一种地下水抽灌试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种地下水抽灌试验装置，包括内部装有被测试土样的地下水抽灌试验模型、从被测试土样内向外抽水或由外向被测试土样内回灌水的抽灌装置和对被测试土样内的水位进行监测的水位监测装置；地下水抽灌试验模型包括圆柱形仓体，圆柱形仓体包括水平底板和土样存放仓，被测试土样的中部设置有抽灌井，被测试土样内设置有多个结构相同的观测井组，多个观测井组沿圆周方向均匀布设在抽灌井四周外侧；每个观测井组均包括多个布设在同一等角螺线上的水位观测井。本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，不仅能准确模拟被测试地层的实际水位变化情况，而且抽灌过程中能对地层内水位变化情况进行同步测试。
【专利说明】 一种地下水抽灌试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于抽水及回灌试验【技术领域】，尤其是涉及一种地下水抽灌试验装置。
【背景技术】
[0002]地下水过度开采导致地下水位急剧变化，需要采用回灌技术补充地下水。水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。但现如今应用水源热泵技术时，对于不同地层下抽灌井的设计缺乏试验数据，实际抽灌过程中不同地质构造条件的相关物理参数，如渗流系数、渗流速度等均不易确定，并且现场试验费用也相对较高；而数值模拟方法又缺乏验证，所测试地层的关键物理参数也不易确定。综上，现如今缺少一种结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好的地下水抽灌室内试验装置，不仅能准确模拟被测试地层的实际水位变化情况，而且抽灌过程中能对地层内水位变化情况进行同步测试。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种地下水抽灌试验装置，其结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，不仅能准确模拟被测试地层的实际水位变化情况，而且抽灌过程中能对地层内水位变化情况进行同步测试。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:包括内部装有被测试土样的地下水抽灌试验模型、从被测试土样内向外抽水或由外向被测试土样内回灌水的抽灌装置和对被测试土样内的水位进行监测的水位监测装置；所述地下水抽灌试验模型包括上部开口的圆柱形仓体，所述圆柱形仓体为砖砌结构或混凝土结构；所述圆柱形仓体包括水平底板和布设在水平底板上的土样存放仓，所述土样存放仓的形状为圆柱状且其上下部均开口，所述被测试土样安装在土样存放仓内；所述土样存放仓呈竖直向布设，所述土样存放仓与水平底板之间紧密连接；所述被测试土样为圆柱状土样且其与土样存放仓呈同轴布设，所述被测试土样为从被测试地层取出的原状土试样或扰动土试样；所述被测试土样的中部设置有用于由内向外抽水与由外向内回灌水的抽灌井，所述抽灌井呈竖直向布设且其与被测试土样呈同轴布设；所述被测试土样内设置有多个结构相同的观测井组，多个所述观测井组沿圆周方向布设在抽灌井的四周外侧，且多个所述观测井组沿圆周方向呈均匀布设；每个所述观测井组均包括多个布设在同一等角螺线上的水位观测井，所述水位观测井呈竖直向布设，多个所述观测井组中所有水位观测井的结构和尺寸均相同；多个所述观测井组中各观测井组所包括水位观测井的数量均相同，每个所述水位观测井内均安装有水位测试装置，所述水位测试装置的数量为多个且其数量与多个所述观测井组中所包括水位观测井的数量相同；所述抽灌装置安装在与抽灌井相接的输水管道上；所述水位监测装置包括多个分别与多个所述水位测试装置相接的数据采集单元和对多个所述水位测试装置所测试水位数据进行同步显示与记录的数据处理设备，多个所述数据采集单元均与数据处理设备相接。
[0005]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:所述抽灌装置为水源热泵。
[0006]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:所述抽灌井内安装有井管一，所述井管一的内径为Φ 180mm~Φ 300mm ;所述水位观测井内安装有井管二,所述井管二的内径为Φ80πιπι ~Φ 120mm。
[0007]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:所述水平底板为圆形板。
