的加壓網板，內筒體沿軸向設有導向孔，液壓式加壓器上設有穿設在導向孔內并與加壓網板連接的壓力傳動桿，數據處理器通過數據線與水力加壓器連接。
[0008]所述每層的加壓網板上均設有壓力傳感器、水流傳感器、pH傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器、水流傳感器、PH傳感器和溫度傳感器分別通過信號傳輸線與數據處理器連接。
[0009]所述加壓網板設置三層以上，每相鄰兩層的加壓網板的間距均相等。
[0010]所述液壓式加壓器為多層嵌套可伸縮缸體結構。
[0011]所述外筒體由可嚴密接合的兩個半圓殼體組成。
[0012]采用上述技術方案，本實用新型的工作原理是:在充分收集并掌握目標含水層的埋深，巖性，周邊構造條件等實際資料的前提下，選取與目標含水層密度相近的土壤為模擬樣品，采集目標含水層所在地區的地下水樣品并對其進行染色處理。
[0013]本實用新型的具體操作過程為:
[0014]1、將兩個半圓殼體組成的外筒體打開，對加壓網板選擇合適的距離進行分層，再將土壤樣品填充在加壓網板之間；
[0015]2、將外筒體合緊，在水力加壓器和外筒體的進水口之間連接進水管，在外筒體的出水口與水樣收集罐之間連接出水管；打開水力加壓器并設定合適水壓向土壤樣品中通水，同時打開液壓式加壓器使其通過壓力傳動桿通過導向孔對加壓網板傳壓，進而對土壤樣品進行施壓。此時，外筒體內的土壤樣品相當于一個小型含水層；
[0016]3、當所加壓力達到土壤樣品預設的承壓標準后，停止加壓，一段時間后，通過數據處理器對PH傳感器，溫度傳感器，壓力傳感器，水流傳感器所測的相關數據進行讀取并分析；
[0017]4、打開外筒體上的出水口，收集一定量的水樣用以對其進行Eh值、電導率、硝酸根離子含量等數據的測定；
[0018]5、模擬實驗需要多次進行，對數據進行篩選，選擇合理數據；
[0019]6、實驗完成后取出土壤樣品，把裝置拆下并清洗干凈后放好。
[0020]本實用新型原理科學、結構簡單、操作方便，可以合理模擬地下一定深度的含水層狀態，測定出相關物性參數，為更進一步的試驗及研究研究提供有效參考。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發明的地下含水層測試模擬裝置，包括水力加壓器1、數據處理器
2、外筒體3、內筒體4、水樣收集罐5和液壓式加壓器6，外筒體3豎直設置，外筒體3頂部和側部分別設有進水口 7和出水口 8，水力加壓器I通過進水管15與進水口 7連接，出水口 8通過出水管16與水樣收集罐5連接，內筒體4同軸向設在外筒體3內，液壓式加壓器6設在內筒體4內，外筒體3內設有至少一層套在內筒體4外的加壓網板9，內筒體4沿軸向設有導向孔，液壓式加壓器6上設有穿設在導向孔內并與加壓網板9連接的壓力傳動桿10，數據處理器2通過數據線與水力加壓器I連接。
[0023]每層的加壓網板9上均設有壓力傳感器11、水流傳感器12、pH傳感器13和溫度傳感器14，壓力傳感器11、水流傳感器12、pH傳感器13和溫度傳感器14分別通過信號傳輸線與數據處理器2連接。
[0024]加壓網板9設置三層以上，每相鄰兩層的加壓網板9的間距均相等。
[0025]液壓式加壓器6為多層嵌套可伸縮缸體結構。
[0026]外筒體3由可嚴密接合的兩個半圓殼體組成。
[0027]本實用新型的具體操作過程為:
[0028]1、將兩個半圓殼體組成的外筒體3打開，對加壓網板9選擇合適的距離進行分層，再將土壤樣品填充在加壓網板9之間；
[0029]2、將外筒體3合緊，在水力加壓器I和外筒體3的進水口 7之間連接進水管15，在夕卜筒體3的出水口 8與水樣收集罐5之間連接出水管16 ;打開水力加壓器I并設定合適水壓向土壤樣品中通水，同時打開液壓式加壓器6使其通過壓力傳動桿10通過導向孔對加壓網板9傳壓，進而對土壤樣品進行施壓。此時，外筒體3內的土壤樣品相當于一個小型含水層；
[0030]3、當所加壓力達到土壤樣品預設的承壓標準后，停止加壓，一段時間后，通過數據處理器2對pH傳感器13，溫度傳感器14，壓力傳感器11，水流傳感器12所測的相關數據進行讀取并分析；
[0031]4、打開外筒體3上的出水口 8，收集一定量的水樣用以對其進行Eh值、電導率、硝酸根離子含量等數據的測定；
[0032]5、模擬實驗需要多次進行，對數據進行篩選，選擇合理數據；
[0033]6、實驗完成后取出土壤樣品，把裝置拆下并清洗干凈后放好。
[0034]本實施例并非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.地下含水層測試模擬裝置，其特征在于:包括水力加壓器、數據處理器、外筒體、內筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設置，外筒體頂部和側部分別設有進水口和出水口，水力加壓器通過進水管與進水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內筒體同軸向設在外筒體內，液壓式加壓器設在內筒體內，夕卜筒體內設有至少一層套在內筒體外的加壓網板，內筒體沿軸向設有導向孔，液壓式加壓器上設有穿設在導向孔內并與加壓網板連接的壓力傳動桿，數據處理器通過數據線與水力加壓器連接。
2.根據權利要求1所述的地下含水層測試模擬裝置，其特征在于:所述每層的加壓網板上均設有壓力傳感器、水流傳感器、PH傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器、水流傳感器、pH傳感器和溫度傳感器分別通過信號傳輸線與數據處理器連接。
3.根據權利要求1或2所述的地下含水層測試模擬裝置，其特征在于:所述加壓網板設置三層以上，每相鄰兩層的加壓網板的間距均相等。
4.根據權利要求1或2所述的地下含水層測試模擬裝置，其特征在于:所述液壓式加壓器為多層嵌套可伸縮缸體結構。
5.根據權利要求1或2所述的地下含水層測試模擬裝置，其特征在于:所述外筒體由可嚴密接合的兩個半圓殼體組成。
【文檔編號】G01N33/18GK203798625SQ201420170688
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】夏大平, 侯斌, 王振, 陳山來, 羅源, 馬俊強, 司青 申請人:河南理工大學