模拟地下水含氧量梯度分布的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种模拟地下水含氧量梯度分布的装置，其包括无氧水供给和流速调控装置、调容结构、沙土箱，无氧水供给和流速调控装置通过橡胶管连接至沙土箱，调容结构置于沙土箱之间且连接在一起，无氧水供给和流速调控装置中的第一玻璃组件通过带阀门的连通管与第二玻璃组件相连，调容结构包括支撑杆，支撑杆位于调容结构的上部从而进行支撑，沙土箱包括采集孔、前面板、后面板、底板、紧固螺栓结构和榫接式结构；本发明专利技术的装置充分考虑了不同含氧量的地下水环境，不同的地下水流速，同时该装置构造简单，功能较多，设计合乎实际需求，适合于多种模拟区域，能够反复利用，而且可拓展性大，后续的进一步改良有较好的前期基础，便于广泛应用于研究。

Device for simulating gradient distribution of oxygen content in groundwater

【技术实现步骤摘要】
模拟地下水含氧量梯度分布的装置
本专利技术属于水质设备
，具体涉及一种污染物在二维空间中的运移试验的模拟装置，尤其是涉及二维空间中地下污染物运移过程中受到地下水中氧气含量和流速影响的模拟装置。
技术介绍
地下水是我国水资源的重要组成部分，但随着我国经济的高速发展，这些年来我国地下水质污染越来越严峻。研究表明，地下水污染越来越严重，同时也日趋复杂，污染的程度与深度也逐渐增加。然而，地下水的运移规律由于地下环境的复杂性、周期长和尺度大等因素难以直观地展现。而研究污染物在地下环境中运移规律问题以及不同含氧量地下水作用下污染物的运移规律对于地下水环境的评定能够提供科学依据，为进一步的地下水污染修复能够提供技术保障。目前，国内实验室用的地下水模型较为简单，一般为一维土柱或者是较为简单的二维模型装置，应用此类模型能直观地研究地下水环境中的污染物迁移规律，是探究污染物运移与沉降的有效手段。但是，此类模型考虑的作用因素较为简单，这类装置研究略有不足，具体存在以下几处问题：第一、忽略了地下水中不同深度处氧气含量变化的问题，在饱和带中和非饱和带中会产生含氧量不同的环境，对于部分污染物，其在不同含氧量的地下水环境中的迁移规律差异较大。第二、装置模拟情形较少，传统装置不能根据试验需要调整模型综合考虑各种研究区域。第三、仅一维土柱模型存在明显不足，诸如土体的各向异性，污染物的渗透扩散等情况无法体现。第四、地下水流速不可控。以往的模型装置未曾准确把控地下水流速问题，地下水与污染物在试验装置中会受到波动的水流流速的影响造成试验的误差较大。第五、模型没有改进空间。现有模型多数只能应用于同种研究，不能重复使用，随着研究的进行，模型参数需要不断地调整，现有模型无法满足。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种模拟地下水含氧量梯度分布的装置。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种模拟地下水含氧量梯度分布的装置，其包括无氧水供给和流速调控装置、调容结构、沙土箱，无氧水供给和流速调控装置通过橡胶管连接至沙土箱，调容结构置于沙土箱之间且连接在一起。无氧水供给和流速调控装置包括第一玻璃组件和第二玻璃组件，第一玻璃组件通过带阀门的连通管与第二玻璃组件相连，第一玻璃组件由玻璃管、第一橡胶塞、带阀门的脱氧剂添加管、带阀门的进水管和滤网膜组成，第一橡胶塞置于第一玻璃组件的顶部，玻璃管从第一橡胶塞中间穿过，带阀门的脱氧剂添加管和带阀门的进水管均位于第一玻璃组件的同侧部，且带阀门的进水管位于带阀门的脱氧剂添加管的上侧，滤网膜置于第一玻璃组件的底部，带阀门的脱氧剂添加管位于滤网膜的上侧；第二玻璃组件由若干个带阀门的出水管、带阀门的导气管、第二橡胶塞、排水管和透水石组成，带阀门的导气管从第二橡胶塞中间穿过，第二橡胶塞置于第二玻璃组件的顶部，排水管置于第二玻璃组件的底部，带阀门的出水管位于第二玻璃组件的同侧部，第二玻璃组件的底部填充透水石。调容结构包括支撑杆，支撑杆位于调容结构的上部。沙土箱包括采集孔、前面板、后面板和底板。