本实用新型专利技术涉及一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，包括主箱体、淡水系统和咸水系统，所述主箱体内固定设有竖直设置的第一透水挡板和第二透水挡板，所述第一透水挡板和所述第二透水挡板间隔设置将所述主箱体的内腔分隔成依次设置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第二腔室内填充多孔介质，且所述多孔介质靠近所述第三腔室的一端设有倾斜坡面；所述淡水系统与第一腔室连通，所述咸水系统与第三腔室连通，所述主箱体的顶部设有污染源投入箱。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术通过模拟实验，通过多孔介质的流动对不同密度条件下污染羽在沿海非承压含水层中的运移过程进行实验研究，实验结果还可用于验证数学模型和指导现场监测。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置
本技术涉及淡水资源研究领域，尤其涉及一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置。
技术介绍
随着沿海地区的发展，来自地表的污染物有可能进入沿海含水层，污染地下水，因此，污染物在沿海含水层的运移引起了人们越来越多的关注。沿海地下水流动复杂，主要是由于存在咸淡水混合带和近海海平面的潮汐变化。沿海度假胜地和沿海城市地区的发展增加了紧邻海岸线地区的地下水污染的发生率。污染物的来源可以是固体废物的填埋场、游客产生的垃圾以及农业上使用的化肥和农药。这些废物中含有氯离子、钠离子、钙离子、钾离子和以NO3-形式存在的氮等。离子溶解在地表水中，进入沿海含水层，形成污染羽。这些污染羽通常比地下淡水密度更大。例如，来自垃圾填埋场的渗滤液的TDS(总溶解固体)的范围为5-40g/L，高地下淡水中TDS的范围0-1g/L(FreezeandCherry,1979)。沿海含水层中的污染物可能随着周围地下水的流动向海迁移。这不仅污染了通常是沿海地区唯一淡水来源的地下水，而且还污染了沿海水体，其中往往包括营养物质，当它们排放到海水中，可能水生生态环境恶化。由于其对海洋环境的影响，近岸沿海含水层中污染物运移也成了受到关注的重要方面。因此，了解沿海含水层中污染物的运移对沿海地区的管理至关重要，以创造健康和安全的游憩环境，保护沿海海洋生态系统的自然平衡。污染物在沿海含水层的运移非常复杂。在向海边界，流出的淡水与海水之间存在一个咸水扩散带。人们对靠近扩散界面的污染物的迁移研究甚少。由于海平面的潮涨潮落会引起地下水位和咸淡水界面的振荡，使得海洋边界条件也变得复杂。咸水扩散带的存在和潮汐波动影响着地下水的流动模式，从而影响着海岸线附近污染物的迁移模式。另外一个复杂性是污染羽和周围地下水之间的密度差可能使污染羽运移产生不稳定性，这些不稳定性也使污染羽的迁移模式复杂化。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，可以对不同密度条件下污染羽在沿海非承压含水层中的运移过程进行实验研究。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，包括主箱体、淡水系统和咸水系统，所述主箱体采用透明材质制成，所述主箱体内固定设有竖直设置的带有若干透水孔的第一透水挡板和第二透水挡板，所述第一透水挡板和所述第二透水挡板间隔设置将所述主箱体的内腔分隔成依次设置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第二腔室内填充多孔介质，且所述多孔介质靠近所述第三腔室的一端设有倾斜坡面；所述淡水系统与所述第一腔室连通，所述咸水系统与所述第三腔室连通，所述主箱体的顶部设有污染源投入箱，所述污染源投入箱的底部与所述主箱体的内部连通。本技术的有益效果是：本技术通过模拟实验，通过多孔介质的流动对不同密度条件下污染羽在沿海非承压含水层中的运移过程进行实验研究，实验结果还可用于验证数学模型和指导现场监测。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述淡水系统包括淡水箱，所述淡水箱上设有用于连通淡水水源的进水口，所述淡水箱的底部通过第一连接管与所述第一腔室连通。采用上述进一步方案的有益效果是：通过淡水箱与第一腔室连通，实现对第一腔室提供淡水。进一步，所述第一腔室内设有竖直设置的第一多孔管，所述第一连接管的一端从所述第一腔室的底端伸入所述第一腔室后与所述第一多孔管的底端连通。采用上述进一步方案的有益效果是：第一多孔管的管壁上设有多个通孔，从淡水箱进入到第一多孔管内的淡水从多个通孔均匀进入到第一腔室内，避免从单一口进入到第一腔室内对第一腔室内的淡水水压造成影响，从而避免影响实验的准确性。进一步，所述淡水箱内设有溢流管，所述溢流管的顶端设在所述溢流管道，所述溢流管的底端延伸出所述淡水箱。采用上述进一步方案的有益效果是：溢流管的设置实现恒定淡水水头，淡水箱内的水的最大量在于溢流管的高度，在淡水箱内的水达到溢流管的高度后，在不改变淡水箱的高度的前提下，第一腔室内的淡水的水压不会发生改变，实现恒定淡水水头。进一步，所述咸水系统包括用于连通咸水水源的第二连接管以及溢流腔体，所述第二连接管与所述第三腔室连通，所述溢流腔体设在所述第三腔室的外壁上且通过溢流口与所述第三腔室的上部连通，所述溢流口处设有用于调节所述溢流口溢流高度的调节机构，所述溢流腔的底部设有排水口。