模拟海岸水库污染物迁移的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟海岸水库污染物迁移的装置及其使用方法，装置包括平板水槽，淡水供应系统，盐水供应系统，基流模拟系统，取样系统，潮波生成器，淡水供应系统与平板水槽槽头相连，盐水供应系统与槽尾相连，取样系统与槽身连接，基流模拟系统位于水槽底部，潮波生成器与槽尾连接。与现有技术相比，本发明专利技术能够精确模拟海岸水库污染物迁移，不仅实时监测改变淡、海水位高度，而且在保证整体模拟环境良好的情况下对水槽内的水样进行实时取样，以此来检测污染物在不同流量、水位和潮汐水头下的运移规律。

【技术实现步骤摘要】
模拟海岸水库污染物迁移的装置及其使用方法
本专利技术涉及海岸污染物迁移装置，尤其涉及模拟海岸水库污染物迁移的装置及其使用方法。
技术介绍
目前淡水资源时空分布不均匀、人均淡水资源稀少，尤其东部沿海地区，地下水资源开采严重，致使地下水位下降，破坏海水淡水分界线，造成局部地质塌陷，引发灾害。在沿海地区建设海岸水库，是调控、利用水资源的有效途径，能充分利用海岸资源，获取较大水库库容优势。海岸水库的修建能够缓解淡水资源矛盾，起到良好的社会效益和经济效益。研究海岸水库污染物迁移变化规律，了解海岸水库的实时变化，对于保护海岸水库，改善滩涂环境，缓解水资源矛盾都有最大程度上的效益。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供精确模拟海岸水库污染物迁移的装置及其使用方法，以实时监测改变淡、海水位高度，在保证整体模拟环境良好的情况下进行实时取样。技术方案：模拟海岸水库污染物迁移的装置，包括平板水槽，淡水供应系统，盐水供应系统，基流模拟系统，取样系统，潮波生成器，淡水供应系统与平板水槽槽头相连，盐水供应系统与槽尾相连，取样系统与槽身连接，基流模拟系统位于水槽底部，潮波生成器与槽尾连接。淡水供应系统中的水位调节装置包括调节手轮、调节螺杆和过水阀板，位于水槽顶部的调节手轮控制调节螺杆的上下移动，调节螺杆的下端与过水阀板连接。盐水供应系统中的可调节高度支架包括底部基座、摇杆、弹簧、固定块、滑块和伸缩杆，摇杆调节弹簧的伸缩以改变伸缩杆的长度，伸缩杆一端连接在固定块上，另一端连接在滑块上，滑块安装在底部基座上。盐水供应系统中第二盐水箱通过连通管与盐水区连接。基流模拟系统中，带孔有机玻璃板位于水槽底部，第二止水阀、第二玻璃转子流量计和第一蠕动泵依次安装在带孔有机玻璃板下方。取样系统通过固定支架和调节螺帽固定在水槽背面，利用橡胶软管与预先埋设的出水管相连。模拟海岸水库污染物迁移的装置的使用方法，包括以下步骤：(1)断开平板水槽与淡水供应系统及盐水供应系统之间的导流管，往水槽中加入去离子水后，缓慢加入试样，试样高度低于液面，形成模拟环境；(2)打开淡水供应系统和平板水槽之间的导流管，利用潜水泵抽取淡水，打开阀门，调节流量计控制流量，水位调节装置控制淡水侧水位，达到实验预定要求；(3)往第三盐水箱中加入Nacl模拟海水，打开电机，调节电机的频率与周期，并打开潮波生成器与槽尾的导流管，模拟不同状况下海水的潮汐状态，使其产生周期性变化，导入盐水侧，进行入渗；(4)往第一盐水箱中加入Nacl模拟海水，打开与平板水槽之间的导流管，连通与盐水区水位区间的连通管，利用潜水泵抽取模拟海水，调节支架高度，使第二盐水箱水位与盐水区侧水位齐平，达到所需盐水库水位，海水入侵试样，形成稳定入侵界面；(5)经盐水侧或淡水侧或外源污染盒释放污染物，使其进入海岸水库，侵入模拟区；(6)不同时刻利用取样系统进行取样，并进行浓度记录，分析污染物的运移规律；(7)实验完毕，关闭导流管及其它装置，打开排样孔，连接排样管，利用倒虹吸原理将试样排出。工作原理：本专利技术利用二维水槽，在进水侧设置挡水隔板，水流流动一侧模拟地下水流入流模拟，另一侧补给合理配比的溶液来模拟海岸水库的海水，淡海水交互实现了海岸水库的真实模拟。其中淡水侧利用流量计控制入流流量，利用水位调节装置控制地下水入流水位；盐水侧利用连通器原理，使得盐水侧水库水位高度等于水箱高度，解决了地下水和海水水位不可控的问题。水槽上方设有外源污染源释放盒，可以同时模拟不同条件状态下海岸水库污染物迁移变化规律。在水槽底部设置有基流模拟系统来模拟地下水位形成的基流对咸淡水交互对污染物迁移的影响，真实还原了海岸水库原有形态。根据室外原始资料将海岸水库按照一定比尺缩小为室内二维水槽实验，最大程度保证真实可靠，同时海水侧连接有外置造波器，真实模拟不同潮汐水头下的海水状态。有益效果：与现有技术相比，本专利技术能够精确模拟海岸水库污染物迁移，不仅实时监测改变淡、海水位高度，而且在保证整体模拟环境良好的情况下对水槽内的水样进行实时取样，以此来检测污染物在不同流量、水位和潮汐水头下的运移规律，同时综合考虑了海岸水库地下水位产生的基流对于实验的影响，减小了误差。附图说明图1为本专利技术剖面结构示意图；图2为可调节高度支架剖面图；图3为污染物取样系统结构示意图；图4为排样管图；图5为外置污染盒俯视图。具体实施方式如图1所示，包括平板水槽，淡水供应系统，盐水供应系统，可调节高度支架，基流模拟系统，潮波生成器与排样孔。