进一步地，若干个带阀门的出水管的高度不同，从而用来调控向调容结构和沙土箱的出液流速。进一步地，调容结构和沙土箱通过紧固螺栓结构和榫接式结构相连接。进一步地，调容结构和沙土箱连接后的固定模型的内部长度为800mm，内部宽度为80mm，内部高度为500mm。进一步地，调容结构、前面板、后面板和底板的材质均为有机玻璃。进一步地，前面板和后面板上均设有采集孔，采集孔的孔径为6mm，采集孔之间的水平间距为100mm，采集孔之间的竖直间距为80mm。进一步地，第一玻璃组件的内径为175mm，外径为185mm，高度为300mm；带阀门的脱氧剂添加管的内径为30mm，带阀门的脱氧剂添加管距第一玻璃组件顶部为200mm；带阀门的进水管的内径为40mm，带阀门的进水管距第一玻璃组件顶部为50mm；滤网膜距第一玻璃组件底部为50mm，放置滤网膜的环台的宽度为10mm。进一步地，第二玻璃组件的内径为175mm，外径为185mm，高度为300mm；带阀门的出水管的内径为30mm，带阀门的出水管距第二玻璃组件的顶部分别为100mm和200mm，排水管的内径为30mm。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：第一、本专利技术能够进行地下水体因分层导致含氧量不同的条件下污染物迁移、降解的相关试验并采集试验水体进行水质分析；也可以更好地控制地下水不同流速的特性，模拟多种情形复杂流态下污染物在地下水中的运移情况，提供高效观测途径。第二、本专利技术考虑了传统装置较少涉及的地下水含氧量的问题，通过加入脱氧剂的第一玻璃组件以模拟不同地下水环境中不同含氧量的地下水，从而研究不同程度下污染物迁移扩散的规律；另外，本专利技术考虑了地下水流速这一影响因素，通过第二玻璃组件调控水头差形成稳定的出流流速，可以避免因出流流速不同而引起的试验误差。第三、本专利技术的调容结构与沙土箱形成的固定模型装置具备较大的操作性：在该模型侧边设置孔洞，可随时取样，能够实时对试验水样进行观测统计，以便对不同水文区域追踪调查，从而研究沿程水力特性及污染物运移特征等；同时孔洞可以进行升级改造，进行局部重金属污染，无氧地下水的情形的模拟；此外，该模型结构简单，拼装与拆卸都很便利，不仅内部土样填充较为简便，而且能够获取各分层最终土样，能够附加研究时调整各种土样对于污染物吸附量与种类等要素；同时通过对该模型的组装和拆卸，实现模拟不同场地尺寸的试验，通过添加外部装置，实现模型的多功能性，反复利用，从而提高模型的利用率。第四、本专利技术的调容结构可按需调整，从而调配模型内部空间大小，后续提升空间，以满足试验对于不同水文区域的空间要求。附图说明图1为本专利技术的模拟地下水含氧量梯度分布的装置的结构示意图。图2为本专利技术的无氧水供给和流速调控装置的结构示意图。图3为本专利技术的调容结构的示意图。图4为本专利技术的沙土箱和调容结构的榫接式结构的示意图。附图标记：1-无氧水供给和流速调控装置、2-滤网膜、3-带阀门的脱氧剂添加管、4-带阀门的进水管、5-第一橡胶塞、6-玻璃管、7-第一玻璃组件、8-第二橡胶塞、9-带阀门的出水管、10-带阀门的连通管、11-带阀门的导气管、12-排水管、13-第二玻璃组件、14-透水石、15-沙土箱、16-采集孔、17-前面板、18-橡胶管、19-调容结构、20-支撑杆、21-底板、22-后面板、23-紧固螺栓结构和24-榫接式结构。具体实施方式本专利技术提供了一种模拟地下水含氧量梯度分布情况下的平板式二维地下水水质模型的装置，该模型装置充分考虑了不同含氧量的地下水环境，不同的地下水流速，同时该装置构造简单，功能较多，设计合乎实际需求，适合于多种模拟区域，能够反复利用，而且可拓展性大，后续的进一步改良有较好的前期基础，便于广泛应用于研究。如图1所示，本专利技术的模拟地下水含氧量梯度分布的装置包括无氧水供给和流速调控装置1、调容结构19、沙土箱15，无氧水供给和流速调控装置1通过橡胶管18连接至沙土箱15，调容结构19置于沙土箱15之间且连接在一起。