CN111157406A - 非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，包括试验土样室、匀变速供污模块、供水模块和溶液收集模块；试验土样室至少包括第一砂槽、第二砂槽和工程屏障隔离槽且依次设置，之间设置透水结构；匀变速供污模块与第一砂槽连通，供水模块与第一砂槽的底端连通，溶液收集模块设置在工程屏障隔离槽以及第二砂槽的底端。本方案可针对现场不同地质条件、不同工况模拟非水相液体污染物在地层中的运移和扩散，研究非水相污染物在不同粒径多孔介质中运移与分布特征，同时还可系统研究工程屏障隔离墙对非水相液体污染物在地下环境中运移扩散后产生的污染羽的隔离阻控效果。

Description

非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统及方法

技术领域

本发明涉及地质工程及土木工程(岩土)技术领域，特别涉及一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统及方法。

背景技术

由于填埋场渗滤液泄漏、地下贮油设施及输油管线中石油制品的泄漏，有机溶剂和其他石油类产品对土壤和地下水的污染日趋严重。受石油类有机物污染的土体中含有多种有毒物质，进入地下水环境后，将对生物体造成严重的危害。大部分有机污染物与水不互溶(可能部分溶于水，此时溶解相和非水相同时存在)，这种液体通常称为非水相液体(Nonaqueous Phase Liquids,NAPLs)，包括密度比水大的重非水相液体(DenseNonaqueous Phase Liquids,DNAPLs)和密度比水小的轻非水相液体(Light NonaqueousPhase Liquids,LNAPLs)。常见的LNAPLs包括汽油和柴油，DNAPLs包括四氯乙烯、三氯乙烯、煤焦油等一些常见的氯代烃等。

NAPLs在地下水土中的迁移过程为多组分多相流问题。两相流可能由水相和DNAPLs组成，发生在潜水面以下；三相流可能由空气、水以及NAPL组成，发生在包气带中。石油类有机污染物不仅会污染地表水体，还会沿着包气带入渗污染地下水土。一方面，石油类有机污染物受重力和毛细力的作用在包气带中做垂直运动，部分污染物运动到地下潜水面以上并浮于水面，部分溶解于地下水中。另一方面，由于毛细力的作用有机污染物将吸附于粗颗粒土壤的孔隙中或被土壤固体颗粒吸附；绝大部分有机污染物都具有挥发性，挥发性有机污染物将分离成纯液相和气相占据包气带孔隙，这些残留的污染物会通过降水渗透溶解到地下水中，对地下水造成持续污染。

建立反映各主要成份运移过程的预测模型是设计地下水土石油类有机污染净化修复方案的基础。然而，目前人们对包气带中石油驱替迁移机理的研究还不够深入，对多场耦合作用下非水相液体污染物的迁移扩散过程缺乏系统研究，所以尚难以建立起实用的数学模型来描述多相流体系中石油污染物的迁移转换规律。

发明内容

本发明提供了一种室内缩尺模型试验来模拟石油类有机污染物在包气带和地下水土中的运移和扩散，以深入研究包气带中石油驱替迁移机理，对预测地下水污染发展趋势以及修复土壤和地下水污染具有重要意义。

为了达到上述目的，本发明提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，包括试验土样室、匀变速供污模块、供水模块和溶液收集模块；所述试验土样室至少包括第一砂槽、第二砂槽和工程屏障隔离槽，所述第一砂槽、所述第二砂槽和所述工程屏障隔离槽依次设置，之间的连接处均设置透水结构，所述第一砂槽底部铺设有砾石导水层，所述工程屏障隔离槽内设置有工程屏障隔离墙，所述第二砂槽内铺设有砾石渗水层；所述匀变速供污模块与所述第一砂槽连通，向所述第一砂槽内匀速或变速地输送污染物；所述供水模块与所述第一砂槽的底端连通，向所述砾石导水层输送水；所述溶液收集模块设置在所述工程屏障隔离槽以及所述第二砂槽的底端，对槽底渗出的溶液进行收集。

进一步地，所述匀变速供污模块包括经容积标定的有机玻璃容器、蠕动泵、污染物输入控制阀和硅胶软管，所述有机玻璃容器的外壁上设置有注液孔，所述有机玻璃容器通过所述硅胶软管依次与所述蠕动泵以及所述第一砂槽连通，所述污染物输入控制阀设置在所述硅胶软管上，且位于所述硅胶软管与所述第一砂槽的连接处。

