CN103940979A - 生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种路面结构的模拟装置，特别涉及一种适用于生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟装置。主要特点是系统包括雨水制备装置，雨水漫流装置，边坡模拟装置和水样收集装置；雨水制备装置中的配水桶经雨水漫流装置中的管道与边坡模拟装置中的布水管连接，边坡模拟装置底部的出水口经管道与水样收集装置中的储水槽连接。采用本发明所得的净化水样和削减水量可以更加接近实地透水边坡对径流控制的检测结果，并且可以减少实验过程中污水制备、净化及收集的操作周转次数和相应仪器的购买，实现一体化试验过程，将为生态透水边坡的研究与开发利用提供可靠地实验手段，具有更广的应用前景，会带来较好的经济效益。

Description

生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统

技术领域  

   本发明涉及一种路面结构的模拟系统，特别涉及一种适用于生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统。

背景技术

目前，通过透水边坡结构开展径流污染控制效果的研究成果还处于初始阶段，相应试验设备更不多见，传统试验方法中边坡装置均被概念化，无法体现实地边坡的空间布置，在试验布置中重视边坡材料的功效，淡化边坡结构对试验结果的影响；在试验过程中忽视边坡对径流雨量的削减功效。且将径流雨水的模拟简单化，忽视其实际的漫流状态。直接影响试验数据的真实性。在通常的研究方法中将雨水配置和污染控制过程分开进行，使得影响结果的因素增多和造成不必要的仪器购买和使用。

以实验室模拟为目标，以水质净化和水量削减标准化为准则，是否能实现透水边坡对径流污染控制的试验研究一体化，是否能够充分体现径流雨水在透水边坡的漫流及渗流的自然状态，是本领域技术人员攻克的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种生态透水边坡处治径流污染的模拟系统，解决现有试验方法中存在的上述种种不足，通过本发明实现集配水-降雨-处治-收集为一体的稳定型透水边坡处治路面径流污染的试验模拟系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述系统包括雨水制备装置，雨水漫流装置，边坡模拟装置和水样收集装置；雨水制备装置中的配水桶经雨水漫流装置中的管道与边坡模拟装置中的布水管连接，边坡模拟装置底部的出水口经管道与水样收集装置中的储水槽连接。

所述雨水制备装置包括配水桶，控制箱和搅拌器；搅拌器置于配水桶的上口，控制箱控制雨水制备装置中的搅拌器速率、雨水漫流装置中的水泵开启与关闭以及低水位警报。

所述雨水漫流装置包括水泵、雨量计、回流阀和管道；水泵、雨量计和回流阀串接在管道中，管道的一端连接靠近配水桶下方侧面的出水口，管道的另一端连接边坡模拟装置中的布水管一端。

所述边坡模拟装置为上下两层结构，包括伸缩杆，渗流槽，布水管和出水坡；所述渗流槽为上层结构，由若干相同单元的渗流槽并列为一体，于各单元渗流槽下层设置具有若干平行排列水槽的出水坡，即下层结构，渗流槽的底端与出水坡的顶端处铰接，伸缩杆的两端分别连接单元挡板上方和渗流槽上方的横杆，伸缩杆是运用螺旋式的螺母和螺栓旋转来调节高度进而调节渗流槽坡度，具有均匀布孔的布水管置于各单元渗流槽上部的槽内，各单元渗流槽底部分别设置透水孔和出水口，各单元出水坡底部设置出水口。

所述渗流槽似呈簸箕，其底面具有若干道横向槽。

所述水样收集装置为具有容积标注且与边坡模拟系统出水口相适用的不同型号的储水槽组成，用于道路径流经边坡结构和材料削减后的水量监测。

所述的生态透水边坡处治道路径流污染的模拟系统的实现方式，其步骤为：

（1）将待测试件放入渗流槽内；根据需要的实际边坡坡度调节伸缩杆的高度。

（2）开启人工雨水配置装置，由暴雨强度和设定降雨时间固定配水桶中的水量，根据当地径流雨水成分，将相关药剂加入配水桶，通过控制箱开动搅拌器，根据不同药品的溶解性调节转速，待药品全部溶解后，加入路面沉积土，稳定搅拌速率；

（3）由控制箱开动水泵，打开回流阀，调节雨量控制计，经均匀布孔的布水管实现路面雨水漫流事件；

（4）待控制箱中低水位警报响起，降雨事件结束，于边坡模拟系统的两层结构处的出水口收集待测水样。

采用本发明所得的净化水样和削减水量可以更加接近实地透水边坡对径流控制的检测结果，并且可以减少实验过程中污水制备、净化及收集的操作周转次数和相应仪器的购买，实现一体化试验过程，将为生态透水边坡的研究与开发利用提供可靠地实验手段，具有更广的应用前景，会带来较好的经济效益。

本发明的有益效果是：

（1）整合了实验室模拟生态透水边坡处治径流污染的各种仪器设备，实现一体化试验系统，边坡实地模拟性高，操作方便，推广应用性强；

（2）转速和径流强度均可调可控，制备工艺参数可以精确到具体的数值，所得的试验数据比较精准；

（3）不仅可以研究对污染的净化功效，而且便于开展径流削减的分析工作等，应用广泛。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明后视结构示意图；