如图2所示，无氧水供给和流速调控装置1包括第一玻璃组件7和第二玻璃组件13，第一玻璃组件7通过带阀门的连通管10与第二玻璃组件13相连，第一玻璃组件7由玻璃管6、第一橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟地下水含氧量梯度分布的装置，其特征在于：其包括无氧水供给和流速调控装置(1)、调容结构(19)、沙土箱(15)，所述无氧水供给和流速调控装置(1)通过橡胶管(18)连接至所述沙土箱(15)，所述调容结构(19)置于所述沙土箱(15)之间且连接在一起；所述无氧水供给和流速调控装置(1)包括第一玻璃组件(7)和第二玻璃组件(13)，所述第一玻璃组件(7)通过带阀门的连通管(10)与所述第二玻璃组件(13)相连，所述第一玻璃组件(7)由玻璃管(6)、第一橡胶塞(5)、带阀门的脱氧剂添加管(3)、带阀门的进水管(4)和滤网膜(2)组成，所述第一橡胶塞(5)置于所述第一玻璃组件(7)的顶部，所述玻璃管(6)从所述第一橡胶塞(5)中间穿过，所述带阀门的脱氧剂添加管(3)和所述带阀门的进水管(4)均位于所述第一玻璃组件(7)的同侧部，且所述带阀门的进水管(4)位于所述带阀门的脱氧剂添加管(3)的上侧，所述滤网膜(2)置于所述第一玻璃组件(7)的底部，所述带阀门的脱氧剂添加管(3)位于所述滤网膜(2)的上侧；所述第二玻璃组件(13)由若干个带阀门的出水管(9)、带阀门的导气管(11)、第二橡胶塞(8)、排水管(12)和透水石(14)组成，所述带阀门的导气管(11)从所述第二橡胶塞(8)中间穿过，所述第二橡胶塞(8)置于所述第二玻璃组件(13)的顶部，所述排水管(12)置于所述第二玻璃组件(13)的底部，所述带阀门的出水管(9)位于所述第二玻璃组件(13)的同侧部，所述第二玻璃组件(13)的底部填充透水石(14)；所述调容结构(19)包括支撑杆(20)，所述支撑杆(20)位于所述调容结构(19)的上部；所述沙土箱(15)包括采集孔(16)、前面板(17)、后面板(22)和底板(21)。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟地下水含氧量梯度分布的装置，其特征在于：其包括无氧水供给和流速调控装置(1)、调容结构(19)、沙土箱(15)，所述无氧水供给和流速调控装置(1)通过橡胶管(18)连接至所述沙土箱(15)，所述调容结构(19)置于所述沙土箱(15)之间且连接在一起；所述无氧水供给和流速调控装置(1)包括第一玻璃组件(7)和第二玻璃组件(13)，所述第一玻璃组件(7)通过带阀门的连通管(10)与所述第二玻璃组件(13)相连，所述第一玻璃组件(7)由玻璃管(6)、第一橡胶塞(5)、带阀门的脱氧剂添加管(3)、带阀门的进水管(4)和滤网膜(2)组成，所述第一橡胶塞(5)置于所述第一玻璃组件(7)的顶部，所述玻璃管(6)从所述第一橡胶塞(5)中间穿过，所述带阀门的脱氧剂添加管(3)和所述带阀门的进水管(4)均位于所述第一玻璃组件(7)的同侧部，且所述带阀门的进水管(4)位于所述带阀门的脱氧剂添加管(3)的上侧，所述滤网膜(2)置于所述第一玻璃组件(7)的底部，所述带阀门的脱氧剂添加管(3)位于所述滤网膜(2)的上侧；所述第二玻璃组件(13)由若干个带阀门的出水管(9)、带阀门的导气管(11)、第二橡胶塞(8)、排水管(12)和透水石(14)组成，所述带阀门的导气管(11)从所述第二橡胶塞(8)中间穿过，所述第二橡胶塞(8)置于所述第二玻璃组件(13)的顶部，所述排水管(12)置于所述第二玻璃组件(13)的底部，所述带阀门的出水管(9)位于所述第二玻璃组件(13)的同侧部，所述第二玻璃组件(13)的底部填充透水石(14)；所述调容结构(19)包括支撑杆(20)，所述支撑杆(20)位于所述调容结构(19)的上部；所述沙土箱(15)包括采集孔(16)、前面板(17)、后面板(22)和底板(21)。2.根据权利要求1所述的模拟地下水含氧量梯度分布的装置，其特征在于：若干个所述带阀门的出水管(9)的高度不同，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：代朝猛，段艳平，沈晖，李彦，朱晏立，
申请(专利权)人：同济大学，上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31