进一步地，所述供水模块包括水箱、水泵、输水管和水位控制阀，所述水泵设置在所述水箱内，通过所述输水管与所述第一砂槽底端连通，所述水位控制阀设置在所述输水管与所述第一砂槽的连接处。

进一步地，所述溶液收集模块包括多个溶液收集瓶，分别设置在所述工程屏障隔离槽以及所述第二砂槽的底端，所述溶液收集瓶通过溶液收集管与槽底连通，所述溶液收集管上均设置有一排液控制阀。

进一步地，所述第一砂槽、所述第二砂槽和所述工程屏障隔离槽底部均设置有长条状的透水槽，所述透水槽底部开孔，槽内放置有塑料透水板，所述塑料透水板可供液体出入而防止试验土样穿过；所述试验土样室由透明的有机玻璃制成。

进一步地，所述透水结构为透水板，所述透水板上开有环形圆孔，所述环形圆孔内放置环形透水石，所述透水板的其余部位均设有小孔，所述透水板的四周设置有乳胶片，用穿孔螺丝拼接固定。

进一步地，所述砾石导水层以及所述砾石渗水层均由多组不同粒径的石英砂分层堆叠，形成多孔介质；所述工程屏障隔离墙主要由膨润土、红黏土、活性炭按预设的干密度混合压实制成。

进一步地，所述第一砂槽的侧壁上开设有多个预制孔，所述预制孔用于采样和设置传感器。

进一步地，所述试验系统还包括支撑调节模块，所述支撑调节模块主要由支撑床、支撑片、千斤顶和活动铰接装置组成，所述支撑床包括床板和置于地面的床架，所述试验土样室设置在所述床板上，所述床板的固定端通过所述活动铰接装置与所述床架铰接，活动端的底部与所述千斤顶的活塞杆连接，所述支撑片设置在所述床板与所述床架之间。

本发明还提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验方法，包括：

步骤一、组装所述试验系统，检查密封性；准备好试验用蒸馏水、经苏丹Ⅳ染色的柴油、多组不同粒径的石英砂以及所述工程屏障隔离墙的材料；将所述石英砂和所述工程屏障隔离墙的材料按预设的干密度压实，所述石英砂填入所述第一砂槽和第三砂槽内，所述工程屏障隔离墙填入所述工程屏障隔离槽内；设置并调整好数码相机；

步骤二、将蒸馏水注入所述水箱，启动所述水泵，打开所述水位控制阀，使蒸馏水注入所述第一砂槽内，当水位达到预设位置时，关闭所述水位控制阀和所述水泵，待所述第一砂槽内形成稳定的饱和及非饱和带；

步骤三、将经苏丹Ⅳ染色的柴油通过所述注液孔注入所述有机玻璃容器，启动所述蠕动泵，打开所述污染物输入控制阀，使柴油注入所述第一砂槽内；

步骤四、实时观测柴油在所述第一砂槽内的迁移，用所述数码相机拍照记录柴油锋面的扩散过程，以获取柴油在不同粒径多孔介质中的锋面扩散形态和形成透镜体的形状和厚度；

步骤五、由于水头差的作用，第一砂槽内的蒸馏水和入渗的柴油均会流向所述工程屏障隔离槽，一段时间后观测所述工程屏障隔离墙内柴油锋面的形态，同时还观测所述第二砂槽内有无出现柴油，以研究所述工程屏障隔离墙对柴油的吸附阻滞效果；

步骤六、每隔一段时间，通过溶液收集模块收集溶液，溶液收集后密封保存，以供后续水样分析，根据水中污染物浓度的时空分布，研究柴油是否通过对流、弥散作用迁移到了蒸馏水中，是否对水造成了污染；

步骤七、将所述千斤顶置于所述床板的活动端底部，所述千斤顶将试验土样室抬升至倾斜预设的角度，再用所述支撑片支撑固定，计算出当前的水力坡度，之后重复步骤一至步骤六，并不断调整千斤顶的顶升高度，测试不同水力坡度下柴油在多孔介质中的运移扩散规律与工程屏障隔离墙的吸附阻滞效果。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本方案可针对现场不同地质条件、不同工况模拟非水相液体污染物在地层中的运移和扩散，采用不同粒径级别的砾石分层装填并压实形成的土样模拟现场土体分层及非均质各向异性等情况，研究非水相污染物在不同粒径多孔介质中运移与分布特性，同时还设置有工程屏障隔离墙，将污染物的运移扩散与屏障墙的隔离阻滞联系起来，可系统研究工程屏障隔离墙对非水相液体污染物在地下环境中运移扩散后产生的污染羽的隔离阻控效果；

