【技术实现步骤摘要】
一种地下水动态模拟实验系统及实验方法
本专利技术属于地下水科学与工程
，具体涉及一种地下水动态模拟实验系统及实验方法。
技术介绍
地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位，在维护生态环境安全和经济社会健康发展等方面发挥着不可替代的作用。然而，随着社会经济发展，大量不合理排放的生活污水废物、工业废水废物、农业污染物等，通过土壤包气带向地下传输，导致大量污染物进入地下水环境，引起地下水污染，致使地下水环境污染问题日益复杂。地下水污染是我国面临的严峻问题，控制和修复地下水污染是保护水资源的重要工作之一，地下水污染就是地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使水质下降的现象。多年来，众多科研工作者不断开展地下水污染防治的科学研究工作，而地下水动态模拟是研究地下水污染的重要手段之一，因此设计合理的地下水动态模拟实验系统，准确的模拟地下水环境，对于研究地下水水动力过程、实施地下水污染修复意义重大。现有的地下水研究过程存在以下缺陷：1、地下水中溶解氧含量较低，为厌氧环境，传统的研究方式，直接采集地下水样品，带回室内分析，地下水样研究环境不能满足厌氧条件，导致空气中...
【技术保护点】
1.一种地下水动态模拟实验系统，其特征在于：包括用于模拟地下水环境的模拟实验箱、设置在所述模拟实验箱外侧且与所述模拟实验箱连通的除氧装置、设置在所述模拟实验箱内部的实验装置和辅助器具，所述模拟实验箱包括由有机玻璃板制作而成的箱体(1)，所述箱体(1)的外侧覆盖有与所述箱体(1)外形结构相匹配的保温板，所述箱体(1)的侧面上开设有矩形观测窗(1‑9)和两个位于所述矩形观测窗(1‑9)下方且对称布设的操作孔(1‑1)，所述矩形观测窗(1‑9)的顶部设置有遮光帘(3)，两个所述操作孔(1‑1)的孔口位置上分别套装有左手操作手套(2‑1)和右手操作手套(2‑2)，所述箱体(1)上设...
【技术特征摘要】
1.一种地下水动态模拟实验系统，其特征在于：包括用于模拟地下水环境的模拟实验箱、设置在所述模拟实验箱外侧且与所述模拟实验箱连通的除氧装置、设置在所述模拟实验箱内部的实验装置和辅助器具，所述模拟实验箱包括由有机玻璃板制作而成的箱体(1)，所述箱体(1)的外侧覆盖有与所述箱体(1)外形结构相匹配的保温板，所述箱体(1)的侧面上开设有矩形观测窗(1-9)和两个位于所述矩形观测窗(1-9)下方且对称布设的操作孔(1-1)，所述矩形观测窗(1-9)的顶部设置有遮光帘(3)，两个所述操作孔(1-1)的孔口位置上分别套装有左手操作手套(2-1)和右手操作手套(2-2)，所述箱体(1)上设置有进气接管(1-2)和出气接管(1-3)，所述箱体(1)的顶面上设置有进水接管(1-4)，所述箱体(1)上设置有出水接管(1-5)，所述箱体(1)上开设有曝气孔(1-6)，所述箱体(1)上设置有可拆卸带密封圈门(1-8)，所述箱体(1)内设置有用于检测所述箱体(1)内氧气含量的复合气体检测仪(20)和用于检测所述箱体(1)内温度的温度变送器(21)，所述箱体(1)内设置有用于通入冷却水的水管(31)，所述除氧装置包括设置在所述箱体(1)外侧的第一氮气瓶(14)、空气循环泵(4)和与所述空气循环泵(4)的回气管(4-2)连接的盛放有焦性没食子酸的碱性溶液的孟氏洗瓶(5)，所述孟氏洗瓶(5)的出气管通过氮气回流管(6)与所述出气接管(1-3)连接，所述箱体(1)的外部设置有用于盛放地表水模拟水样的第一地表水模拟水样瓶(9-1)和第二地表水模拟水样瓶(9-2)，所述第一地表水模拟水样瓶(9-1)和所述第二地表水模拟水样瓶(9-2)分别与两个所述进水接管(1-4)相连接，所述实验装置包括设置在所述箱体(1)内部用于支撑土柱试样的可移动支架(7)、用于盛放地下水模拟水样的三口烧瓶(11)和与所述三口烧瓶(11)连通的蠕动泵(10)，所述三口烧瓶(11)内插接有氮气导入管(12)，所述氮气导入管(12)穿过所述曝气孔(1-6)与设置在所述箱体(1)外侧的第二氮气瓶(15)连通，所述三口烧瓶(11)的下方设置有恒温水浴锅(13)。2.