河床渗水试验系统论文和设计-汪生斌

全文摘要

本实用新型中公开了一种河床渗水试验系统，包括供水装置、定水头装置、渗漏装置和溢水装置，所述供水装置包括供水桶和设置在供水桶内的水泵，所述定水头装置包括溢流桶，渗漏装置包括渗漏桶和设置在渗漏桶上的水头管，溢水装置包括溢水桶；所述水泵通过供水管连接渗漏桶，所述溢流桶内设置有溢流板，溢流板与溢流桶底面垂直，将溢流桶分割成两个独立的腔体，所述溢流板高度要低于溢流桶的深度，所述溢流桶底部设置有两个接头，分别为渗漏接头和溢流接头，所述渗漏接头和溢流接头分别与渗漏桶上两个独立的腔体连通，所述渗漏接头通过渗漏管连接渗漏桶，溢流接头通过溢流管连接溢水桶。本实用新型结构简单，可实现对大型河床在不同水位高度下渗水量的模拟测量操作。

主设计要求

1.河床渗水试验系统，其特征在于：包括供水装置、定水头装置、渗漏装置和溢水装置，所述供水装置包括供水桶和设置在供水桶内的水泵，所述定水头装置包括溢流桶，渗漏装置包括渗漏桶和设置在渗漏桶上的水头管，溢水装置包括溢水桶；所述水泵通过供水管连接渗漏桶，所述溢流桶内设置有溢流板，溢流板与溢流桶底面垂直，将溢流桶分割成两个独立的腔体，所述溢流板高度要低于溢流桶的深度，所述溢流桶底部设置有两个接头，分别为渗漏接头和溢流接头，所述渗漏接头和溢流接头分别与渗漏桶上两个独立的腔体连通，所述渗漏接头通过渗漏管连接渗漏桶，溢流接头通过溢流管连接溢水桶，所述溢水桶设置位置处的水平面要低于渗漏桶设置位置处的水平面，所述渗漏桶为上端封闭下端开口的筒状结构，渗漏桶开口端向下伸入到试验土层内，渗漏桶封闭端设置有水头管接头，水头管连接水头管接头。

设计方案

2.根据权利要求1所述的河床渗水试验系统，其特征在于：试验土层内位于渗漏桶下方设置有防渗漏辅助结构，所述防渗漏辅助结构包括位于渗漏桶下方的环形混凝土层，渗漏桶的开口端设置在环形混凝土层上端面，渗漏桶开口端与环形混凝土层上端面之间密封连接。

3.根据权利要求1所述的河床渗水试验系统，其特征在于：所述渗漏桶内设置有缓冲机构，所述缓冲机构设置在试验土层表面上，在渗漏桶内的水和试验土层之间起到缓冲的作用。

4.根据权利要求3所述的河床渗水试验系统，其特征在于：所述缓冲机构为设置在试验土层表面的缓冲板或缓冲架，所述缓冲板或缓冲架的表面面积小于渗漏桶内试验土层的表面面积。

5.根据权利要求1所述的河床渗水试验系统，其特征在于：所述供水管上设置有流量计。

6.根据权利要求1或5所述的河床渗水试验系统，其特征在于：所述溢水桶上设置有用于测量溢水桶内水位的水位测量装置。

7.根据权利要求1所述的河床渗水试验系统，其特征在于：所述溢流桶设置在一升降机构上，所述升降机构可调节溢流桶的高度。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水文地质测量技术领域，特别涉及一种河床渗水试验系统。