本方案设置的供水模块可灵活快速地实现供水，以便再现现场土层饱和及非饱和带，通过水位控制阀实现试验土样室内水位的升降，模拟现场潜水面的季节性变化，研究地下水位的升降对非水相污染物在地下水土中运移扩散的影响；匀变速供污模块可以通过调速的方式，模拟污染物的正常泄漏或自然条件下污染物的不均匀泄漏过程；

本方案设置了支撑调节模块，在土样制备装填阶段可人为制造倾斜界面、沉降裂缝，且能模拟不同水力坡度下非水相液体污染物在地层中的迁移扩散，研究不同工程地质和水文地质条件下非水相污染物的迁移和再分布。

附图说明

图1为本发明的试验系统主体结构示意图；

图2为本发明的试验系统中透水板结构示意图；

图3为本发明的支撑调节模块结构示意图。

【附图标记说明】

1-第一砂槽；2-工程屏障隔离槽；3-第二砂槽；4-透水结构；5-砾石导水层；6-工程屏障隔离墙；7-砾石渗水层；8-有机玻璃容器；9-蠕动泵；10-污染物输入控制阀；11-硅胶软管；12-注液孔；13-水箱；14-水泵；15-输水管；16-水位控制阀；17-溶液收集瓶；18-溶液收集管；19-排液控制阀；20-透水板；21-透水石；22-预制孔；23-支撑床；24-支撑片；25-千斤顶；26-活动铰接装置。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，包括试验土样室、匀变速供污模块、供水模块和溶液收集模块。其中，试验土样室由第一砂槽1、第二砂槽3和工程屏障隔离槽2组成，第一砂槽1、第二砂槽3和工程屏障隔离槽2依次设置，槽与槽之间的连接处均设置透水结构4。第一砂槽1底部铺设砾石导水层5，工程屏障隔离槽2内设置有工程屏障隔离墙6，第二砂槽3内铺设砾石渗水层7，整体组成水和非水相液体污染物迁移渗透的孔隙介质。匀变速供污模块与第一砂槽1连通，可向第一砂槽1内匀速或变速地输送污染物，模拟测试非水相液体的污染物在砾石层以及工程屏障隔离墙6的渗透情况。供水模块与第一砂槽1的底端连通，可向砾石导水层5输送水，在第一砂槽1内形成稳定的饱和及非饱和带，模拟地下水存在和渗透状况。溶液收集模块设置在工程屏障隔离槽2以及第二砂槽3的底端，对槽底渗出的溶液进行收集，以供后续水样分析。

优选地，在本实施例中，整个试验土样室长100cm，宽30cm，高60cm，其中第一砂槽1长度为60cm，工程屏障隔离槽2长度为20cm，第二砂槽3长度为20cm。第一砂槽1、工程屏障隔离槽2和第二砂槽3的顶部均设置有顶盖，以确保试验的密封性。

进一步地，匀变速供污模块包括经容积标定的有机玻璃容器8、蠕动泵9、污染物输入控制阀10和硅胶软管11。其中，在有机玻璃容器8的外壁上设置有注液孔12，通过注液孔12向有机玻璃容器8内补充非水相液体的污染物。有机玻璃容器8通过硅胶软管11依次与蠕动泵9以及第一砂槽1连通，蠕动泵9可匀速或变速地泵送污染物至第一砂槽1内，模拟污染物的正常泄漏或自然条件下污染物的不均匀泄漏过程。污染物输入控制阀10设置在硅胶软管11上，且位于硅胶软管11与第一砂槽1的连接处，用于开闭污染物的输入过程。其中盛放污染物的有机玻璃容器8具有口小、深度大等特点，材质为遮光的有机玻璃，可有效防止非水相污染物的挥发。