按照权利要求1所述的一种地下水动态模拟实验系统，其特征在于：所述进水接管(1-4)的数量为至少两个，所述出水接管(1-5)的数量为至少三个，所述进气接管(1-2)上安装有进气阀(22)，所述出气接管(1-3)上安装有出气阀(23)，所述进水接管(1-4)上安装有进水阀(24)，所述出水接管(1-5)上安装有出水阀(29)，所述箱体(1)上设置有泄压孔(1-7)，所述泄压孔(1-7)的孔口位置处安装有泄压阀(30)。3.按照权利要求2所述的一种地下水动态模拟实验系统，其特征在于：所述辅助器具包括设置在所述箱体(1)内设置的三层试管架(16)、用于配制并盛放地下水模拟水样的烧杯和多个用于对所述地下水模拟水样中抗生素的水解率进行测定的锥形瓶，所述三层试管架(16)上放置有多个地表渗流水采集试管(17)、多个地下回渗水采集试管(27)和多个交互渗流水采集试管(28)。4.按照权利要求2所述的一种地下水动态模拟实验系统，其特征在于：所述箱体(1)内设置有水解池(18)，所述水解池(18)内设置有加热棒(19)。5.一种利用如权利要求3所述的实验系统对地下水进行动态模拟实验的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、土柱试样的制备：向三个体积大小相同的有机玻璃圆管内分别装入在同一河道内的三个不同采集点内采集的且已经自然风干的沉积物，制备成三个体积大小相同的土柱试样，并将三个所述土柱试样分别标记为第一个土柱试样(8)、第二个土柱试样(25)和第三个土柱试样(26)，在所述第一个土柱试样(8)的底部垂直安装有第一底部取样导管(8-1)，所述第一个土柱试样(8)的侧壁上水平安装有多个沿着所述第一个土柱试样(8)的高度方向等间距布设的第一侧壁取样导管(8-2)，所述第二个土柱试样(25)的底部垂直安装有第二底部取样导管(25-1)，所述第二个土柱试样(25)的侧壁上水平安装有多个沿着所述第二个土柱试样(25)的高度方向等间距布设的第二侧壁取样导管(25-2)，所述第三个土柱试样(26)的底部垂直安装有第三底部取样导管(26-1)，所述第三个土柱试样(26)的侧壁上水平安装有多个沿着所述第三个土柱试样(26)的高度方向等间距布设的第三侧壁取样导管(26-2)；步骤二、在有氧环境中配制地表水模拟水样：在所述箱体(1)的外部，在容量瓶内配制得到地表水模拟水样；步骤三、模拟缺氧环境，具体过程包括以下步骤：步骤301、将步骤一中制备的第一个土柱试样(8)、第二个土柱试样(25)和第三个土柱试样(26)均安装在可移动支架(7)上，使第一个土柱试样(8)和第三个土柱试样(26)分别位于两个所述进水接管(1-4)的正下方；步骤302、向所述孟氏洗瓶(5)里注入焦性没食子酸的碱性溶液，且所述焦性没食子酸的碱性溶液的液面高度不低于所述孟氏洗瓶(5)高度的三分之二；向所述三口烧瓶(11)中注入自来水；之后，清点所述箱体(1)内的所述辅助器具的数量；步骤303、关闭所述可拆卸带密封圈门(1-8)，清除所述箱体(1)内部的氧气，使所述箱体(1)内的氧气含量低于0.2mg/L；步骤四、在缺氧环境中配制地下水模拟水样：在所述箱体(1)的内部，首先，利用恒温水浴锅(13)将所述三口烧瓶(11)内的自来水加热至100℃，打开第二氮气瓶(15)，向所述三口烧瓶(11)内部充入氮气，消除所述三口烧瓶(11)内的自来水中的氧气，使所述三口烧瓶(11)内的自来水形成无氧水；接着，关闭所述恒温水浴锅(13)，将所述三口烧瓶(11)内的无氧水静置降温至箱体(1)内的温度，然后向所述水管(31)内通入冷却水，同时读取所述温度变送器(21)所检测到的所述箱体(1)内的温度，当所述箱体(1)内的温度和三口烧瓶(11)内的无氧水的温度均在16℃～22℃范围内时，停止向所述水管(31)内通入冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜科，王宗周，王润泽，李宇，申思奇，罗梦雅，解亚丽，胡瑞新，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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