本实用新型专利技术公开了一种模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置,包括:调平底座、试验水槽、用于调节底泥厚度的储泥机构、用于模拟河道冲刷的造流机构和用于测量流量的流量计;试验水槽由造流段、试验段和两段圆弧段围合而成;储泥盒的顶部固装在试验口的正下方,挡水板缠绕在卷帘机内并受卷帘机驱动,在卷帘机的驱动下挡水板的活动端在伸出状态下伸入至试验水槽的试验口内以封闭试验水槽底部,调节底板的底部安装有支撑杆。造流桨安装在造流段内,窄小的造流段有效缩小造流的规模,在储泥盒的顶部设置可伸缩的挡水板,降低在初始造流中对底泥的扰动影响,调整调节底板在储泥盒内的位置以调节试验所需的底泥厚度,以测试不同试验条件下对底泥的影响。同试验条件下对底泥的影响。同试验条件下对底泥的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置
[0001]本技术属于水利工程
,尤其是涉及一种模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置。
技术介绍
[0002]随着城市化进程的不断加快,工农业废水和人类活动污水的大量排放,工业和生活垃圾向河湖内倾倒,从而导致水体富营养化和重金属污染等水环境问题日益突出。污染物在河流湖泊中底泥的淤积和聚集,在自身扩散和外力作用下会前移扩散至上层水体,对水体造成明显的“二次污染”,使得底泥的内源性污染越来越严重,尤其在水力条件比较复杂的河口地区,受污染底泥的内源释放越来越明显。对于受到水动力扰动较大的浅水湖泊和河流中,水体底泥沉积污染物容易产生再悬浮,对整个水体水环境产生较大的影响。
[0003]底泥自身释放的特性已经进行了诸多研究,目前,室内水槽试验是开展水动力作用下水体底泥污染物再悬浮释放相关理论研究的主要方式。模拟的关键是水动力扰动的模拟和底泥泥沙的启动再悬浮模拟,其中水动力扰动的模拟方式主要为旋浆式、活塞式、振荡式,模拟底泥泥沙再悬浮水体环境的方法分为烧杯式、直水槽式和环形水槽式。在模拟时,将底泥静置或放于模拟反应器中,在不同时间对上覆水体进行取样,底泥中的污染物,油漆是氨氮、磷等物质释放明显,底泥释放引发的内源释放不可忽视。
[0004]为了模拟水动力对底泥释放的影响,在专利公开号为CN103869048A,专利名称为一种模拟底泥污染物再悬浮释放的环形水槽装置中公开的技术方案,虽然可以模拟水体流动作用下对底泥释放的影响,但是在造流过程中不稳定流的扰动对模拟结果影响很大,在专利公开号为CN108645758A,专利名称为一种底泥污染物动态释放分析方法中公开的技术方案,在试验过程中,会大范围污染水槽水库,并且水槽的尺寸过大,不容易铺装、收集和清洁底泥。
[0005]因此,为了解决上述技术问题,需要研发一种能真是反应河流冲刷的真实动力条件,减小造流过程对底泥扰动的影响,工作效率高,测量准确度高,可以模拟河道冲刷下,底泥释放的模型装置。
技术实现思路
[0006]本技术的目的是提供一种结构简单、操作简单、测量准确度高、减小造流过程对底泥扰动的影响、工作效率高的模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置。
[0007]本技术的技术方案如下:
[0008]一种模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置,包括:调平底座、试验水槽、用于调节底泥厚度的储泥机构、用于模拟河道冲刷的造流机构和用于测量流量的流量计;
[0009]所述试验水槽安装在调平底座上,所述试验水槽由造流段、试验段和两段圆弧段围合而成,所述造流段与试验段平行设置,造流段与试验段的两端分别与两个圆弧段连接而组成长圆形水槽,在造流段的内壁上形成有一内凹的造流槽,在试验段的底部中间开设
有一试验口,所述造流段的宽度小于试验段的宽度,所述试验段的外壁上开设有多个取样口,所述取样口上连接有取样管,并在取样管上安装有止水夹;
[0010]所述调平底座的底部安装有支脚,用于调节底座的水平位置;
[0011]所述储泥机构安装在试验水槽的底部,所述储泥机构包括储泥盒、卷帘机、挡水板、调节底板和支撑杆,所述储泥盒的顶部固装在试验口的正下方,所述卷帘机安装在调平底座的顶部,且该卷帘机位于试验口的左边缘,所述挡水板缠绕在卷帘机内并受卷帘机驱动,在卷帘机的驱动下挡水板的活动端在伸出状态下伸入至试验水槽的试验口内以封闭试验水槽底部,所述调节底板的底部安装有支撑杆,所述调节底板安装在储泥盒内并通过支撑杆固定调节底板在储泥盒内的位置,以调节试验的底泥厚度;
[0012]所述造流机构包括变速马达和造流桨,所述造流桨安装在造流槽内,所述变速马达安装在调平底座上,变速马达的输出轴与造流桨的底部连接以驱动造流桨转动而在造流段内模拟水流;
[0013]所述流量计安装在试验段的上方。
