【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境岩土工程测量仪器制造，具体涉及一种适用于矿山废弃堆场的车载式毛细屏障现场评价装置及方法。
技术介绍
1、据不完全统计，我国目前共有22万余个各种类型(如：金属类和能源类等)的矿山，分布的地市范围超过全国地市总数的85％。矿山开采过程中产生的低含量矿石/废弃物被大量堆积形成尾矿坝/废弃堆场，并且主要以露天形式堆积。这些堆体在水和气等因素影响下极易发生物理变化(如：溶蚀)和化学变化(如：氧化还原反应)并产生污染物和发生扩散；该产生和扩散过程因堆体高厚等特点而长期存在。毛细屏障作为一种兼具“防渗闭气”的覆盖层，具有防护持久性和生态友好性等优点，被广泛应用于垃圾填埋场等场地的封场覆盖，最近也逐渐被探索应用于矿山废弃堆体的防护。值得注意的是，与垃圾填埋场的毛细屏障相比，矿山废弃堆场多位于人迹罕至且交通不便的边远山区，若按照前者的建造材料(如：粉土和砂等)和厚度要求(如：总体厚度不小于1.0米)，后者构建毛细屏障所需材料需从外界大量购买并存在运输困难和建造成本极高等问题。考虑筛选后的矿山废弃物物性指标和水-力指标符合毛细屏障构建标准，因而矿山废弃物可以被作为矿山废弃堆场毛细屏障的潜在建造材料。此外，由于矿山废弃堆场分布范围广，不同气候条件下毛细屏障形式的选取以及毛细屏障在外界条件(如：水和气等)影响下的服役性能及劣化机理(产酸和重金属析出)严重阻碍矿山毛细屏障的筛选效率。实现基于矿山废弃物的毛细屏障形式选取以及所选取毛细屏障的准确和可靠监测对矿山废弃堆体的经济和绿色防护与持久服役具有重要意义。
2、现有基于矿山
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适用于矿山废弃堆场的车载式毛细屏障现场评价装置及方法，用于基于矿山废弃物的毛细屏障形式快速选取以及对所选取毛细屏障服役性能和劣化机理的准确和可靠监测，对矿山废弃堆体的经济和绿色防护与持久服役具有重要意义。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种适用于矿山废弃堆场的车载式毛细屏障现场评价装置，包括：
4、特种专用车部分，用于承载车载式毛细屏障现场评价装置和移动测试位置；
5、模拟降雨部分，用于模拟所在试验区域的极端降雨事件；
6、毛细屏障制备箱部分，用于制备一种或多种毛细阻滞型覆盖层；
7、数据传感器部分，用于记录覆盖层内材料的含水率和吸力变化情况；
8、侧向排水测试部分，用于测量毛细屏障的侧向导排水量、氧化效果、ph值以及收集用于离子分析的废液；
9、数据存储传输部分，用于采集各传感器的测试数据并存储和传输至远程平台；
10、气象监测部分，用于记录测试期间的气象数据并为毛细屏障的水量平衡计算提供参数；
11、仪器供电部分，用于提供电力；
12、所述毛细屏障制备箱部分包括箱体、箱体排水孔、传感器孔、渗漏计排水孔；所述箱体排水孔、传感器孔、渗漏计排水孔分布在左侧和右侧箱壁上，且箱体排水孔、传感器孔位于渗漏计排水孔上部，呈竖直间隔分布；所述箱体排水孔可用作传感器孔；所述箱体的一个侧面为钢化玻璃，与左侧和右侧箱壁垂直且正对测色与录像仪；
13、所述数据传感器部分包括孔压传感器和水-热传感器；所述孔压传感器位于箱体传感器孔内；所述水-热传感器与孔压传感器正对分布在箱体侧壁上且高度相同；
14、所述侧向排水测试部分包括降雨收集桶、降雨收集桶上部的测色与录像仪、降雨收集桶下部的数联式电子秤、降雨收集桶左部的自动式移液管仪、降雨收集桶右部的数联式ph计；所述渗漏计排水孔和箱体排水孔通过排水管与降雨收集桶连接；所述测色与录像仪位于箱体的钢化玻璃侧；所述降雨收集桶放置于数联式电子秤上；所述降雨收集桶通过管线与自动式移液管仪连接；所述降雨收集桶内液体通过ph计传感器探头与数联式ph计连接；
15、所述模拟降雨部分与毛细屏障制备箱部分连接，所述毛细屏障制备箱部分通过渗漏计排水孔与数据传感器部分和侧向排水测试部分连接；所述数据传感器部分和侧向排水测试部分与数据存储传输部分通过信号传输线分别连接；所述数据存储传输部分通过信号传输线与气象监测部分连接。
16、优选的，特种专用车部分包括车身和车头；车身内的左侧是模拟降雨部分、毛细屏障制备箱部分和数据传感器部分，车身内的右侧是侧向排水测试部分和数据存储传输部分；车头上方放置仪器供电部分和气象监测部分的平台。
17、优选的，模拟降雨部分包括储水箱、位于储水箱顶部的隔膜泵、位于隔膜泵顶部的流量计、以及位于流量计右部的模拟降雨架；储水箱通过管道与隔膜泵连接，隔膜泵通过管道与流量计连接，流量计通过管线与模拟降雨架连接，模拟降雨架包含多条管线，每条管线包含多个雾化喷头；模拟降雨部分通过雾化降雨装置下端支撑螺纹柱与毛细屏障制备箱部分连接。
