潜水井流演示仪制造技术

本发明专利技术提供了一种潜水井流演示仪，包括有隔水底板和带演示屏的箱体，位于箱体内平行于演示屏且与隔水底板连接的渗流板，渗流板与隔水底板和演示屏间形成窄缝槽渗流区，窄缝槽渗流区的中部有垂直于水平面的模拟抽水井透水井壁，渗流板上相对模拟抽水井透水井壁底部有抽水井排水孔，与抽水井排水孔连接的抽水排水管上装有抽水井水位控制阀，在箱体内位于渗流板的两端分别有第一、第二清水渗透箱、第一、第二示踪剂渗透箱，在渗流板上有若干将清水渗透箱、示踪剂渗透箱分别与窄缝槽渗流区相通的渗流孔，各软管分别将第一、第二清水渗透箱连通、第一、第二示踪剂渗透箱连通。本发明专利技术可以模拟野外潜水井抽水的过程以及地下水向潜水井运动的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与水文地质专业中的抽水试验有关，特别与以窄缝槽理论模 拟地下水向潜水井渗流的动态、物理模型——潜水井流演示仪有关。
技术介绍
当凿井至潜水含水层底板(隔水层)时，称潜水完整井，凿井未达 到潜水含水层底板时，称潜水非完整井。抽水试验是水文地质专业重要 的工作内容之一。野外工作时要了解潜水井抽水时地下水运动的过程和 特征，要在潜水井周围打一系列观察孔来观察水位，通过水位资料间接 地确定水流状态，降位漏斗的形状等，研究成本高，直观性不好，初学 者很难理解。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种可以模拟野外潜水井抽水的过程以 及地下水向潜水井运动的状态，可降低研究成本的潜水井演示仪。 本专利技术的目的是这样来实现的本专利技术潜水井流演示仪，包括有隔水底板和与隔水底板连接的演示 屏的箱体，位于箱体内平行于演示屏且与隔水底板连接的渗流板，渗流 板与隔水底板和箱体两侧面及演示屏间形成窄缝槽渗流区，窄缝槽渗流区的宽度为0. 5 2mm，窄缝槽渗流区的中部有垂直于水平面的模拟抽水 井透水井壁，渗流板上相对模拟抽水井透水井壁底部的位置有抽水井排 水孔， 一端与抽水井排水孔连接的抽水排水管上装有抽水井水位控制 阀，在箱体内位于渗流板的两端分别有第一清水渗透箱、第二清水渗透 箱、第一示踪剂渗透箱、第二示踪剂渗透箱，在渗流板上有若干将第一、 第二清水渗透箱和第一、第二示踪剂渗透箱分别与窄缝槽渗流区相通的 渗流孔，清水连通软管、示踪剂通软管分别将第一清水渗透箱与第二清 水渗透箱连通、第一示踪剂渗透箱与第二示踪剂渗透箱连通，箱体上部 装有清水供给箱和示踪剂供给箱，分别与清水供给箱和示踪剂供给箱连 通的带清水流量调节阀的清水供水管和带示踪剂调节阀的供示踪剂管分别向清水渗透箱和示踪剂渗透箱提供清水、示踪剂，窄缝槽渗流区和 演示屏形成井流演示区，第一、第二清水渗透箱为地下水的补给装置， 抽水井排水孔相当于地下水的排泄点，各管路及控制阀、观察孔组成了 流量控制系统，可调节抽水井抽水量的大小以及降深曲线坡度、井中水 位降深等，示踪剂可采用红色或其它颜色，显示水流迹线。上述的模拟抽水井透水井壁底部至隔水底板，形成潜水完整井。 上述的模拟抽水井透水井壁底部与隔水底板间有距离，形成潜水非 完整井。上述的窄缝槽渗流区的截面形状为矩形。上述的窄缝槽渗流区的宽度为lmm。 上述的箱体上有流量观察孔，示踪剂观察孔。 上述的清水供水管及供示踪剂管上分别装有流量观测滴瓶。 上述的模拟抽水井透水井壁采用透水网格制成。 上述的抽水井水位控制阀装在箱体上，操作使用方便。 地下水动力学中的裘布依井流理论(1) 含水层为均质、各向同性。(2) 含水层的隔水底板是水平的。(3) 抽水前，天然水力坡度为零，即潜水面是水平的。(4) 抽水时的影响半径范围内无渗入补给或蒸发，每个过水断面 上流量不变。(5) 在影响半径的圆周上为定水头边界。(6) 抽水井内及附近都是二维流。 窄缝槽渗流就是依据在层流状态下，液体在窄缝槽运动与地下水在含水层中渗流相似的特点，在两块放置很窄的平行板组成的窄缝槽模型 中进行试验，以此解决教学和生产实践中地下水运动的诸多问题，窄缝 槽模拟具有形象、简便、经济、演示效果和直观性好等优点。本专利技术是按照上述要求设计的仪器，仪器以通过抽水井(地下水降 位漏斗的圆心点)至地下水降位漏斗的圆周，垂直切一水文地质剖面为 模拟断面，该断面可以完整地展现地下水向潜水井运动的状态和特征就 可以模拟野外潜水井抽水的过程以及地下水向潜水井运动的状态。本专利技术仪器工作时，先、后打开清水流量调节阀和示踪剂调节阀， 清水箱内的清水和示踪剂供给箱内示踪剂先后流入第一、第二清水渗透箱和第一、第二示踪剂渗透箱再经渗流板上的渗流孔从两侧向抽水井运 动，打开抽水井水位控制阀潜水井开始抽水，井流演示区内的地下水就 会向井内运动，随着抽水时间的延长，井中的动水位和出水量都会达到 稳定状态，同时在抽水井周围会形成有规则的降位漏斗，呈现地下水向 抽水井运动的过程和状态。