【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及試驗儀器設備和試驗方法領域，具體是一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置及方法。
技術介紹
1、堤防管涌是長江流域汛期堤防最常見險情，占歷次洪水期間險情比例均超50％，其危害巨大。減壓井是當前堤防工程汛期消除管涌險情隱患最有效措施之一。與其他滲控措施(例如垂直防滲墻或單一吹填蓋重措施)相比，具有效果顯著、造價低、靈活性大、占地小、對環境的影響較小等優點。目前堤防減壓井在我國重要堤防險段發揮了巨大的防洪減災效益。
2、在現有技術中，堤防減壓井竣工初期排水減壓效果明顯，隨著服役的延長，減壓井濾層易逐漸產生淤堵，致使濾層滲透性降低，造成減壓井的流量逐漸減小，甚至完全失效，使堤防管涌險情再度發生。盡管近年發展了濾芯可拆換式減壓井，通常減壓井井口低于堤后地面，且難以形成井口封閉，在非汛期或汛期降雨時渾水容易倒灌進入減壓井內，易形成淤堵，因此，減壓井的濾層淤堵是客觀存在且難以避免的。
3、堤防減壓井服役過程中，每當汛期(或洪水期)減壓井在外江水位較高時會自動溢流出水，與渾水倒灌方向相反，自溢地下水屬于清水，這樣對有倒灌淤堵的濾層有反向沖洗作用，相當于清水沖洗減緩淤堵的發展，針對這一問題研究尚屬空白。
4、現有技術中一種方法是在堤防減壓井淤堵試驗研究中，采用試驗水槽注入渾水，然后測試反濾料或濾層滲透性變化，從而研究渾水倒灌淤堵機理；
5、現有技術中一種試驗屬于化學淤堵試驗，主要采用葡萄糖水連續滴灌浸泡于背景水體的反濾層，測試反濾層化學淤堵物質及演化過程；
6、還
7、綜上所述，目前已有淤堵試驗裝置和方法存在的問題主要有：
8、1、常規滲透試驗設備無法實現清水反向沖洗作用，無法全過程測試和量化清水沖洗濾層對淤堵減緩的影響；
9、2、現有試驗設備和方法，無法實現濾層模塊化安裝，更無法實現試驗過程中濾層淤堵狀和程度態量化分析；
10、3、當采用常規試驗儀和方法，無法實現試驗過程中渾水和清水對反濾層反向間歇交替作用，無法實現測試兩種作用耦合下反濾層淤堵演化程度。
11、因此，現有技術中，尚沒有一種設備和方法能夠在清水、渾水交替反向作用條件下，測試和量化反濾層淤堵發生發展變化過程。
技術實現思路
1、鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本專利技術提供一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置及方法解決了目前常見的淤堵試驗裝置無法實現清濁水流雙向交替作用及對淤堵全過程無法量化測試的不足，體積小，安裝簡便。
2、一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，包括：試驗槽底座、固定于試驗槽底座的有機玻璃槽、設于有機玻璃槽底部的試樣底支板、安裝于試樣底支板的多孔井管、安裝于多孔井管外壁的反濾層固定架、固定于反濾層固定架內的反濾層試樣，所述反濾層試樣被隔板卡槽分割為至少3個部分，試樣底支板由底支板環形支架支撐于試驗槽底座，試樣底支板與試驗槽底座之間形成底部水槽，底部水槽通過底部進水管接入清水；多孔井管的頂部由試樣蓋板蓋住，有機玻璃槽頂部由頂部固定蓋蓋住，試樣蓋板與頂部固定蓋之間形成頂部濁水槽，頂部濁水槽用于接入濁水。
3、進一步的，還包括與底部水槽底部連通的出水管，出水管通過試驗槽底座接出，并由出水管控制閥控制。
4、進一步的，所述底部進水管與底部水槽側壁連接并由底部進水閥控制。
5、進一步的，所述底部水槽的側壁與底部溢流管連接，底部溢流管上設有底部溢流閥。
6、進一步的，還包括頂部固定蓋連接的濁水系統，所述濁水系統由濁水調節閥控制進水，渾水通過濁水系統、頂部固定蓋、頂部濁水槽進入有機玻璃槽后經由試樣蓋板中部孔洞進入多孔井管，渾水流入量大小由濁水調節閥調節。
7、進一步的，所述頂部濁水槽的側壁與頂部溢流管連接。
8、進一步的，所述反濾層試樣被隔板卡槽分割為6個部分。
9、一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗方法，其特征在于，采用上述裝置進行，所述方法包括如下步驟：
10、步驟1：濁水系統中的渾水摻配泥漿經濁水調節閥經試樣蓋板孔進入多孔井管，再流進反濾層試樣，部分渾水經反濾層過濾，泥漿淤積于反濾層試樣內，關閉濁水調節閥，打開試樣蓋板，取出隔板卡槽中的其中一個反濾層試樣進行量化分析獲取此時反濾層試樣渾水淤堵量及透水性衰減量；
11、步驟2：試驗中關閉濁水調節閥、出水管控制閥和底部溢流閥，清水底部進水管經底部進水閥調節，進入反濾層試樣形成反沖洗作用，水經多孔井管頂部溢出進入頂部溢流管溢出試驗系統，關閉底部進水閥，打開試樣蓋板，取出隔板卡槽中的另一個反濾層試樣進行量化分析獲取此時反濾層試樣渾水淤堵量及透水性衰減量，量化分析清水沖洗時長、次數對反濾層試樣淤堵量及透水性影響；