进一步地，供水模块包括水箱13、水泵14、输水管15和水位控制阀16。其中，水泵14设置在水箱13内，通过输水管15与第一砂槽1底端连通，水位控制阀16设置在输水管15与第一砂槽1的连接处。试验开始前，可启动水泵14，打开水位控制阀16，使水箱13内的蒸馏水注入第一砂槽1内，待第一砂槽1内形成稳定的饱和-非饱和带。水位控制阀16可开闭水的输送，实现地下水位的升降，模拟现场潜水面季节性变化，研究非水相污染物的迁移和再分布。

进一步地，溶液收集模块包括多个溶液收集瓶17，分别设置在工程屏障隔离槽2以及第二砂槽3的底端。溶液收集瓶17通过溶液收集管18与槽底连通，溶液收集管18上均设置有一排液控制阀19。每隔一段时间，打开排液控制阀19使溶液收集瓶17收集到对应槽渗出的溶液。溶液收集后密封保存，根据水中污染物浓度的时空分布进行后续分析。

进一步地，第一砂槽1、第二砂槽3和工程屏障隔离槽2底部均设置有长条状的透水槽，其底部开孔，槽内放置有塑料透水板。塑料透水板可供液体出入而防止试验土样，即砾石、工程屏障材料等穿过。试验土样室整体由透明的有机玻璃制成，便于观测染色污染物的迁移、渗透过程。

进一步如图2所示，在槽与槽之间设置的透水结构4为透水板20，透水板20上开有环形圆孔，环形圆孔内放置环形透水石21，透水板20的其余部位均设有小孔。透水板20上的环形透水石21和小孔可供液体均匀出入而防止试验中土颗粒穿过。环形透水石21加小孔的设计一方面可保证透水板20具有一定强度，防止因土样侧向压力过大导致透水结构4损坏；另一方面小孔的设置使得液体的渗流过程更加均匀。同时，透水板20的四周设置乳胶片，用穿孔螺丝与槽框架拼接固定，使透水板20上的其它位置均为密封状态，水和污染物通过孔进行迁移。

进一步地，砾石导水层5以及砾石渗水层7均由多组不同粒径的石英砂分层堆叠，形成多孔介质。工程屏障隔离墙6主要由膨润土、红黏土、活性炭按预设的干密度混合压实制成。其中，铺设于第一砂槽1底部的砾石导水层由粒径2-10mm的细中砾组成，用于增强导水性和控制地下水位。

进一步地，第一砂槽1的侧壁上开设有多个预制孔22，用于采样和设置传感器，可通过预制孔22对不同位置的砾石土样、水或污染物进行采集，分析各成分的空间分布，同时还可设置不同种类的传感器，监测砾石导水层5不同位置的各类参数，研究渗透、弥散等作用。

进一步如图3所示，试验系统还包括支撑调节模块，主要由支撑床23、支撑片24、千斤顶25和活动铰接装置26组成。其中，支撑床23包括床板和置于地面的床架，床板的固定端通过活动铰接装置26与床架铰接，活动端的底部与千斤顶25的活塞杆连接，整个试验土样室平铺设置在床板上，通过手摇活塞式的千斤顶25，推动床板的活动端向上旋转，使整个试验土样室形成一定的倾角，提供不同的水力坡度值，并通过设置在床板与床架之间的支撑片24支撑固定。优选地，支撑床23长110cm、宽30cm、高40cm，采用高强度不锈钢(316L)制成，床架的左右两侧安装有防侧翻装置。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验方法，包括：

步骤一、组装试验系统，检查密封性；准备好试验用蒸馏水、经苏丹Ⅳ染色的柴油、多组不同粒径的石英砂以及工程屏障隔离墙6的材料。将石英砂和工程屏障隔离墙6的材料按合适的干密度压实，石英砂填入第一砂槽1和第二砂槽3内形成砾石层，工程屏障隔离墙6填入工程屏障隔离槽2内，设置并调整好用于拍照记录的数码相机，完成试验前期准备工作。

步骤二、将蒸馏水注入水箱13，启动水泵14，打开水位控制阀16，使蒸馏水持续注入第一砂槽1内，当水位达到预设位置满足试验要求时，关闭水位控制阀16和水泵14，待第一砂槽1内形成稳定的饱和及非饱和带。