背景技术

在地质测量过程中为对河床中洪水淹没带垂直渗漏参数进行测量，为洪水期和相对平水期多出的渗漏补给量的预测提供基础数据，通常会进行河床渗水试验。河床渗水试验目前通常采用的是单环渗水试验原理；单环渗水试验是一种常用的野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法，适用于地下水位以上的砂土、砂卵砾石等土层等。现有的测试装置主要有两种：一是用底部未封闭的积水容器向试环里注水，在试环内壁标刻度，通过人为控制加水速度来大概控制水位不变，这种方法可以向积水容器中加水，适用于利于搬运的体积较小的积水容器，但不能很好地维持水头稳定。二是用一定容积的积水容器向试环里注水，通过进气管维持水头稳定，这种方法可以很好地维持水头稳定，但其采用的积水容器底部封闭，不可以加水，积水容器体积比较大，不利于搬运，而且不适合于用水量大的土质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种河床渗水试验系统，可适用于大型河床渗水量的精确检测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种河床渗水试验系统，包括供水装置、定水头装置、渗漏装置和溢水装置，所述供水装置包括供水桶和设置在供水桶内的水泵，所述定水头装置包括溢流桶，渗漏装置包括渗漏桶和设置在渗漏桶上的水头管，溢水装置包括溢水桶；所述水泵通过供水管连接渗漏桶，所述溢流桶内设置有溢流板，溢流板与溢流桶底面垂直，将溢流桶分割成两个独立的腔体，所述溢流板高度要低于溢流桶的深度，所述溢流桶底部设置有两个接头，分别为渗漏接头和溢流接头，所述渗漏接头和溢流接头分别与渗漏桶上两个独立的腔体连通，所述渗漏接头通过渗漏管连接渗漏桶，溢流接头通过溢流管连接溢水桶，所述溢水桶设置位置处的水平面要低于渗漏桶设置位置处的水平面，所述渗漏桶为上端封闭下端开口的筒状结构，渗漏桶开口端向下伸入到试验土层内，渗漏桶封闭端设置有水头管接头，水头管连接水头管接头。

上述技术方案中，进一步地，试验土层内位于渗漏桶下方设置有防渗漏辅助结构，所述防渗漏辅助结构包括位于渗漏桶下方的环形混凝土层，渗漏桶的开口端设置在环形混凝土层上端面，渗漏桶开口端与环形混凝土层上端面之间密封连接。

上述技术方案中，进一步地，所述渗漏桶内设置有缓冲机构，所述缓冲机构设置在试验土层表面上，在渗漏桶内的水和试验土层之间起到缓冲的作用。

上述技术方案中，进一步地，所述缓冲机构为设置在试验土层表面的缓冲板或缓冲架，所述缓冲板或缓冲架的表面面积小于渗漏桶内试验土层的表面面积。

上述技术方案中，进一步地，所述供水管上设置有流量计。

上述技术方案中，进一步地，所述溢水桶上设置有用于测量溢水桶内水位的水位测量装置。

上述技术方案中，进一步地，所述溢流桶设置在一升降机构上，所述升降机构可调节溢流桶的高度。

本实用新型结构简单，可实现对大型河床在不同水位高度下渗水量的模拟测量操作，测试过程中可很好地保证模拟设定水位高度的稳定性，在试验过程中可向渗漏桶中持续供水，以减小渗漏桶的体积，方便试验系统各装置的的运输，具有很好的实用性能。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1、供水桶，2、水泵，3、渗漏桶，4、溢流桶，5、溢水桶，6、水头管，7、供水管，8、渗漏管，9、溢流管，10、水头管接头，11、溢流板，12、渗漏接头，13、溢流接头，14、进水接头，15、出水接头，17、流量计，18、环形混凝土层，19、缓冲板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实施例中的河床渗水试验系统，包括供水装置、定水头装置、渗漏装置和溢水装置。供水装置包括供水桶1和设置在供水桶内的水泵2，供水桶为整个试验过程提供所需的水，供水桶放置在试验点的平地上；所述定水头装置包括溢流桶4和升降机构，溢流桶4设置在升降机构上，升降机构可调节溢流桶的高度；渗漏装置包括渗漏桶3和设置在渗漏桶上的水头管6，溢水装置包括溢水桶5。

水泵2通过供水管7连接渗漏桶3，将供水桶中的水通过供水管送至渗漏桶中；如图1，这里的渗漏桶3为上端封闭下端开口的筒状结构，渗漏桶开口端向下伸入到试验土层内，渗漏桶封闭端设置有水头管接头10，水头管6连接水头管接头10。本实施例中渗漏桶为倒漏斗桶结构，在渗漏桶的开口端处焊接有四个固定把手。在渗漏桶封闭端还可设置用于排气的排气管接头(图1中未示出)。水头管采用PVC直管，水头管与渗漏桶的水头管接头之间通过丝扣固定连接，与试验土层地面之间垂直设置。在渗漏桶3上分别设置有进水接头14和出水接头15，进水接头14与供水管7连接，在供水管7上设置有阀门。

在溢流桶4内设置有溢流板11，溢流板11与溢流桶4底面垂直，溢流板11将溢流桶4分割成两个独立的腔体，这里溢流板11高度要低于溢流桶4的深度；在溢流桶4底部设置有两个接头，分别为渗漏接头12和溢流接头13，所述渗漏接头12和溢流接头13分别与渗漏桶上两个独立的腔体连通，所述渗漏接头12通过渗漏管8连接渗漏桶3，与渗漏桶上的出水接头15连接，溢流接头13通过溢流管9连接溢水桶5，在渗漏管8上设置有阀门。

