水动力阻截技术实验装置、实验方法和水污染风控方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了水动力阻截技术实验装置、实验方法和水污染风控方法，涉及环境污染风险管控技术领域。水动力阻截技术实验装置，包括：砂箱、水位监测仪、污染物浓度在线监测系统、第一输水泵以及第一输水管；砂箱内设置有筛板，筛板将砂箱分隔为水槽和砂槽，砂槽内填充有用于模拟地层结构的砂，且设置有多个井。基于水动力阻截技术的模拟实验方法可采用上述水动力阻截技术实验装置进行多种类型的水动力阻截模拟实验。地下水污染风险管控方法，包括上述基于水动力阻截技术的模拟实验方法。本申请提供的实验装置自由度高，可用于不同类型的污染场地风险管控工程技术的实验研究。场地风险管控工程技术的实验研究。场地风险管控工程技术的实验研究。

【技术实现步骤摘要】
水动力阻截技术实验装置、实验方法和水污染风控方法


[0001]本专利技术涉及环境污染风险管控
，具体而言，涉及水动力阻截技术实验装置、实验方法和水污染风控方法。

技术介绍

[0002]近年来，工业化进程加快的过程中出现了大量严重的污染场地，研究如何控制这些污染场地污染物的快速扩散并配合适当的处理方法来治理此类污染场地具有重要意义。如果污染源的污染程度严重，或是一些事故导致的局部污染，利用修复技术的成本将会非常高，且修复时间很长；另外，对于多种污染物复合污染的场地，利用修复技术将非常复杂，并且很难彻底去除污染物。在这些情况下，应考虑采用工程技术策略进行场地污染风险控制。工程控制技术通常通过控制地下水的流动来限制污染物的迁移，降低污染物暴露风险，从而达到风险控制的目的，因此也可称为水动力阻截技术。工程控制技术的优势在于施工技术成熟，成本相对较低，工程建设周期短，对不同类型的污染都具有较好的风险控制效果。因此对未来土地利用不紧迫的场地，工程控制技术可以作为场地污染风险控制的主要策略。
[0003]然而由于工程技术的实施需要消耗大量人力物力，因此在施工前需要对施工方案进行完备的设计与评估。例如，最常用的防污屏障类型——垂直防污屏障的设计要素就包括防渗墙的形状和尺寸，墙底嵌入难渗透性、低渗透性地层的深度，场地的岩土工程和水文地质情况，墙体回填材料的渗透性和隔离污染物的长期化学相容性，墙体材料的无侧限抗压强度以及墙体的水平受力等多项指标参数，而其中大部分参数都需要经过论证后才能确定。因此，往往有必要通过实验来研究污染物在一定水文地质条件下的迁移扩散规律，从而预估工程控制技术的实施效果，进而指导工程技术方案的设计和施工。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供水动力阻截技术实验装置、实验方法和水污染风控方法。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种水动力阻截技术实验装置，包括：砂箱、水位监测仪、污染物浓度在线监测系统、第一输水泵以及第一输水管；
[0008]所述砂箱内设置有筛板，所述筛板将所述砂箱分隔为水槽和砂槽，所述砂槽内填充有用于模拟地层结构的砂，并设置有多个井，所述水槽用于模拟地下水流场的上游，所述水位监测仪用于测定各个井的水位；
[0009]所述多个井由筛管置于所述砂槽内形成，所述多个井至少包含1个上游水力控制井、1个下游水力控制井、1个投料井和1个污染物监测井，所述下游水力控制井位于砂箱中心线最下游位置处，所述上游水力控制井位于所述投料井的上游；
[0010]所述污染物浓度在线监测系统包括分光光度计、循环水泵以及循环输水管，所述
分光光度计内设置有流通比色池，所述流通比色池和所述循环水泵设置在循环输水管的管线上，使用时，所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内；
[0011]所述第一输水泵和第一输水管用于建立地下水自然流场，所述第一输水管的进水端置于所述下游水力控制井内，所述第一输水管的出水端置于所述水槽内，输水动力由所述第一输水泵提供。
[0012]在可选的实施方式中，水动力阻截技术实验装置还包括垂直屏障，使用时，所述垂直屏障放置在所述投料井上游。
[0013]在可选的实施方式中，水动力阻截技术实验装置还包括第二输水泵和第二输水管，使用时，所述第二输水管的进水端置于所述上游水力控制井内，所述第二输水管的出水端置于所述下游水力控制井内，输水动力由所述第二输水泵提供。
[0014]在可选的实施方式中，砂槽内填充的砂为石英砂，所述砂槽下部填充细颗粒石英砂，所述砂槽上部填充粗颗粒石英砂。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种基于水动力阻截技术的模拟实验方法，采用上述任一实施方式提供的水动力阻截技术实验装置进行实验。
[0016]第三方面，本专利技术提供一种污染物扩散的模拟实验方法，采用上述的水动力阻截技术实验装置进行模拟实验，方法包括：
[0017]向所述水槽内注水，当水槽内水位达到一定高度时停止注水，启动所述第一输水泵以恒定流量从所述下游水力控制井向所述水槽内抽水，待所述水槽内水位再次稳定后，所述砂槽内形成具有一定水利梯度的地下水流场；
[0018]将所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内，启动循环水泵，待出水端有水流出且管路中无气泡后启动所述分光光度计，使用时间扫描模式进行空白测定，待空白基线稳定后停止空白测定，向所述投料井内加入有色指示剂溶液并搅拌均匀，之后使用时间扫描模式进行污染物监测，测定完毕后根据事先绘制的标准曲线确定不同时间点测得的有色指示剂浓度；