[0008]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:所述观测井组的数量为3个或4个。
[0009]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:每个所述观测井组中所包括水位观测井的数量均为5个~10个。
[0010]上述一种地下水抽灌试验装置，其特征是:每个所述观测井组中多个所述水位观测井均由内至外布设在同一等角螺线上，多个所述水位观测井中相邻两个所述水位观测井之间的间距由内至外逐渐增大。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、结构简单、设计合理且施工简便，安装布设方便，投入测试成本较低。
[0013]2、地下水抽灌试验模型结构设计合理，抽灌井布设在被测试土样中部，多个观测井组沿圆周方向均 匀布设在抽灌井的四周外侧，并且各观测井组中多个水位观测井布设在同一等角螺线上，因而能将各观测井之间的相互影响降至最低。
[0014]3、使用效果好且实用价值高，被测试土样为从被测试地层取出的原状土试样或扰动土试样，其地层结构和含水量均与被测试地层相同，并且由于被测试说土样从工程现场采集，可以是单一地质构造，也可是多种不同地质材料组成的复杂地质构造，不仅能准确模拟被测试地层的实际水位变化情况，而且抽灌过程中能对地层内水位变化情况进行同步测试，根据本实用新型的测试结果，能对被测试地层的渗流系数、渗流速度等参数进行确定。
[0015]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，不仅能准确模拟被测试地层的实际水位变化情况，而且抽灌过程中能对地层内水位变化情况进行同步测试。
[0016]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构配示意图。
[0018]图2为本实用新型的电路原理框图。
[0019]图3为本实用新型地下水抽灌试验模型的结构示意图。
[0020]图4为图3的A-A剖视图。
[0021]附图标记说明:
[0022]I一被测试土样；2—7jC平底板；3—土样存放仓；
[0023]4一抽灌井；5—水位观测井。6—输水管道；
[0024]7—水位测试装置；8-1—数据采集单元； 8-2—数据处理设备；
[0025]9 一水源热泵。【具体实施方式】
[0026]如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括内部装有被测试土样I的地下水抽灌试验模型、从被测试土样I内向外抽水或由外向被测试土样I内回灌水的抽灌装置和对被测试土样I内的水位进行监测的水位监测装置。所述地下水抽灌试验模型包括上部开口的圆柱形仓体，所述圆柱形仓体为砖砌结构或混凝土结构。所述圆柱形仓体包括水平底板2和布设在水平底板2上的土样存放仓3，所述土样存放仓3的形状为圆柱状且其上下部均开口，所述被测试土样I安装在土样存放仓3内。所述土样存放仓3呈竖直向布设，所述土样存放仓3与水平底板2之间紧密连接。所述被测试土样I为圆柱状土样且其与土样存放仓3呈同轴布设，所述被测试土样I为从被测试地层取出的原状土试样或扰动土试样。所述被测试土样I的中部设置有用于由内向外抽水与由外向内回灌水的抽灌井4，所述抽灌井4呈竖直向布设且其与被测试土样I呈同轴布设。所述被测试土样I内设置有多个结构相同的观测井组，多个所述观测井组沿圆周方向布设在抽灌井4的四周外侧，且多个所述观测井组沿圆周方向呈均匀布设。每个所述观测井组均包括多个布设在同一等角螺线上的水位观测井5，所述水位观测井5呈竖直向布设，多个所述观测井组中所有水位观测井5的结构和尺寸均相同。多个所述观测井组中各观测井组所包括水位观测井5的数量均相同，每个所述水位观测井5内均安装有水位测试装置7，所述水位测试装置7的数量为多个且其数量与多个所述观测井组中所包括水位观测井5的数量相同。所述抽灌装置安装在与抽灌井4相接的输水管道6上。所述水位监测装置包括多个分别与多个所述水位测试装置7相接的数据采集单元8-1和对多个所述水位测试装置7所测试水位数据进行同步显示与记录的数据处理设备8-2，多个所述数据采集单元8-1均与数据处理设备8-2相接。
[0027]本实施例中，所述抽灌装置为水源热泵9。实际使用时，也可以采用其它类型的抽灌装置。
[0028]由于所述被测试土样I为从被测试地层取出的原状土试样或扰动土试样，因而其地层结构和含水量均与被测试地层相同。
[0029]本实施例中，所述水平底板2为圆形板。
