區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種地下水流場模擬試驗臺，特別是一種區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺，它能在礦區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等領(lǐng)域廣泛應用。
【背景技術(shù)】
[0002]地下水流場簡單的說，就是一個區(qū)域的地下水在宏觀的流速、流向、范圍等特征的概念。目前，模擬地下水流場的試驗設(shè)備較少，并且不能真實的模擬地下水流場情況。CN102221447A公開了一種多功能連鑄水模型試驗裝置，該裝置包括支架、及安裝在支架上的水箱，水箱由A水箱、B水箱和C水箱組成；A水箱、B水箱和C水箱之間通過三通相互聯(lián)通，三通上AC水箱控制閥和BC水箱控制閥，C水箱通過底部出水口與下端設(shè)置模擬容器聯(lián)通，模擬容器底部設(shè)有出水口通過管路與集流管連接，集流管和水泵相接；水泵通過進水管分別與A水箱和B水箱相連，進水管分別設(shè)置有A水箱進水控制閥和B水箱進水控制閥。CN103077330A公開了一種存在垂向水量交換情況下的地下水全局流線可視化方法，引入Raviart-Thomas空間作為單元內(nèi)部的解析流場代替現(xiàn)有技術(shù)的達西流速方法，在單元邊界流量精確計算基礎(chǔ)上，不僅可以實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)單元達西流速算法在不存在天然與人為垂向水量交換特殊情況下的完整連續(xù)流線可視化，而且解決了現(xiàn)有技術(shù)單元達西流速算法在存在天然與人為垂向水量交換情況下無法實現(xiàn)的完整流線可視化，實現(xiàn)了在存在天然與人為垂向水量交換情況下的流線完整連續(xù)且分布均勻的地下水流場的可視化。同時，準確地刻畫了由于地下水點源匯的存在而形成的輻射流場特征，也增加了流線的計算精度。
[0003]以上這些技術(shù)對于如何使區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺不僅可以真實的模擬地下水流場，還可以模擬由含水層空間結(jié)構(gòu)非物質(zhì)演化過程中地下水流場變化情況(或者說是還可以模擬由于開采或破壞而引起的地下水流場變化情況)，并未給出具體的指導方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺，它不僅可以真實的模擬地下水流場，還可以模擬由于開采或破壞而引起的地下水流場變化情況，從而使試驗者能夠準確的掌握地下水流場變化規(guī)律。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺，具有模擬試驗臺主體，其技術(shù)方案在于所述的區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺還具有支撐調(diào)節(jié)裝置、供水裝置、控水裝置、水位顯示裝置、形成含水層的相似材料；所述的模擬試驗臺主體具有長方體形的框體、位于框體上面前端的前擋板、位于框體上面左右兩側(cè)的左擋板和右擋板、固定于框體內(nèi)的皆呈正方體形的多個網(wǎng)格體、多個三通接頭，多個網(wǎng)格體由18橫排和18縱列共324個網(wǎng)格體構(gòu)成，每個網(wǎng)格體的上端開口，每個網(wǎng)格體的底端中心處的排水孔安裝有一個三通接頭而使三通接頭的數(shù)量為324個；所述的供水裝置具有位于框體上面后端的水箱(水箱不會遮擋網(wǎng)格體)、安裝于水箱的進水口上的用以控制水箱進水流量的供水閥門、設(shè)于水箱上的溢流口，水箱上沿其長度方向均勻分布有將水(均勻)分配給含水層的多個分水孔；在上述的前擋板、左擋板、右擋板、水箱所圍成的空間區(qū)域內(nèi)以及每個網(wǎng)格體的腔體內(nèi)填充有上述相似材料而使相似材料形成含水層；相似材料的上面覆蓋有壓板(可以是鋼板)，上述前擋板的側(cè)壁上具有連通外界與相似材料之間的多個排水口 ；所述的支撐調(diào)節(jié)裝置具有兩個軸頭、左軸承座以及與之配合的軸承、右軸承座以及與之配合的軸承、兩個支撐支架、四個調(diào)節(jié)支架、與四個調(diào)節(jié)支架一一對應的四個絲杠、與四個絲杠一一對應的四個調(diào)整螺母，框體的左右兩側(cè)各固定有一個軸頭，兩個軸頭分別由左軸承座和軸承、右軸承座和軸承限位支撐，左軸承座和右軸承座分別固定安裝在兩個支撐支架上，四個調(diào)節(jié)支架的上方各安裝一個與之螺紋連接的絲杠，每個絲杠螺紋連接一個與之相對應的調(diào)整螺母，每個調(diào)整螺母將與其對應的一個絲杠鎖緊于調(diào)節(jié)支架的上方，每個絲杠的頂端與框體的底端接觸而使框體支撐于四個絲杠的頂端、且使模擬試驗臺主體處于前端低后端高的傾斜狀態(tài)；所述的控水裝置具有安裝于每個三通接頭上的與水位顯示裝置相連接的控水閥門、用以模擬含水層被破壞和地下水被疏干情況的泄水閥門，控水閥門的數(shù)量為324個，泄水閥門的數(shù)量為324個；所述的水位顯示裝置具有324個膠管、324個測水位玻璃管、定位框架；對于每個測水位玻璃管，其上端皆帶有排氣口，其下端皆帶有進水口，其外壁上帶有顯示水位的刻度，每個測水位玻璃管皆安裝于定位框架上，定位框架安裝于框體上，每個膠管的一端與其對應的一個控水閥門相連接，該膠管的另一端與其對應的一個測水位玻璃管的進水口相連通。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述的區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺最好還具有通過調(diào)節(jié)絲杠升降而確定模擬試驗臺主體傾斜角度的數(shù)個角度儀，每個角度儀具有固定安裝在左擋板或者右擋板上的銷軸、能繞銷軸轉(zhuǎn)動并自然下垂的指針、固定安裝在框體上的標有角度值的刻度板，刻度板位于指針的下端與其位置相對。所述的區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺最好還具有位于模擬試驗臺主體前方的、用以收集從前擋板上的多個排水口流出的水的集水槽，該集水槽焊接在框體的前端外側(cè)。所述的區(qū)域地下水流場三維動態(tài)模擬試驗臺最好還具有起保護作用的圍欄，該圍欄的底端與其對應的前擋板的頂端、左擋板的頂端、右擋板的頂端、水箱的頂端固定連接。每個網(wǎng)格體的大小可以為:長15cm，寬15cm，高15cm。水箱上的每個分水孔可以皆是直徑為0.5厘米的圓孔，相鄰兩個分水孔的中心距最好為1.5厘米；水箱上最好安裝有用以監(jiān)測水箱供水壓力的壓力表。上述相似材料可以為(試驗所在地的)沙子或者土壤。上述每個絲杠的頂端與框體的底端接觸而使框體支撐于四個絲杠的頂端的具體結(jié)構(gòu)可以是，每個絲杠的頂端與框體的四個端角的底端接觸而使框體支撐于四個絲杠的頂端，在每個絲杠與框體的接觸部位設(shè)置一個底端帶開口槽的限位體，限位體固定于框體的底端，每個絲杠的頂部伸入與之相對應的一個限位體的開口槽中并與該開口槽的頂端接觸而使框體支撐于四個絲杠的頂端。上述定位框架安裝于框體上的具體結(jié)構(gòu)可以是，框體的前端向外伸出多個定位體，定位框架懸掛在這多個定位體上而使水位顯示裝置中的324個測水位玻璃管位于模擬試驗臺主體的前方。上述每個測水位玻璃管皆安裝于定位框架上的具體結(jié)構(gòu)可以是，定位框架上具有與所述的324個測水位玻璃管一一對應的插入孔，每個測水位玻璃管的外壁上帶有環(huán)形凸起，每個測水位玻璃管皆插入定位框架上的與其對應的一個插入孔內(nèi)且定位框架將每個測水位玻璃管上的環(huán)形凸起托住而將每個測水位玻璃管皆安裝于定位框架上。
[0008]本實用新型具有模擬試驗臺主體、支撐調(diào)節(jié)裝置、供水裝置、控水裝置、水位顯示裝置、形成含水層的相似材料，這樣本實用新型根據(jù)相似材料原理模擬地層，選擇適合研宄含水層的相似材料裝填在模擬試驗臺主體上，利用供水裝置和控水裝置控制模擬地下水流場，通過水位顯示裝置顯示地下水流場模擬結(jié)果。模擬結(jié)果能真實的反映含水層流場變化，很好地反映真實的含水層情況，它操作簡單方便，結(jié)果真實。
[0009]本實用新型的特點是真實的、直觀的反映出地下含水層被破壞或地下水被疏干時，地下水流場的變化情況，測量數(shù)據(jù)能真實的反映實際的地質(zhì)狀況，適合水文地質(zhì)、工程地質(zhì)科研人員和工程技術(shù)人員使用。
[0010]綜上所述，本實用新型不僅真實的模擬了地下水流場，還模擬了由于開采或破壞而引起的地下水流場變化情況，從而使試驗者能夠準確的掌握地下水流場變化規(guī)律。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(主視圖)。
[0012]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖，拆去圍欄)。