1.水文循环模拟实验系统,其特征在于,包括相互连接的四部分,分别是:模拟降雨系统、流域地形模型及产汇流模拟装置(24)、供水管道系统和控制系统,所述的模拟降雨系统位于流域地形模型及产汇流模拟装置(24)的上方,所述的供水管道系统(3)分别与模拟降雨系统和流域地形模型及产汇流模拟装置(24)连接,所述的控制系统与模拟降雨系统和流域地形模型及产汇流模拟装置(24)连接。
2.根据权利要求1所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的模拟降雨系统,包括降雨器(34)和雨水收集槽(29),所述的降雨器(34)包括降雨支架(18)和降雨喷头(17),所述的降雨支架(18)的上方设置有挡雨板(46),在降雨支架(18)上布置有若干降雨喷头(17),所述的挡雨板(46)位于降雨支架(18)上方的周围,所述的挡雨板(46)下方的降雨支架(18)上设置有雨水收集槽(29),所述的雨水收集槽(29)通过雨水收集回水管(20)与回水箱(25)连接。
3.根据权利要求1所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的实验模拟地形装置(24)包括模拟自然界水路的部分、模拟地层部分和用于检测水文数据的检测装置三个部分,其中,所述的自然界水路的部分包括分布在整个装置各处的潜水完整井(2)、承压完整井(6)、河道供水管(10)、河道排水管(11)、泉水出口(3)、泉水入口(4)、湖水供水口(7),湖水排水口(8)。
4.根据权利要求1所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的流域地形模型及产汇流模拟装置(24)包括模拟不同地层的结构的模拟地层部分,从下到上依次为不透水层(13)、承压水层(14)、第二不透水层(13-1)、潜水层(12);所述的潜水层(12)中设置有潜水层测压管(1),所述的承压水层(14)中设置有承压层测压管(5),泉水入口(4)位于承压含水层(14),潜水完整井(2)埋设于潜水层(12),承压完整井(6)埋设于承压水层(14)。
5.根据权利要求4所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的检测水文数据的检测装置包括潜水层测压管(1)、潜水层测压管液位传感器(40)、潜水层地下水位采集器(38)、雨量筒(9)、承压层测压管(5)、附带承压层测压管液位传感器(39)、承压层地下水位采集器(37)、流量计(32)、河道流量采集器(42)和液位传感器(44),所述的潜水层测压管液位传感器(40)设置在潜水层测压管(1)下面,承压层测压管液位传感器(39)设置在承压层测压管(5)下面。
6.根据权利要求1所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的供水管道系统包括作为水源的蓄水箱(21)、回水箱(25)、稳压水箱(28)以及连接他们的一系列管路,所述的蓄水箱(21)上连接有外界补水管(23),回水管道(22)和降雨供水管(19),所述的外界补水管(23)与外部连接,所述的回水管道(22)与回水水泵(26)连接,所述的降雨供水管(19)通过加压泵(27)和稳压水箱(28)后与降雨装置中的降雨喷头(17)连接。
7.根据权利要求6所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的回水水泵(26)位于回水箱(25)内,所述的回水箱(25)上连接有河道排水管(11)、湖水排水管(8)、溢流盒回水管(30)和降雨收集回水管(20),所述的回水箱(25)通过降雨收集回水管(20)和雨水收集槽(29)连接,所述的回水箱(25)通过溢流盒回水管(30)和溢流盒(31)连接,所述的回水箱(25)通过湖水排水管(8)和实验模拟地形装置(24)连接,所述的实验模拟地形装置(24)通过河道排水管(11)和回水箱(25)连接,且在河道排水管(11)上设置有流量计(32),所述的实验模拟地形装置(24)通过湖水供水管(7)与蓄水箱(21)连接,所述的实验模拟地形装置(24)通过河道供水管(10)和蓄水箱(21)连接,在河道供水管(10)上设置有溢流盒(31)。
8.根据权利要求7所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的湖水供水管(7)上设置有阀门B(151),所述的河道供水管(10)上设置有阀门C(152),在所述的降雨供水管(19)上设置有阀门A(15)。
9.根据权利要求1所述的水文循环模拟实验系统,其特征在于,所述的控制系统包括中控计算机(33),所述的中控计算机(33)与水泵变频控制器(35)连接,所述的水泵变频控制器(35)加压泵(27)连接,用来控制加压泵(27),所述的中控计算机(33)与降雨控制器(36)和降雨器(34)依次连接;所述的中控计算机(33)与承压层地下水位采集器(37)、潜水层地下水位采集器(38)和河道流量采集器(42)分别连接,所述的承压层地下水位采集器(37)与承压层测压管液位传感器(39)连接,所述的潜水层地下水位采集器(38)与潜水层测压管液位传感器(40)连接,所述的河道流量采集器(42)与流量计(32)连接。
10.利用权利要求1所述的水文循环模拟实验系统进行试验的方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施,
步骤1,在开始做实验前,通过外界补水管(23)给作为水源的蓄水箱(21)提供足够的水流量,并保证承压含水层(14)充满水,打开供水管道系统中各处的阀门;
步骤2,检查控制系统中各连线是否已可靠连接,交流市电供电是否正常,导线有无破损等;如无异常,按动电源开关,打开中控计算机(33);
步骤3,在中控计算机上查看降雨喷头(17)和加压泵(27)的工作状态是否正常,设置降雨时间、降雨雨型和降雨强度后,启动降雨;
步骤4,调节湖水位和河道水位,进行降雨强度测定,中控计算机(33)自动记录潜水和承压水层测压管的水位变化过程,记录河道流量变化过程;
步骤5,实验完成后,关闭加压泵,关闭供水系统中各阀门,排空稳压水箱的积水,下载数据,关闭中控计算机(33)。