采用上述进一步方案的有益效果是：通过调节机构调节溢流高度，从而实现调节第三腔室内的最高咸水高度，从而模拟海水的潮汐改变，调查不同密度的污染羽在有咸水界面存在的潮汐影响含水层中的行为。进一步，所述第三腔室内设有竖直设置的第二多孔管，所述第二连接管的一端从所述第三腔室的底端伸入所述第三腔室后与所述第二多孔管的底端连通。采用上述进一步方案的有益效果是：第二多孔管的管壁上设有多个通孔，从咸水源进入到第二多孔管内的咸水从多个通孔均匀进入到第三腔室内，避免从单一口进入到第三腔室内对第三腔室内的咸水水压造成影响，从而避免影响实验的准确性。进一步，所述调节机构包括用于封堵所述溢流口的活动板以及用于调节所述活动板高度的驱动机构，所述驱动机构的输出端与所述活动板固定连接用于带动所述活动板在竖直方向上移动。采用上述进一步方案的有益效果是：通过驱动机构带动活动板上下移动，从而实现溢流高度的调节。进一步，所述多孔介质为粒径大小为0.45mm-1.00mm的玻璃珠。进一步，所述污染源投入箱设在所述主箱体的顶部靠近所述第一透水挡板处，且所述污染源投入箱与所述倾斜坡面间隔设置。附图说明图1为本技术的结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、主箱体，2、第一透水挡板，3、第二透水挡板，4、第一腔室，5、第二腔室，6、第三腔室，7、倾斜坡面，8、污染源投入箱，9、淡水箱，10、进水口，11、第一连接管，12、第一多孔管，13、溢流管，14、第二连接管，15、溢流腔体，16、溢流口，17、排水口，18、第二多孔管，19、活动板，20、驱动机构。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，本技术的实施例包括主箱体1、淡水系统和咸水系统，所述主箱体1采用透明材质制成，具体的由透明的丙烯酸材料制成，所述主箱体1内固定设有竖直设置的带有若干透水孔的第一透水挡板2和第二透水挡板3，所述第一透水挡板2和所述第二透水挡板3间隔设置将所述主箱体1的内腔分隔成依次设置的第一腔室4、第二腔室5和第三腔室6，所述第二腔室5内填充多孔介质，且所述多孔介质靠近所述第三腔室6的一端设有倾斜坡面7；所述淡水系统与所述第一腔室4连通，所述咸水系统与所述第三腔室6连通，所述主箱体1的顶部设有污染源投入箱8，所述污染源投入箱8的底部与所述主箱体1的内部连通。通过多孔介质的流动对不同密度条件下污染羽在沿海非承本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，其特征在于，包括主箱体(1)、淡水系统和咸水系统，所述主箱体(1)采用透明材质制成，所述主箱体(1)内固定设有竖直设置的带有若干透水孔的第一透水挡板(2)和第二透水挡板(3)，所述第一透水挡板(2)和所述第二透水挡板(3)间隔设置将所述主箱体(1)的内腔分隔成依次设置的第一腔室(4)、第二腔室(5)和第三腔室(6)，所述第二腔室(5)内填充多孔介质，且所述多孔介质靠近所述第三腔室(6)的一端设有倾斜坡面(7)；所述淡水系统与所述第一腔室(4)连通，所述咸水系统与所述第三腔室(6)连通，所述主箱体(1)的顶部设有污染源投入箱(8)，所述污染源投入箱(8)的底部与所述主箱体(1)的内部连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，其特征在于，包括主箱体(1)、淡水系统和咸水系统，所述主箱体(1)采用透明材质制成，所述主箱体(1)内固定设有竖直设置的带有若干透水孔的第一透水挡板(2)和第二透水挡板(3)，所述第一透水挡板(2)和所述第二透水挡板(3)间隔设置将所述主箱体(1)的内腔分隔成依次设置的第一腔室(4)、第二腔室(5)和第三腔室(6)，所述第二腔室(5)内填充多孔介质，且所述多孔介质靠近所述第三腔室(6)的一端设有倾斜坡面(7)；所述淡水系统与所述第一腔室(4)连通，所述咸水系统与所述第三腔室(6)连通，所述主箱体(1)的顶部设有污染源投入箱(8)，所述污染源投入箱(8)的底部与所述主箱体(1)的内部连通。
2.根据权利要求1所述的一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，其特征在于，所述淡水系统包括淡水箱(9)，所述淡水箱(9)上设有用于连通淡水水源的进水口(10)，所述淡水箱(9)的底部通过第一连接管(11)与所述第一腔室(4)连通。
3.根据权利要求2所述的一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，其特征在于，所述第一腔室(4)内设有竖直设置的第一多孔管(12)，所述第一连接管(11)的一端从所述第一腔室(4)的底端伸入所述第一腔室(4)后与所述第一多孔管(12)的底端连通。
4.根据权利要求2所述的一种模拟滨海地下水污染运移的实验装置，其特征在于，所述淡水箱(9)内设有溢流管(13)，所述溢流管(13)的顶端设在所述溢流管(13)道，所述溢流管(13)的底端延伸出所述淡水箱(9)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬梅，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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