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(shù)據(jù)處理器、外筒體、內(nèi)筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設(shè)置，外筒體頂部和側(cè)部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水力加壓器通過進(jìn)水管與進(jìn)水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內(nèi)筒體同軸向設(shè)在外筒體內(nèi)，液壓式加壓器設(shè)在內(nèi)筒體內(nèi)，外筒體內(nèi)設(shè)有至少一層套在內(nèi)筒體外的加壓網(wǎng)板，內(nèi)筒體沿軸向設(shè)有導(dǎo)向孔，液壓式加壓器上設(shè)有穿設(shè)在導(dǎo)向孔內(nèi)并與加壓網(wǎng)板連接的壓力傳動桿，數(shù)據(jù)處理器通過數(shù)據(jù)線與水力加壓器連接。本實用新型原理科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以合理模擬地下一定深度的含水層狀態(tài)，測定出相關(guān)物性參數(shù)，為更進(jìn)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地下水測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種在實驗室進(jìn)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(shù)】
[0002]根據(jù)中國水資源公報2012年的統(tǒng)計，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮是各地區(qū)主要的超標(biāo)組分:總的看來，我國“三北”地區(qū)的地下水硝酸鹽污染較嚴(yán)重，隨著城市人口的增加和工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，硝酸鹽已成了世界范圍內(nèi)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(huán)境而言，水中硝酸鹽濃度過高可造成水體富營養(yǎng)化，引起水藻爆發(fā)，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(dǎo)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(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點。從上世紀(jì)60年代開始，科學(xué)家們就致力于對已受硝酸鹽污染的地下水修復(fù)技術(shù)的研究。
[0004]生物脫氮法因為其去除效率高，消耗成本低，副產(chǎn)物少而有極大的優(yōu)越性，如果能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的地下水生物除氮，具有很重要的環(huán)境意義和社會經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]基于上述現(xiàn)實需要，亟需設(shè)計了一種地下含水層模擬裝置，以達(dá)到在解和掌握實際含水介質(zhì)的壓力和溫度條件下，模擬還原地下含水層中相應(yīng)物性參數(shù)的變化，為后續(xù)實驗及研究提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種模擬還原地下含水層在一定應(yīng)力狀態(tài)下相應(yīng)物性參數(shù)變化、為地下水質(zhì)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(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:地下含水層測試模擬裝置，包括水力加壓器、數(shù)據(jù)處理器、外筒體、內(nèi)筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設(shè)置，外筒體頂部和側(cè)部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水力加壓器通過進(jìn)水管與進(jìn)水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內(nèi)筒體同軸向設(shè)在外筒體內(nèi)，液壓式加壓器設(shè)在內(nèi)筒體內(nèi)，外筒體內(nèi)設(shè)有至少一層套在內(nèi)筒體外的加壓網(wǎng)板，內(nèi)筒體沿軸向設(shè)有導(dǎo)向孔，液壓式加壓器上設(shè)有穿設(shè)在導(dǎo)向孔內(nèi)并與加壓網(wǎng)板連接的壓力傳動桿，數(shù)據(jù)處理器通過數(shù)據(jù)線與水力加壓器連接。
[0008]所述每層的加壓網(wǎng)板上均設(shè)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(shù)據(jù)處理器連接。
[0009]所述加壓網(wǎng)板設(shè)置三層以上，每相鄰兩層的加壓網(wǎng)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(jié)構(gòu)。
[0011]所述外筒體由可嚴(yán)密接合的兩個半圓殼體組成。
[0012]采用上述技術(shù)方案，本實用新型的工作原理是:在充分收集并掌握目標(biāo)含水層的埋深，巖性，周邊構(gòu)造條件等實際資料的前提下，選取與目標(biāo)含水層密度相近的土壤為模擬樣品，采集目標(biāo)含水層所在地區(qū)的地下水樣品并對其進(jìn)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(wǎng)板選擇合適的距離進(jìn)行分層，再將土壤樣品填充在加壓網(wǎng)板之間；
[0015]2、將外筒體合緊，在水力加壓器和外筒體的進(jìn)水口之間連接進(jìn)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(shè)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(dǎo)向孔對加壓網(wǎng)板傳壓，進(jìn)而對土壤樣品進(jìn)行施壓。此時，外筒體內(nèi)的土壤樣品相當(dāng)于一個小型含水層；