淡水供应系统中位于地面上的淡水箱1，通过第一潜水泵2抽水进入溢流箱3，经过溢流箱3中的溢流隔板使得地下水更加平缓，通过第一止水阀门5和第一玻璃转子流量计6与平板水槽相连。平板水槽包括槽头、槽身、槽尾以及水槽底部，模拟装置尺寸为4m×0.8m×0.3m。槽身通过挡水隔板9分别形成淡水和盐水区，淡水区水位利用水位调节装置调节水位，调节手轮4通过调节螺杆7的上下移动控制过水阀板8的高度改变淡水区水位；水槽上部安装有外置污染盒13，模拟外源污染物释放，共4行7列；水槽内预先埋设7行5列12出水管，分别在90cm、150cm、210cm、270cm和330cm处；水槽背面安装排样孔11，位于水槽下部120cm、180cm、240cm和300cm处。盐水供应系统中，配制一定比例溶液模拟海水的第一盐水箱17通过潜水泵抽水到第二盐水箱16。第二盐水箱16放置在可调节高度支架上，如图2所示，可调节高度支架包括底部基座22、摇杆18、弹簧19、固定块20、可移动式滑块21和伸缩杆23，利用摇杆18控制弹簧19来改变伸缩杆23的长度，伸缩杆23一端连在固定块20上，另一端连接在可移动式滑块21上，可移动式滑块21安装在底部基座22上。通过可调节高度支架来改变第二盐水箱16的水位高度，并利用连通管15与盐水区相连，利用连通器原理控制盐水侧水位。基流模拟系统中位于水槽底部、两边均蒙上滤网的带孔有机玻璃板10，依次连接有第二止水阀23，第二玻璃转子流量计24，通过控制第一蠕动泵25来模拟基流。潮波生成器14及第三盐水箱与盐水侧相连，包括潮波套管系统、水泵、连接系统和转动系统，改变电机的频率，周期，模拟不同条件下的潮汐状况。如图3所示，污染物取样系统通过固定支架28和调节螺帽29固定在水槽背面，利用橡胶软管26和预先埋设的出水管27(12)相连，利用倒虹吸原理将孔隙水抽出，预埋管上下间隔10～15cm，数量可根据需要增加或减少。如图4所示，排样孔11和排样管30相连，排样管30管径6cm，实验开始和进行时将排样管30断开，密闭排样孔11，结束后利用倒虹吸原理将试样排出。如图5所示，外置污染盒模拟污染物排放，安装在水槽上部。采用海岸水库污染物迁移的装置的使用方法，包括以下步骤：(1)断开平板水槽与淡水供应系统及盐水供应系统之间的导流管，往水槽中加入深度为20cm的去离子水，然后缓慢加入试样，试样高度低于液面，保证试样的均质和饱和，直至预定模型，形成模拟环境；(2)打开淡水供应系统和平板水槽之间的导流管，利用潜水泵抽取淡水，打开阀门，调节流量计控制流量，水位调节装置控制淡水侧水位，达到实验预定要求；(3)往第三盐水箱中加入Nacl模拟海水，打开电机，调节电机的频率与周期，并打开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：包括平板水槽，淡水供应系统，盐水供应系统，基流模拟系统，取样系统，潮波生成器，所述淡水供应系统与平板水槽槽头相连，盐水供应系统与槽尾相连，取样系统与槽身连接，所述基流模拟系统位于水槽底部，所述潮波生成器与槽尾连接。

【技术特征摘要】
1.一种模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：包括平板水槽，淡水供应系统，盐水供应系统，基流模拟系统，取样系统，潮波生成器，所述淡水供应系统与平板水槽槽头相连，盐水供应系统与槽尾相连，取样系统与槽身连接，所述基流模拟系统位于水槽底部，所述潮波生成器与槽尾连接。2.根据权利要求1所述的模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：所述淡水供应系统中的水位调节装置包括调节手轮(4)、调节螺杆(7)和过水阀板(8)，所述位于水槽顶部的调节手轮(4)控制调节螺杆(7)的上下移动，所述调节螺杆(7)的下端与过水阀板(8)连接。3.根据权利要求1所述的模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：所述盐水供应系统中的可调节高度支架包括底部基座(22)、摇杆(18)、弹簧(19)、固定块(20)、滑块(21)和伸缩杆(23)，所述摇杆(18)调节弹簧(19)的伸缩以改变伸缩杆(23)的长度，伸缩杆(23)一端连接在固定块(20)上，另一端连接在滑块(21)上，滑块(21)安装在底部基座(22)上。4.根据权利要求1所述的模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：所述盐水供应系统中第二盐水箱(16)通过连通管(15)与盐水区连接。5.根据权利要求1所述的模拟海岸水库污染物迁移的装置，其特征在于：所述基流模拟系统中，带孔板(10)位于水槽底部，第二止水阀(23)、第二玻璃转子流量计(24)和第一蠕动泵(25)依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：金光球，金凯，郝永飞，唐洪武，张向洋，莫玉铭，苗雪，杨逸航，袁敏，李凌，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32