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渗流槽实验设备 地下水稳定运动模拟渗流槽装置 河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置

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TW-LT641河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置

渗流槽实验设备 地下水稳定运动模拟渗流槽装置 河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置 (图1)


TW-LT641河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置在教学中的应用与实践

一、设备概述与教学价值

TW-LT641河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置是我们水文地质课程中一款非常重要的实验教学设备。这款装置以有机玻璃板精心制作,槽内填充均匀的石英砂(通常为30-60目或40-60目)15,模拟天然含水层。它能够直观演示河间地块中地下水的补给、径流、排泄全过程,特别是潜水分水岭的形成与迁移规律25。对于职业院校的学生而言,这种将抽象理论转化为可视现象的教学方式,极大地降低了学习难度,提高了实践认知能力。

二、技术特点与核心功能

该装置的核心技术特点在于其高度模拟真实环境的能力精确的测量系统

装置主要配置包括:

  • 有机玻璃模拟箱:通常尺寸约为1200mm×230mm×700mm,厚度达14mm,确保坚固透明。

  • 模拟降雨装置:可通过转子流量计精确测定并控制总降雨量18

  • 可调节河水位系统:槽两端装有活动的溢水装置,通过升降可精确稳定控制两侧(河A和河B)的水位高低,并可通过进水阀门控制供水水源110

  • ** comprehensive 测压系统:槽底和后壁面沿流向按一定间距设有多组测压管孔(通常每铅直断面6个为一组),这些管孔通过橡皮管与测压管板连接,用于测定渗流场内任意点的测压水头,读数精度可达1mm**17

  • 循环供水系统:包括循环水箱、水泵等,确保实验持续进行1

此外,一些型号还可能配备张力计用于观察包气带和饱水带毛细管负压分布特征1,或模拟井群(完整井与非完整井)示踪剂注入系统等,以拓展实验项目5

三、实验教学应用实例

在我的教学实践中,TW-LT641渗流槽装置主要用于完成以下几类实验:

  1. 观察潜水二维稳定渗流现象:学生可以清晰看到有入渗补给时,地下水的流动路径和自由水面的形状。

  2. 测定水文地质参数:学生分组操作,运用量筒、烧杯、秒表等工具测量渗流量,进而计算含水层的渗透系数(K值)和降雨入渗强度(W值),并与理论值进行比较验证8

  3. 研究潜水分水岭的动态变化:这是实验的重点和难点。通过调整渗流槽两侧排泄口的高差(改变左右河水位),引导学生认真观察测压管水位变化所反映的砂层中潜水分水岭的迁移1。实验现象直观地验证了理论:当两侧河流水位相平时,分水岭位于河间地块中间;当一端水位升高时,分水岭会向高水位一侧移动;当水位差超过临界值,分水岭甚至消失2。这个过程能让学生深刻理解地下水分水岭的分布规律及其控制因素。

  4. 模拟包气带水分运移:通过观测张力计水银柱读数变化,了解包气带和饱水带毛细管负压的分布特征1

四、教学心得与展望

在职业院校的教学中,我们尤为注重学生实践技能和解决问题能力的培养。TW-LT641这类装置恰好提供了绝佳的平台。它不仅能帮助学生巩固《水文地质学基础》、《地下水动力学》等课程的理论知识,更能训练他们的动手操作、团队协作、数据采集与分析的能力

我发现,让学生亲自操作、观察和记录,远比单纯讲授理论更能激发他们的学习兴趣。当他们看到因为自己调节了水位而导致分水岭移动时,那种对知识豁然开朗的表情,是作为教师最欣慰的时刻。

未来,我们计划进一步探索该装置在污染物运移模拟36等更复杂场景中的应用,并尝试将实验过程与数值模拟软件相结合,培养学生运用多种手段解决实际水文地质问题的综合能力。

总而言之,TW-LT641河间地块地下水稳定运动模拟渗流槽装置是我们培养高素质技术技能人才不可或缺的利器。它架起了理论与实践的桥梁,让学生们能直观感知地下水的奥秘,为他们日后从事水文地质、环境工程等相关领域的工作打下坚实的实践基础。


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