同时通过流量控制系统可调节抽水井抽水量 的大小及降深曲线坡度，井中水位降深等。本专利技术可清晰、直观地展现潜水井抽水时地下水运动的过程和特 征，对研究地下水的井流运动提供了一种有效手段。通过本专利技术演示屏 上显示的地下水水流迹线绘图制等水头线构成流网，应用流网描述和分 析地下水井流运动的特征和运动要素，并可熟悉抽水试验的过程及相关 的基本概念，学习抽水试验资料的整理和分析，为进行野外实际抽水试 验打下了良好基础。本专利技术演示仪可大大降低研究成本。 附图说明图1为本专利技术潜水完整井结构示意图。图2为图1的A向视图。图3为图2的B向视图。 图4为图3的C一C剖视图。 图5为图3的D—D剖视图。 图6为演示屏、窄缝槽渗流区、渗流板位置图。 图7为本专利技术潜水非完整井结构示意图。 图8为图7的E向视图。 图9为图7的F向视图。 图10为图9的G—G剖视图。 图11为图9的H—H剖视图。 具体实施例方式实施例1:图1 图6给出了本专利技术实施例1潜水完整井结构示意图。参见图 1 图6，本实施例1潜水井流演示仪，包括有隔水底板1和垂直于隔水 底板的演示屏2的箱体3，位于箱体内与隔水底板垂直且与隔水底板和 箱体两侧面密封接连从而与演示屏间形成长为280mm、高16mm、宽(见 图6中的S ) 1. 0皿的矩形窄缝槽渗流区4的渗流板5。窄缝槽渗流区 的中部有垂直于水平面的由透水网格制成的模拟抽水井透水井壁6，渗流板上相对井壁透水网格底部的位置有抽水井排水孔7。 一端与抽水井 排水孔连接的抽水排水软管8上装有固定在箱体上的抽水井水位控制阀 9。在箱体内位于渗流板的两端分别有第一清水渗透箱10、第二清水渗 透箱ll、第一示踪剂渗透箱12、第二示踪剂渗透箱13。在渗流板上有 若干将第一、第二清水渗透箱和第一、第二示踪剂渗透箱分别与窄缝槽 渗流区相通的渗流孔14。清水连通软管15、示踪剂连通软管16分别将 第一清水渗透箱与第二清水渗透箱连通、第一示踪剂渗透箱与第二示踪 剂渗透箱连通。箱体上部装有清水供给箱17和示踪剂供给箱18。箱体 顶部与清水供给箱和示踪剂供给箱对应位置分别有清水注水口 19、示踪 剂注入口 20。分别与清水供给箱和示踪剂供给箱连通的带清水流量调节 阀21的清水供水管22和带示踪剂调节阀23的供示踪剂管24分别向清 水渗透箱和示踪剂渗透箱提供清水、红色示踪剂。如图2所示，箱体上 有流量观察孔25，示踪剂观察孔26。清水供水管及供示踪剂管上分别 装有流量观测滴瓶27。图1中的演示屏上显示了潜水完整井抽水时地下水向井中流动的水 流迹线(因实验是在稳定流的条件下进行，流线与迹线重合，此时红色 迹线即可代表渗透水流流线)。通过地下水水流流线绘制水头线构成流 网，应用流网来描述和分析地下水向潜水完整井运动特征和运动规律。实施例2:图7 图11给出了本专利技术实施例2潜水非完整井结构示意图。本实 施例2基本与实施例1相同，不同处是模拟潜水井透水井壁28底部与 隔水底板间有距离。图7演示屏上显示了地下水向潜水非完整井运动时 的水流迹线。上述各实施例是对本专利技术的上述内容作进一步的说明，但不应将此 理解为本专利技术上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实本文档来自技高网...

【技术保护点】
潜水井流演示仪，其特征在于包括有隔水底板和与隔水底板连接的演示屏的箱体，位于箱体内平行于演示屏且与隔水底板连接的渗流板，渗流板与隔水底板和箱体两侧面及演示屏间形成窄缝槽渗流区，窄缝槽渗流区的宽度为０．５～２ｍｍ，窄缝槽渗流区的中部有垂直于水平面的模拟抽水井透水井壁，渗流板上相对模拟抽水井透水井壁底部的位置有抽水井排水孔，一端与抽水井排水孔连接的抽水排水管上装有抽水井水位控制阀，在箱体内位于渗流板的两端分别有第一清水渗透箱、第二清水渗透箱、第一示踪剂渗透箱、第二示踪剂渗透箱，在渗流板上有若干将第一、第二清水渗透箱和第一、第二示踪剂渗透箱分别与窄缝槽渗流区相通的渗流孔，清水连通软管、示踪剂连通软管分别将第一清水渗透箱与第二清水渗透箱连通、第一示踪剂渗透箱与第二示踪剂渗透箱连通，箱体上部装有清水供给箱和示踪剂供给箱，分别与清水供给箱和示踪剂供给箱连通的带清水流量调节阀的清水供水管和带示踪剂调节阀的供示踪剂管分别向清水渗透箱和示踪剂渗透箱提供清水、示踪剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：虞修竞，付小敏，蔡国军，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]