[0030]所述抽灌井4内安装有井管一,所述井管一的内径为Φ 180mm?Φ 300mm。所述水位观测井5内安装有井管二,所述井管二的内径为Φ80ι?πι?C>120mm。本实施例中，所述井管一的内径为Φ250mm，所述井管二的内径为Φ 100mm。实际施工时，可以根据具体需要，对所述井管一和所述井管二的内径大小进行相应调整。
[0031]所述观测井组的数量为3个或4个。实际施工时，可以根据具体需要，对多个所述观测井组的数量进行相应调整。
[0032]本实施例中，所述观测井组的数量为3个。
[0033]每个所述观测井组中所包括水位观测井5的数量均为5个?10个。本实施例中，每个所述观测井组中所包括水位观测井5的数量均为5个。实际施工时，可以根据具体需要，对每个所述观测井组中所包括水位观测井5的数量进行相应调整。
[0034]本实施例中，每个所述观测井组中多个所述水位观测井5均由内至外布设在同一等角螺线上，多个所述水位观测井5中相邻两个所述水位观测井5之间的间距由内至外逐渐增大。
[0035]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:包括内部装有被测试土样(I)的地下水抽灌试验模型、从被测试土样(I)内向外抽水或由外向被测试土样(I)内回灌水的抽灌装置和对被测试土样(I)内的水位进行监测的水位监测装置；所述地下水抽灌试验模型包括上部开口的圆柱形仓体，所述圆柱形仓体为砖砌结构或混凝土结构；所述圆柱形仓体包括水平底板(2)和布设在水平底板(2)上的土样存放仓(3)，所述土样存放仓(3)的形状为圆柱状且其上下部均开口，所述被测试土样(I)安装在土样存放仓(3)内；所述土样存放仓(3)呈竖直向布设，所述土样存放仓(3)与水平底板(2)之间紧密连接；所述被测试土样(I)为圆柱状土样且其与土样存放仓(3)呈同轴布设，所述被测试土样(I)为从被测试地层取出的原状土试样或扰动土试样；所述被测试土样(I)的中部设置有用于由内向外抽水与由外向内回灌水的抽灌井(4)，所述抽灌井(4)呈竖直向布设且其与被测试土样(I)呈同轴布设；所述被测试土样(I)内设置有多个结构相同的观测井组，多个所述观测井组沿圆周方向布设在抽灌井(4)的四周外侧，且多个所述观测井组沿圆周方向呈均匀布设；每个所述观测井组均包括多个布设在同一等角螺线上的水位观测井(5)，所述水位观测井(5)呈竖直向布设，多个所述观测井组中所有水位观测井(5)的结构和尺寸均相同；多个所述观测井组中各观测井组所包括水位观测井(5)的数量均相同，每个所述水位观测井(5)内均安装有水位测试装置(7)，所述水位测试装置(7)的数量为多个且其数量与多个所述观测井组中所包括水位观测井(5)的数量相同；所述抽灌装置安装在与抽灌井(4)相接的输水管道(6)上；所述水位监测装置包括多个分别与多个所述水位测试装置(7)相接的数据采集单元(8-1)和对多个所述水位测试装置(7)所测试水位数据进行同步显示与记录的数据处理设备(8-2 )，多个所述数据采集单元(8-1)均与数据处理设备(8-2 )相接。
2.按照权利要求1所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:所述抽灌装置为水源热泵(9)。
3.按照权利要求1或2所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:所述抽灌井(4)内安装有井管一，所述井管一的内径为Φ 180mm?Φ 300mm ;所述水位观测井(5)内安装有井管二，所述井管二的内径为Φ80ι?πι?Φ 120mm。
4.按照权利要求1或2所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:所述水平底板(2)为圆形板。
5.按照权利要求1或2所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:所述观测井组的数量为3个或4个。
6.按照权利要求1或2所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:每个所述观测井组中所包括水位观测井(5)的数量均为5个?10个。
7.按照权利要求1或2所述的一种地下水抽灌试验装置，其特征在于:每个所述观测井组中多个所述水位观测井(5)均由内至外布设在同一等角螺线上，多个所述水位观测井(5)中相邻两个所述水位观测井(5)之间的间距由内至外逐渐增大。
【文档编号】G01F23/00GK203502075SQ201320650619
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】闫峭 申请人:长安大学