[0019]在可选的实施方式中，有色指示剂为高锰酸钾，所述分光光度计为紫外
‑
可见光分光光度计；更优选地，所述分光光度计的测定波长设置为525nm。
[0020]第四方面，本专利技术提供一种垂直屏障方案的模拟实验方法，采用上述的水动力阻截技术实验装置进行模拟实验，方法包括：
[0021]将所述垂直屏障放置在所述投料井上游；
[0022]向所述水槽内注水，当水槽内水位达到一定高度时停止注水，启动所述第一输水泵开始以恒定流量从所述下游水力控制井向所述水槽内抽水，待所述水槽内水位再次稳定后，所述砂槽内形成具有一定水利梯度的地下水流场；
[0023]将所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内，启动循环输水泵，待出水端有水流出且管路中无气泡后启动所述分光光度计，使用时间扫描模式进行空白测定，待空白基线稳定后停止空白测定，向所述投料井内加入有色指示剂溶液并搅拌均匀，之后使用时间扫描模式进行污染物监测，测定完毕后根据事先绘制的标准曲线确定不同时间点测得的有色指示剂浓度。
[0024]在可选的实施方式中，有色指示剂为高锰酸钾，所述分光光度计为紫外
‑
可见光分光光度计；更优选地，所述分光光度计的测定波长设置为525nm。
[0025]第五方面，本专利技术提供一种下游输水方案的模拟实验方法，采用上述的水动力阻截技术实验装置进行模拟实验，方法包括：
[0026]将所述第二输水管的进水端置于所述位于投料井上游的水力控制井内，将所述第二输水管的出水端置于所述下游水力控制井内，输水动力由所述第二输水泵提供。
[0027]向所述水槽内注水，当水槽内水位达到一定高度时停止注水，启动所述第一输水泵以恒定流量从所述下游水力控制井向所述水槽内抽水，启动所述第二输水泵以恒定流量从所述位于投料井上游的水力控制井向所述下游水力控制井内抽水，待所述水槽内水位再次稳定后，所述砂槽内形成具有一定水利梯度的地下水流场；
[0028]将所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内，启动循环输水泵，待出水端有水流出且管路中无气泡后启动所述分光光度计，使用时间扫描模式进行空白测定，待空白基线稳定后停止空白测定，向所述投料井内加入有色指示剂溶液并搅拌均匀，之后使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水动力阻截技术实验装置，其特征在于，包括：砂箱、水位监测仪、污染物浓度在线监测系统、第一输水泵以及第一输水管；所述砂箱内设置有筛板，所述筛板将所述砂箱分隔为水槽和砂槽，所述砂槽内填充有用于模拟地层结构的砂，并设置有多个井，所述水槽用于模拟地下水流场的上游，所述水位监测仪用于测定各个井的水位；所述多个井由筛管置于所述砂槽内形成，所述多个井至少包含1个上游水力控制井、1个下游水力控制井、1个投料井和1个污染物监测井，所述下游水力控制井位于砂箱中心线最下游位置处，所述上游水力控制井位于所述投料井的上游；所述污染物浓度在线监测系统包括分光光度计、循环水泵以及循环输水管，所述分光光度计内设置有流通比色池，所述流通比色池和所述循环水泵设置在循环输水管的管线上，使用时，所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内；所述第一输水泵和第一输水管用于建立地下水自然流场，所述第一输水管的进水端置于所述下游水力控制井内，所述第一输水管的出水端置于所述水槽内，输水动力由所述第一输水泵提供。2.根据权利要求1所述的水动力阻截技术实验装置，其特征在于，所述水动力阻截技术实验装置还包括垂直屏障，使用时，所述垂直屏障放置在所述投料井上游。3.根据权利要求1所述的水动力阻截技术实验装置，其特征在于，所述水动力阻截技术实验装置还包括第二输水泵和第二输水管，使用时，所述第二输水管的进水端置于所述上游水力控制井内，所述第二输水管的出水端置于所述下游水力控制井内，输水动力由所述第二输水泵提供。4.根据权利要求1～3任一项所述的水动力阻截技术实验装置，其特征在于，所述砂槽内填充的砂为石英砂，所述砂槽下部填充细颗粒石英砂，所述砂槽上部填充粗颗粒石英砂。5.一种基于水动力阻截技术的模拟实验方法，其特征在于，采用如权利要求1～4任一项所述的水动力阻截技术实验装置进行实验。6.一种污染物扩散的模拟实验方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的水动力阻截技术实验装置进行模拟实验，方法包括：向所述水槽内注水，当水槽内水位达到一定高度时停止注水，启动所述第一输水泵以恒定流量从所述下游水力控制井向所述水槽内抽水，待所述水槽内水位再次稳定后，所述砂槽内形成具有一定水利梯度的地下水流场；将所述循环输水管的进水端和出水端均置于某一个所述污染物监测井内，启动循环水泵，待出水端有水流出且管路中无气泡后启动所述分光光度计，使用时间扫描模式进行空白测定，待空白基线稳定后停止空白测定，向所述投料井内加入有色指示剂溶液并搅拌均匀，之后使用时间扫描模式进行污染物监测，测定完毕后根据事先绘制的标准曲线确定不同时间点测得的有色指示剂浓度。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，李聪，王乾，孙明波，崔树阳，蔡凌霄，谢宗畴，李怿，白正伟，贾苒，李磊，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：