实验二多源汇地下水流系统设计与演示.PDFVIP

《地下水流系统理论与应用》 实验二 多源汇地下水流系统设计与演示 一、实验目的 1. 通过砂箱物理模拟直观再现托特理论的多级次地下水流动系统局部、中间、区 域的水流系统； 2. 通过调整降雨量大小，模拟不同降雨入渗补给强度对地下水流动系统发育模式的 影响； 3. 通过均质砂箱和非均质砂箱多级水流系统的模拟演示，分析介质场渗透性对水流 系统发育模式的影响。 二、仪器介绍 多级水流系统演示仪主要包含潜水砂箱、降水系统、河流排泄系统、示踪系统、水位 观测系统。 潜水砂箱主体装的是石英砂，模拟砂粒介质，可以是均质含水层，也可以是非均质含 水层。 降水系统：为3 个独立的降水装置，从右到左为三段补给源。每个降水装置的进水口 都与蠕动泵相连，可以独立并精确的控制降雨量大小。 河流排泄系统：包括三个低洼河谷，构成可能的势汇，三个河谷从右往左依次降低， 河流的流量可以用量筒和秒表测量。 示踪系统：砂箱正面上方有一排示踪点，示踪点外面套有红色中空橡皮头，以便注入 红色墨水，可以示踪地下水流线。 观测系统：砂箱背面有 21 个测压点，连接右边的测压板，通过测压板上的刻度，可 以测定砂箱中不同测压点的水头值。 三、实验内容 熟悉了解地下水流系统模拟演示仪的结构、功能与操作方法，完成以下实验内容。 1. 观察均匀介质中的地下水流系统 1 号砂箱为均匀介质，通过调节蠕动泵转速，使得降雨强度中等，砂箱中出现三级地 下水流系统。水位稳定以后，根据示踪流线和测压点水位，在图1 中绘制流网图。测量各 个蠕动泵的转速，砂箱各个排泄点的流量，并记录在表1 中。 减小蠕动泵转速，减小降雨强度，向简单水流系统转变（局部、区域两级水流系统）， 分析降水对地下水流系统发育模式的影响。 1 3. 观察层状非均质介质中的地下水流系统 在2 号砂箱进行中等强度的降水，水位稳定以后，根据示踪流线和测压点水位，在图 2 中绘制流网图。测量各个蠕动泵的转速，砂箱各个排泄点的流量，并记录在表1 中。 与1 号砂箱中等降水强度下的水流系统进行对比，分析介质渗透性对地下水流系统发 育模式的影响。 4. 观察透镜体对地下水流系统的影响 3 号砂箱分别装有一个高渗透介质透镜体和低渗透介质的透镜体，观察中等降水强度 下的地下水流系统，根据示踪流线和测压点水位，在图3 中绘制流网图。测量各个蠕动泵 的转速，砂箱各个排泄点的流量，并记录在表1 中。 与1 号砂箱中等降雨强度下的水流系统进行对比，分析介质非均质对地下水流系统发 育模式的影响。 四、实验成果 1. 根据上述步骤完成表格1，并在图1、图2 、图3 上绘制流网图。 2. 根据步骤2 ，分析降雨强度对地下水流系统发育模式的影响。 3. 根据实验步骤2 、3、4 ，对比1 号、2 号、3 号砂箱的流网图，分析含水层介质对 地下水流系统模式的影响。 4. 根据表1，思考：每个砂箱总的排泄量是否应该等于总补给量？为什么？ 2 表1 砂箱各补给和排泄点流量观测 补给源1 补给源2 补给源3 S1 S2 S3 总排 步 蠕动 蠕动 蠕动 总补给量 排泄量 排泄量 排泄量 泄量 流量 流量 流量 泵转 泵转 泵转 (ml/s) (mL/s) (mL/s) (mL/s) (mL/s) (ml/s) (ml/s) (ml/s) 骤 速 速 速 2 3 4 实验日期：