溢水桶5设置位置处的水平面要低于渗漏桶3设置位置处的水平面，可采用在试验点附近挖一个放置坑用于放置溢水桶，或选择地势较低的地方放置。

在试验土层内位于渗漏桶下方设置有防渗漏辅助结构，所述防渗漏辅助结构包括位于渗漏桶3下方的环形混凝土层18，渗漏桶3的开口端设置在环形混凝土层18上端面，渗漏桶3开口端与环形混凝土层18上端面之间密封连接。

在渗漏桶3内设置有缓冲机构，所述缓冲机构设置在试验土层表面上，在渗漏桶内的水和试验土层之间起到缓冲的作用。优选地，缓冲机构为设置在试验土层表面的缓冲板19或缓冲架，所述缓冲板19或缓冲架的表面面积小于渗漏桶内试验土层的表面面积。

在供水管7上设置有流量计17；溢水桶5上设置有用于测量溢水桶内水位的水位测量装置。通过记录供水管上的流量计和溢水桶上的水位测量装置的测量数值可实现对渗水量的检测。

采用该试验系统对河床进行渗水试验的过程如下：

1)选择所要试验的试验点，将系统各装置运送到试验点位置。

2)在试验点位置挖一个可放置渗漏桶的圆环坑，圆环坑深度在1.5m左右，在圆环坑底部浇注混凝土形成环形混凝土层，混凝土层的高度为0.4-0.5m，厚度为0.3-0.4m；在圆环坑中间的试验土层表面放置缓冲板，然后将渗漏桶由开口端倒扣到圆环坑中间的试验土层上，渗漏桶的开口端设置在混凝土层的上端面上。在渗漏桶与混凝土层的接触端面之间进行密封处理，这里采用水泥固封的方式，沿渗漏桶开口端圆周面浇注水泥对渗漏桶开口端与混凝土层之间进行固定密封，完成试验点位置防渗漏辅助结构和渗漏桶的安装，渗漏桶安装好后，渗漏桶上的出水接头与试验土层表面平齐。

本实施例中，渗漏桶采用底面积为2m^{2<\/sup>、高1.5m的倒漏斗筒状结构，渗漏桶顶部设置直径为110mm，用于连接水头管的水头管接头，及一个直径50mm、带阀门的进水接头，用于连接供水管，及一个直径为25mm的排气接头；在渗漏桶侧壁上，距渗漏桶封闭端0.5m位置设置一个带阀门的出水接头。在水头管接头上安装水头管，水头管采用高度为4m、管径为110m的PVC管。}

3)在距渗漏桶设置位置4.2m左右处挖一深约1.5m的放置坑，将溢水桶放置到该放置坑内；溢水桶上连接一个带刻度的透明玻璃管来读取溢水桶中的水位。

4)在溢流桶附近位置设置可调节溢流桶高度的支架，可采用带固定支架的支架梯或能调节固定支架高度的升降机构，将溢流桶安装到固定支架上，以根据试验的要求调节和设置固定支架的高度位置。溢流桶用于设置和保证定水头的高度，溢流桶高度为0.3m，溢流板的高度为0.2m，通过将溢流桶设置在不同的高度实现对不同水位的模拟。

5)通过管道连接供水桶、渗漏桶、溢流桶和溢水桶。

在试验时通过水泵向渗漏桶中加水到定水头0.5m，当溢流桶开始溢水时停止加水；向供水桶和溢水桶中加入一定量的水至固定的水位刻度，作为初始水位；向渗漏桶中加水并开始计时，以该时刻作为0时刻，每隔一定时间同时记录渗漏桶的进水量和溢水桶中的水位值，计算单位时间的进水量、溢水量和渗水量，直至渗水量相对稳定时停止试验。

通过调节溢流桶的高度位置，可分别完成0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m等各种不同水头高度的渗水试验，以测定不同水头高度下试验土层或岩层的垂向渗漏能力。

在试验完成后，取出渗漏桶，从渗漏桶内的中间土层中分别在表层、0.1m、0.3m、0.5m、1.0m及1.5m处分层取样，测定土层颗分。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。

设计图

河床渗水试验系统论文和设计

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全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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