Experimento 4 Demostración de simulación de buceo
1. Familiarizarse con los conceptos básicos relacionados con el buceo y comprender los elementos básicos del buceo y el buceo en acuíferos.
2. Mejorar la comprensión perceptiva de la recarga, escorrentía y excreción del buceo.
3. Profundice su comprensión de los conceptos de redes convectivas y sistemas de flujo freático, y desarrolle capacidades de análisis integrales.
2. Contenido experimental
1. Observar la lluvia y el proceso de infiltración de la lluvia.
2. Determinar la forma del nivel freático.
3. Analizar el movimiento de las cuencas subterráneas.
4. Demostrar el buceo y la flotación con red en diferentes condiciones.
5. Experimento de diseño: utilice un simulador de buceo para demostrar el sistema de proceso de buceo.
Tercero, instrumentos y suministros experimentales
1. Equipo de demostración de buceo (ver Figura ⅰ4-1). Los principales componentes y funciones del instrumento son los siguientes.
1) Tanque: Contiene arena homogénea para simular un acuífero.
2) Dispositivo de lluvia: simula la lluvia y puede controlar artificialmente el tamaño y distribución de la lluvia.
3) Pozo de simulación: se instalan dos pozos completos y dos pozos incompletos en la parte delantera (sección A) y en la parte posterior (sección B) del instrumento respectivamente, que pueden bombear (inyectar) agua o bombear conjuntamente. (inyectar) agua. La forma en que el agua simula artificialmente cualquier pozo.
4) Simulación de corredores de captación de agua: El drenaje de los corredores de captación de agua se puede controlar de forma artificial.
5) Punto de medición de presión: conectado al tubo de medición de presión en la placa de medición de presión, el cabezal de medición de presión puede medir cualquier punto de medición de presión; la comunicación con la botella de inyección del trazador puede demostrar aerodinámica.
6) Placa medidora de presión.
7) Frasco de inyección del trazador.
8) Tanque de agua estable (utilizado para estabilizar el nivel del agua del río simulado).
9) Bomba peristáltica (se utiliza para simular el bombeo).
2. Utilice tinta roja para mostrar líneas de flujo.
3. Regla (largo 50 cm) y calculadora, etc.
Figura ⅰ4-1 Vista física del dispositivo de demostración de buceo
IV.Pasos experimentales
1. Familiarícese con la estructura y función del dispositivo de demostración de buceo. .
El diagrama físico del dispositivo demostrador de buceo se muestra en la Figura ⅰ4-1.
2. Demostración de la infiltración de la lluvia y la escorrentía superficial
Encienda el interruptor de lluvia y ajuste manualmente la intensidad de la lluvia. Mantenga bajos los niveles de agua en ambos ríos para permitir el drenaje. Observar atentamente el proceso de lluvia e infiltración de la lluvia y la generación de escorrentía superficial. Análisis y discusión:
1) La relación entre intensidad de lluvia, infiltración y escorrentía superficial.
2) La relación entre topografía y escorrentía superficial.
3. Observar la forma del nivel freático con las condiciones de infiltración.
Como se muestra en la Figura I 4-2, en el acuífero freático, las alturas de agua en cada punto de la línea equipotencial son iguales, es decir, los niveles piezométricos de agua en los puntos B, C y D son igual a M y M en la superficie freática respectivamente. Por lo tanto, se pueden seguir los siguientes pasos para determinar la forma del nivel freático.
1) Proporcione precipitaciones moderadas y mantenga los dos ríos drenando al mismo nivel bajo de agua. Después de que los niveles de agua se estabilicen, mida el nivel del agua del pozo y el nivel del agua del río, que se muestran proporcionalmente en la Figura ⅰ4-. 3.
2) Seleccione de 3 a 5 puntos de medición de presión entre el río y la cuenca, inyecte el trazador, observe las características de la línea de corriente, analice las reglas de distribución de la red de flujo y dibuje las líneas de corriente en la Figura 14-3 y las líneas equipotenciales. .