12、步驟3：采用不同的濁水通水時長、濁度；清水通水時長、頻次等，進行重復步驟1及步驟2試驗，直至隔板卡槽內的反濾層試樣全部被取出分析，獲取一定濁水通水時長、清水沖洗頻次或時長與反濾層試樣的透水性衰減和淤堵量關系曲線。
13、本專利技術可以針對堤防減壓井渾水倒灌淤堵和汛期清水自溢沖洗作用下，實現減壓井反濾層淤堵演化過程測試和量化分析，對于分析和預測堤防減壓井效果和壽命具有重要價值和意義，具有較好的應用前景，填補國內外空白。
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1.一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于，包括：試驗槽底座（10）、固定于試驗槽底座（10）的有機玻璃槽（1）、設于有機玻璃槽（1）底部的試樣底支板（7）、安裝于試樣底支板（7）的多孔井管（4）、安裝于多孔井管（4）外壁的反濾層固定架（3）、固定于反濾層固定架（3）內的反濾層試樣（5），所述反濾層試樣（5）被隔板卡槽（6）分割為至少3個部分，試樣底支板（7）由底支板環形支架（8）支撐于試驗槽底座（10），試樣底支板（7）與試驗槽底座（10）之間形成底部水槽（9），底部水槽（9）通過底部進水管（13）接入清水；多孔井管（4）的頂部由試樣蓋板（2）蓋住，有機玻璃槽（1）頂部由頂部固定蓋（17）蓋住，試樣蓋板（2）與頂部固定蓋（17）之間形成頂部濁水槽，頂部濁水槽用于接入濁水。
2.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：還包括與底部水槽（9）底部連通的出水管（11），出水管（11）通過試驗槽底座（10）接出，并由出水管控制閥（12）控制。
3.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，
4.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：所述底部水槽（9）的側壁與底部溢流管（15）連接，底部溢流管（15）上設有底部溢流閥（16）。
5.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：還包括頂部固定蓋（17）連接的濁水系統（20），所述濁水系統（20）由濁水調節閥（19）控制進水，渾水通過濁水系統（20）、頂部固定蓋（17）、頂部濁水槽進入有機玻璃槽（1）后經由試樣蓋板（2）中部孔洞進入多孔井管（4），渾水流入量大小由濁水調節閥（19）調節。
6.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：所述頂部濁水槽的側壁與頂部溢流管（18）連接。
7.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：所述反濾層試樣（5）被隔板卡槽（6）分割為6個部分。
8.一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗方法，其特征在于，采用權利要求1-7中任一項所述裝置進行，所述方法包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于，包括：試驗槽底座（10）、固定于試驗槽底座（10）的有機玻璃槽（1）、設于有機玻璃槽（1）底部的試樣底支板（7）、安裝于試樣底支板（7）的多孔井管（4）、安裝于多孔井管（4）外壁的反濾層固定架（3）、固定于反濾層固定架（3）內的反濾層試樣（5），所述反濾層試樣（5）被隔板卡槽（6）分割為至少3個部分，試樣底支板（7）由底支板環形支架（8）支撐于試驗槽底座（10），試樣底支板（7）與試驗槽底座（10）之間形成底部水槽（9），底部水槽（9）通過底部進水管（13）接入清水；多孔井管（4）的頂部由試樣蓋板（2）蓋住，有機玻璃槽（1）頂部由頂部固定蓋（17）蓋住，試樣蓋板（2）與頂部固定蓋（17）之間形成頂部濁水槽，頂部濁水槽用于接入濁水。
2.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：還包括與底部水槽（9）底部連通的出水管（11），出水管（11）通過試驗槽底座（10）接出，并由出水管控制閥（12）控制。
3.如權利要求1所述的清濁流雙向交替條件下減壓井淤堵機理試驗裝置，其特征在于：所述底部進水管（...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔皓東，王導勇，王磊，魏凱，王春喜，李強，唐堯，李鳴威，范越，周澤雄，李少龍，嚴敏，汪嘯，王金龍，陳嘉鑫，胡逸飛，裴怡，黃瑞瑞，
申請(專利權)人：長江水利委員會長江科學院，
類型：發明
國別省市：
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