[0014]在上述技术方案中,所述造流段和试验段的长度为1.5m,所述造流段的宽度为10cm,试验段的宽度为40cm,所述圆弧段的宽度由造流段至试验段逐渐变宽。
[0015]在上述技术方案中,所述试验水槽的高度为1.2m,总长度为1.5m。
[0016]在上述技术方案中,所述试验水槽包括外壁、内壁和底板,所述试验口设置在底板上,靠近试验口的一侧边缘形成有一插口,以使伸出的挡水板活动端伸入该插口内,所述试验的尺寸为40cm*40cm,所述底板的厚度为5mm,所述插口的厚度为5mm,长度为40cm。
[0017]在上述技术方案中,所述储泥盒为一长方体,所述储泥盒的长度为40cm、宽度为40cm,高度为60cm,储泥盒的壁厚1cm。
[0018]在上述技术方案中,所述储泥盒的内壁上形成有多个与支撑杆相配合的限位孔,所述调节底板的底部形成有凹槽,所述支撑杆安装在该凹槽内,并对应安装在限位孔内以调节调节底板在储泥盒内的位置。
[0019]在上述技术方案中,所述限位孔在储泥盒的内壁上对称两列排布,所述限位孔的直径为20mm,两列限位孔之间的间距为150mm,每列相邻的上下两个限位孔的间距为50mm。
[0020]在上述技术方案中,所述取样口由下至上等间距设置十一个取样口,取样口的直径为0.8cm,各取样口的孔间距自底部向上依次为3cm、13cm、23cm、33cm、43cm、53cm、63cm、73cm、83cm、93cm、103cm。
[0021]在上述技术方案中,所述调平底座包括支撑架,所述支撑架的前端、后端对称形成有向上的凸起以使试验水槽的前后两侧卡装在支撑架上。
[0022]在上述技术方案中,所述流量计采用安装架固装在试验段的顶部,流量计采用超声波流量计。
[0023]在上述技术方案中,所述造流桨采用三叶桨,造流桨的高度与试验水槽的高度相同,并在变速马达的驱动下在造流段内模拟不同的河道动力条件。
[0024]本技术具有的优点和积极效果是:
[0025]1.造流桨安装在造流段内,在变速马达的驱动下造流桨在造流段内模拟河流量,窄小的造流段有效缩小造流的规模,并且直线段的试验段降低在底泥区域水槽弯道次生流的影响,在储泥盒的顶部设置可伸缩的挡水板,降低在初始造流中对底泥的扰动影响,调整
调节底板在储泥盒内的位置以调节试验所需的底泥厚度,以便于研究不同试验条件下对底泥的影响。
[0026]2.在试验段的外壁上开设多个取样口,可以对不同高度的水体取样以研究底泥污染物释放的垂向结构特征,并通过流量计测量河道动力条件,有效降低取样工作和测量工作对水动力场的影响。
[0027]3.本技术的试验水槽,可用于研究底泥污染物释放的累积效应,概化污染物扩散的影响,并且防止污染物对试验环境的二次污染。
附图说明
[0028]图1是本技术的试验装置结构示意图;
[0029]图2是本技术的试验装置的俯视图;
[0030]图3是本技术中调平底座的结构示意图;
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟河道冲刷作用下底泥污染释放的试验装置,包括:调平底座、试验水槽、用于调节底泥厚度的储泥机构、用于模拟河道冲刷的造流机构和用于测量流量的流量计;所述试验水槽安装在调平底座上,所述试验水槽由造流段、试验段和两段圆弧段围合而成,所述造流段与试验段平行设置,造流段与试验段的两端分别与两个圆弧段连接而组成长圆形水槽,在造流段的内壁上形成有一内凹的造流槽,在试验段的底部中间开设有一试验口,所述造流段的宽度小于试验段的宽度,所述试验段的外壁上开设有多个取样口,所述取样口上连接有取样管,并在取样管上安装有止水夹;所述调平底座的底部安装有支脚,用于调节底座的水平位置;所述储泥机构安装在试验水槽的底部,所述储泥机构包括储泥盒、卷帘机、挡水板、调节底板和支撑杆,所述储泥盒的顶部固装在试验口的正下方,所述卷帘机安装在调平底座的顶部,且该卷帘机位于试验口的左边缘,所述挡水板缠绕在卷帘机内并受卷帘机驱动,在卷帘机的驱动下挡水板的活动端在伸出状态下伸入至试验水槽的试验口内以封闭试验水槽底部,所述调节底板的底部安装有支撑杆,所述调节底板安装在储泥盒内并通过支撑杆固定调节底板在储泥盒内的位置,以调节试验的底泥厚度;所述造流机构包括变速马达和造流桨,所述造流桨安装在造流槽内,所述变速马达安装在调平底座上,变速马达的输出轴与造流桨的底部连接以驱动造流桨转动而在造流段内模拟水流;所述流量计安装在试验段的上方。2.根据权利要求1所述的试验装置,其特征在于:所述造流段和试验段的长度为1.5m,所述造流段的宽度为10cm,试验段的宽度为40cm,所述圆弧段的宽度由造流段至试验段逐渐变宽。3.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:董智超,刘丹忠,侯晋芳,刘爱民,徐宾宾,
申请(专利权)人:中交天津港湾工程研究院有限公司,
类型:新型
国别省市:
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