3) Seleccione 3 ~ 5 puntos de medición de presión para conectar a la tubería de medición de presión (tenga cuidado de no entrar aire al realizar la conexión), mida el nivel de agua de medición de presión en el punto de medición de presión y muéstrelo proporcionalmente en la Figura ⅰ4-3 en el medio. Una línea horizontal trazada desde la parte superior del nivel de agua a presión en cada punto de medición de presión intersecta la línea equipotencial en la que se encuentra cada punto de medición de presión (cada punto de intersección está en la línea del nivel de buceo). Combinando el nivel del agua del pozo y el nivel del agua del río, así como la intersección de líneas paralelas y líneas equipotenciales, dibuje una línea freática en la Figura I4-3.
Figura ⅰ4-2 Diagrama esquemático de la altura del agua en cualquier punto de la isolínea del acuífero freático (la parte ennegrecida del tubo medidor de presión es la altura del tubo medidor de presión en el punto correspondiente).
4. Observar la desviación de la cuenca freática.
Dar precipitaciones moderadas y uniformes, mantener los dos ríos drenando al mismo nivel bajo de agua y observar la posición de la cuenca freática.
Elevar el nivel del agua en un lado del río, es decir, elevar el tanque de agua estable en un lado, y observar la dirección en la que se mueve la división del agua subterránea. Trate de analizar por qué se mueve la cuenca y si puede ser estable; ¿qué pasará con la cuenca subterránea cuando deje de llover? Observe cuidadosamente los cambios en la cuenca de agua subterránea después de que cesa la lluvia.
5. Contenido experimental selectivo
Demostración de cambios en la relación entre el suministro y vertido de aguas subterráneas y fluviales bajo la influencia de las actividades humanas.
Condiciones experimentales básicas: proporcionar precipitaciones moderadas, mantener los dos ríos drenando al mismo nivel alto de agua, mantener el nivel del agua subterránea en un estado inicial estable y seleccionar de 3 a 5 puntos de medición de presión para inyectar el trazador rojo. El contenido de demostración específico es el siguiente.
1) Drenaje de la galería de recolección de agua: Encienda el interruptor de la galería de recolección de agua para drenaje. Observe las características cambiantes de las líneas de corriente y analice el impacto del drenaje del corredor de recolección de agua en la relación de reposición y drenaje entre el agua subterránea y el agua del río.
2) Bombear (inyectar) agua al pozo completo: restablecer el estado inicial. Inserte tuberías de agua de bomba peristáltica en dos pozos completos para bombear agua con caudales iguales o diferentes. Observe los cambios en la forma de las divisiones y líneas de corriente del agua subterránea.
3) Bombeo de pozo incompleto: restaurar el estado inicial. Inserte las tuberías de agua de la bomba peristáltica en dos pozos completos respectivamente y controle el bombeo de agua a igual profundidad de los dos pozos incompletos a través de interruptores. Inyecte el trazador en los puntos de medición de presión apropiados, observe la forma de las líneas de corriente y dibuje las líneas de corriente del agua subterránea en la Figura I 4-4. Análisis y discusión: Si las capacidades de bombeo de dos pozos incompletos son iguales al bombear agua a iguales profundidades.
Resultados experimentales del verbo (abreviatura de verbo)
1 De acuerdo con el paso experimental 3 anterior, dibuje el diagrama de red del proceso de esta sección en la Figura I4-3.
2. Basado en la demostración del bombeo de pozos incompletos en el Paso Experimental 5, en la Figura 14-4 se dibuja esquemáticamente el diagrama de la red de flujo de dos bombeos de pozos incompletos con la misma reducción.
3. Pensamiento: Para el acuífero freático en el macizo entre ríos, cuando los niveles de agua del río no son iguales, ¿de qué lado está la cuenca subterránea? Intenta analizar las razones.
4. Describir los resultados experimentales seleccionados.
Experimento de diseño de verbo intransitivo (como referencia)
1. Para el acuífero freático interfluvio, ¿cómo cambian la red de flujo y las características del sistema de flujo en condiciones de lluvia desigual?
2. Para el acuífero freático del macizo fluvial, bajo la condición de lluvias de intensidad moderada y uniforme, si un pozo bombea agua de diferente intensidad, ¿qué pasará con el flujo de agua subterránea?
3. ¿En qué condiciones el acuífero freático en la zona entre ríos puede formar un sistema de flujo de múltiples etapas (demostrador de buceo experimental)? Intenta diseñar un plan experimental y demostrarlo.
Figura ⅰ4-3 Demostración de simulación de buceo (Parte A)
Figura ⅰ4-4 Demostración de simulación de buceo (Parte B)