[0016]3、當(dāng)所加壓力達(dá)到土壤樣品預(yù)設(shè)的承壓標(biāo)準(zhǔn)后，停止加壓，一段時間后，通過數(shù)據(jù)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(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行Eh值、電導(dǎo)率、硝酸根離子含量等數(shù)據(jù)的測定；
[0018]5、模擬實驗需要多次進(jìn)行，對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，選擇合理數(shù)據(jù)；
[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(xué)、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以合理模擬地下一定深度的含水層狀態(tài)，測定出相關(guān)物性參數(shù)，為更進(jìn)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(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的地下含水層測試模擬裝置，包括水力加壓器1、數(shù)據(jù)處理器
2、外筒體3、內(nèi)筒體4、水樣收集罐5和液壓式加壓器6，外筒體3豎直設(shè)置，外筒體3頂部和側(cè)部分別設(shè)有進(jìn)水口 7和出水口 8，水力加壓器I通過進(jìn)水管15與進(jìn)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(nèi)筒體4同軸向設(shè)在外筒體3內(nèi)，液壓式加壓器6設(shè)在內(nèi)筒體4內(nèi)，外筒體3內(nèi)設(shè)有至少一層套在內(nèi)筒體4外的加壓網(wǎng)板9，內(nèi)筒體4沿軸向設(shè)有導(dǎo)向孔，液壓式加壓器6上設(shè)有穿設(shè)在導(dǎo)向孔內(nèi)并與加壓網(wǎng)板9連接的壓力傳動桿10，數(shù)據(jù)處理器2通過數(shù)據(jù)線與水力加壓器I連接。
[0023]每層的加壓網(wǎng)板9上均設(shè)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(shù)據(jù)處理器2連接。
[0024]加壓網(wǎng)板9設(shè)置三層以上，每相鄰兩層的加壓網(wǎng)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(jié)構(gòu)。
[0026]外筒體3由可嚴(yán)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(wǎng)板9選擇合適的距離進(jìn)行分層，再將土壤樣品填充在加壓網(wǎng)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(jìn)水口 7之間連接進(jìn)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(shè)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(dǎo)向孔對加壓網(wǎng)板9傳壓，進(jìn)而對土壤樣品進(jìn)行施壓。此時，外筒體3內(nèi)的土壤樣品相當(dāng)于一個小型含水層；
[0030]3、當(dāng)所加壓力達(dá)到土壤樣品預(yù)設(shè)的承壓標(biāo)準(zhǔn)后，停止加壓，一段時間后，通過數(shù)據(jù)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(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行Eh值、電導(dǎo)率、硝酸根離子含量等數(shù)據(jù)的測定；
[0032]5、模擬實驗需要多次進(jìn)行，對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，選擇合理數(shù)據(jù)；
[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(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)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(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)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(shù)據(jù)處理器、外筒體、內(nèi)筒體、水樣收集罐和液壓式加壓器，外筒體豎直設(shè)置，外筒體頂部和側(cè)部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，水力加壓器通過進(jìn)水管與進(jìn)水口連接，出水口通過出水管與水樣收集罐連接，內(nèi)筒體同軸向設(shè)在外筒體內(nèi)，液壓式加壓器設(shè)在內(nèi)筒體內(nèi)，夕卜筒體內(nèi)設(shè)有至少一層套在內(nèi)筒體外的加壓網(wǎng)板，內(nèi)筒體沿軸向設(shè)有導(dǎo)向孔，液壓式加壓器上設(shè)有穿設(shè)在導(dǎo)向孔內(nèi)并與加壓網(wǎng)板連接的壓力傳動桿，數(shù)據(jù)處理器通過數(shù)據(jù)線與水力加壓器連接。
2.根據(jù)權(quán)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(wǎng)板上均設(shè)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(shù)據(jù)處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)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(wǎng)板設(shè)置三層以上，每相鄰兩層的加壓網(wǎng)板的間距均相等。
4.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)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(yán)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】夏大平, 侯斌, 王振, 陳山來, 羅源, 馬俊強(qiáng), 司青 申請人:河南理工大學(xué)