18、优选的，数据存储传输部分包括控制计算机、位于控制计算机顶部的有线数采仪、位于有线数采仪顶部的数据远程传输仪；孔压传感器、水-热传感器、数联式电子秤、测色与录像仪、自动式移液管仪和数联式ph计均通过电源信号线与控制计算机连接，控制计算机通过电源信号线与有线数采仪连接，有线数采仪通过电源信号线与数据远程传输仪连接。
19、优选的，气象监测部分包括监控器、位于监控器顶部的雨量收集仪、位于雨量收集仪顶部的净辐射仪、位于净辐射仪顶部的风速仪、位于风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于矿山废弃堆场的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，特种专用车部分包括车身和车头；车身内的左侧是模拟降雨部分、毛细屏障制备箱部分和数据传感器部分，车身内的右侧是侧向排水测试部分和数据存储传输部分；车头上方放置仪器供电部分和气象监测部分的平台。
3.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，模拟降雨部分包括储水箱、位于储水箱顶部的隔膜泵、位于隔膜泵顶部的流量计、以及位于流量计右部的模拟降雨架；储水箱通过管道与隔膜泵连接，隔膜泵通过管道与流量计连接，流量计通过管线与模拟降雨架连接，模拟降雨架包含多条管线，每条管线包含多个雾化喷头；模拟降雨部分通过雾化降雨装置下端支撑螺纹柱与毛细屏障制备箱部分连接。
4.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，数据存储传输部分包括控制计算机、位于控制计算机顶部的有线数采仪、位于有线数采仪顶部的数据远程传输仪；孔压传感器、水-热传感器、数联式电子秤、测色与录像仪、自动式移液管仪和数联式pH计均通
5.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，气象监测部分包括监控器、位于监控器顶部的雨量收集仪、位于雨量收集仪顶部的净辐射仪、位于净辐射仪顶部的风速仪、位于风速仪右部的风向仪、位于风向仪下部的总辐射仪、位于总辐射仪下部的温度仪、位于温度仪下部的湿度仪。
6.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，仪器供电部分包括太阳能板、位于太阳能板下部的蓄电池；太阳能板通过电源线与控制器连接，控制器通过电源线分别与蓄电池和电源输出端连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，该装置的工作原理包括，按如下式计算毛细屏障的土体水平衡：
8.根据权利要求7所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，毛细屏障的土体的实际蒸发量E的方程按如下式进行：
9.采用权利要求8所述的车载式毛细屏障现场评价装置进行现场评价的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于矿山废弃堆场的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，特种专用车部分包括车身和车头；车身内的左侧是模拟降雨部分、毛细屏障制备箱部分和数据传感器部分，车身内的右侧是侧向排水测试部分和数据存储传输部分；车头上方放置仪器供电部分和气象监测部分的平台。
3.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，模拟降雨部分包括储水箱、位于储水箱顶部的隔膜泵、位于隔膜泵顶部的流量计、以及位于流量计右部的模拟降雨架；储水箱通过管道与隔膜泵连接，隔膜泵通过管道与流量计连接，流量计通过管线与模拟降雨架连接，模拟降雨架包含多条管线，每条管线包含多个雾化喷头；模拟降雨部分通过雾化降雨装置下端支撑螺纹柱与毛细屏障制备箱部分连接。
4.根据权利要求1所述的车载式毛细屏障现场评价装置，其特征在于，数据存储传输部分包括控制计算机、位于控制计算机顶部的有线数采仪、位于有线数采仪顶部的数据远程传输仪；孔压传感器、水-热传感器、数联式电子秤、测色与录像仪、自动式移液管仪和数联式ph计均通...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴特，孟龙龙，王顺玉，聂绍凯，杨一鑫，王文远，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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