图3为本发明中渗流槽的结构示意图；

图中，1控制箱，2搅拌器，3配水桶，4布水管，5伸缩杆，6渗流槽，7储水槽，8水泵，9回流阀，10流量控制计，11出水口，12出水口，13放水坡。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1和图2所示，控制箱1开启降雨和搅拌的开始和停止以及低水位预警工作，与配水桶3和水泵8连接；搅拌器2置于配水桶3上端，与回流阀9，流量控制计10，布水管4依次连接；布水管4固定于渗流槽6上端的槽内，伸缩杆5连接渗流槽控制其坡度。放水坡13位于渗流槽6下层收集待测雨水，储水槽7可根据实验要求放置于渗流槽6和放水坡13的两处出水口11和12处，收集净化后水样用于径流削减试验项目。

将搅拌器2置于配水桶3上部防止由于人工雨水中颗粒沉淀导致的污水成分分布不均，减少了实验误差；水泵，回流阀9，雨量调节计10的组合设计不但可以模拟不同暴雨强度下的透水边坡径流污染控制功效，还能保证降雨的稳定性。自制的布水管4以及边坡模拟装置最大程度的反应了道路实地的径流流经状态，保证了数据的有效性。运用双层布置的边坡模拟结构，利用上层结构渗流槽6采集经边坡材料的水平流动的净化水样，利用下层结构放水坡13采集经边坡材料的垂直流动的净化水样，并通过两个结构层的出水口11和12用储水槽13收集径流削减后的水量，增加待研项目。亦利用连接渗流槽6的伸缩杆5调节试边坡装置的坡度反应道路的不同空间布置，最大幅度实现生态透水边坡处治径流污染的控制过程。

生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟装置的实验过程：

第一步，根据预定降雨历时，引定量自来水至配水桶2。

第二步， 先将雨水成分中溶解态污染物的替代药剂葡萄糖、硝酸锌、磷酸二氢钾、氯化铵放入配水桶2中； 根据需要的边坡坡度，调节伸缩杆5的高度，将边坡底基层材料以及起水质净化功效的材料板铺筑于渗流槽6内，如进行径流削减实验项目，将储水槽7放置于出水口11和出水口12两处收集经材料削减后的水量。

第三步，运用控制箱1启动搅拌开启搅拌器2，调节控制箱1中的速度控制器的转速调节开关，选择中速；40min后，药剂溶解，根据当地雨水径流成分按比例加入定量路面沉积土，高速开动旋转槽。

第四步，30min后，待药剂与沉积土混合均匀，启动控制箱1中的雨水动力系统，打开回流阀，调节流量计达到设定的进水水力。开启雨水漫流试验。

第五步，低温预警响起，关闭控制箱1中的搅拌系统，于渗流槽6和放水坡13的出水口11和12收集待测水样（如需要，试验过程中亦可收集水样）。

第六步，关闭回流阀和控制箱1中的搅拌开关和喷淋开关。

第七步，将配水桶中剩余污水引至规定容器内，获取原水样待测。径流削减试验数据由配水桶2水量以及储水槽7的对比数据得出。

如图2所示：根据实际边坡材料结构以及预制块尺寸要求，将渗流槽尺寸设计为1200cm×39cm×29cm。

Claims (7)

1.一种生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述系统包括雨水制备装置，雨水漫流装置，边坡模拟装置和水样收集装置；雨水制备装置中的配水桶经雨水漫流装置中的管道与边坡模拟装置中的布水管连接，边坡模拟装置底部的出水口经管道与水样收集装置中的储水槽连接。

2.根据权利要求1所述的生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述雨水制备装置包括配水桶，控制箱和搅拌器；搅拌器置于配水桶的上口，控制箱控制雨水制备装置中的搅拌器速率、雨水漫流装置中的水泵开启与关闭以及低水位警报。

3.根据权利要求1所述的生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述雨水漫流装置包括水泵、雨量计、回流阀和管道；水泵、雨量计和回流阀串接在管道中，管道的一端连接靠近配水桶下方侧面的出水口，管道的另一端连接边坡模拟装置中的布水管一端。

4.根据权利要求1所述的生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述边坡模拟装置为上下两层结构，包括伸缩杆，渗流槽，布水管和出水坡；所述渗流槽为上层结构，由若干相同单元的渗流槽并列为一体，于各单元渗流槽下层设置具有若干平行排列水槽的出水坡，即下层结构，渗流槽的底端与出水坡的顶端处铰接，伸缩杆的两端分别连接单元挡板上方和渗流槽上方的横杆，具有均匀布孔的布水管置于各单元渗流槽上部的槽内，各单元渗流槽底部分别设置透水孔和出水口，各单元出水坡底部设置出水口。

5.根据权利要求4所述的生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述渗流槽似呈簸箕，其底面具有若干道横向槽。

6.根据权利要求1所述的生态透水边坡处治道路路面径流污染的模拟系统，其特征是，所述水样收集装置为具有容积标注且与边坡模拟系统出水口相适用的不同型号的储水槽组成，用于道路径流经边坡结构和材料削减后的水量监测。

7.根据权利要求1所述的生态透水边坡处治道路径流污染的模拟系统的实现方式，其步骤为：

（1）将待测试件放入渗流槽内；根据需要的实际边坡坡度调节伸缩杆的高度；

（2）开启人工雨水配置装置，由暴雨强度和设定降雨时间固定配水桶中的水量，根据当地径流雨水成分，将相关药剂加入配水桶，通过控制箱开动搅拌器，根据不同药品的溶解性调节转速，待药品全部溶解后，加入路面沉积土，稳定搅拌速率；

（3）由控制箱开动水泵，打开回流阀，调节雨量控制计，经均匀布孔的布水管实现路面雨水漫流事件；

（4）待控制箱中低水位警报响起，降雨事件结束，于边坡模拟系统的两层结构处的出水口收集待测水样。