步骤三、将经苏丹Ⅳ染色的柴油通过注液孔12注入有机玻璃容器8，启动蠕动泵9并调至恒定转速，打开污染物输入控制阀10，使柴油匀速注入第一砂槽1内。

步骤四、实时观测柴油在第一砂槽1内的运移扩散，用数码相机拍照记录柴油锋面的扩散过程，供后续图像处理分析，以获取柴油在不同粒径多孔介质中的锋面扩散形态和形成透镜体的形状和厚度。

步骤五、由于水头差的作用，第一砂槽1内的蒸馏水和入渗的柴油均会流向工程屏障隔离槽2，一段时间后观测工程屏障隔离墙6上柴油锋面的形态，同时还观测第二砂槽3内有无出现柴油，研究工程屏障隔离墙2对柴油的吸附阻滞效果。

步骤六、每隔一段时间，通过溶液收集模块收集溶液，溶液收集后密封溶液收集瓶17保存，以供后续水样分析，根据水中污染物浓度的时空分布，研究柴油是否通过对流、弥散作用运移扩散到了蒸馏水中，是否对水造成了污染。

实施例3：

本实施例与实施例2的区别在于，开始时通过千斤顶25将试验土样室抬升，使其倾斜预设的角度，计算出这种情况下对应的水力坡度。之后重复步骤一至步骤六，并不断调整千斤顶25的顶升高度，测试不同水力坡度下柴油在砾石层多孔介质中的运移扩散规律与工程屏障隔离墙的吸附阻滞效果。

实施例4：

实施例4与实施例3的区别主要在于，本实施例用于研究自然条件下柴油的不均匀泄漏和不同工程地质、水文地质条件下柴油的迁移和再分布，以及工程屏障的隔离阻滞效果。

具体地，为了模拟天然条件下柴油的不均匀泄漏，步骤三中可先将蠕动泵9的转速设置为低值如5r/min，每隔30min后改变蠕动泵9转速，通过依次升高蠕动泵9转速不断增大注油速度，以此模拟天然条件下柴油的不均匀泄漏过程。

为了模拟不同工程地质条件下柴油在地下水土中的运移分布特征，步骤二中注入柴油之前，打开水位控制阀16，多次注水并排水，使第一砂槽1内石英砂压密沉降产生张拉裂缝，并通过支撑调节模块人为制造倾斜界面，以此模拟地下裂隙发育、地质界面不规则等不良工程地质条件下柴油在地下水土中的运移扩散过程。

以潜水面的季节性上升和下降为例，研究不同水文地质条件下柴油的迁移和再分布。步骤四完成后染色油膜稳定时，再次打开水位控制阀16，使水位下降到砾石导水层5以下，接着关闭水位控制阀16停止排水，用数码相机实时监测油膜的迁移和再分布过程。待油膜稳定后，重新启动水泵14，打开水位控制阀16，使水位抬升至预定高度，观测柴油的迁移和再分布过程。如此重复，模拟潜水面的季节性上升和下降对柴油的迁移扩散的影响。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，包括试验土样室、匀变速供污模块、供水模块和溶液收集模块；所述试验土样室至少包括第一砂槽、第二砂槽和工程屏障隔离槽，所述第一砂槽、所述第二砂槽和所述工程屏障隔离槽依次设置，之间的连接处均设置透水结构，所述第一砂槽底部铺设有砾石导水层，所述工程屏障隔离槽内设置有工程屏障隔离墙，所述第二砂槽内铺设有砾石渗水层；所述匀变速供污模块与所述第一砂槽连通，向所述第一砂槽内匀速或变速地输送污染物；所述供水模块与所述第一砂槽的底端连通，向所述砾石导水层输送水；所述溶液收集模块设置在所述工程屏障隔离槽以及所述第二砂槽的底端，对槽底渗出的溶液进行收集。

2.根据权利要求1所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述匀变速供污模块包括经容积标定的有机玻璃容器、蠕动泵、污染物输入控制阀和硅胶软管，所述有机玻璃容器的外壁上设置有注液孔，所述有机玻璃容器通过所述硅胶软管依次与所述蠕动泵以及所述第一砂槽连通，所述污染物输入控制阀设置在所述硅胶软管上，且位于所述硅胶软管与所述第一砂槽的连接处。

3.根据权利要求2所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述供水模块包括水箱、水泵、输水管和水位控制阀，所述水泵设置在所述水箱内，通过所述输水管与所述第一砂槽底端连通，所述水位控制阀设置在所述输水管与所述第一砂槽的连接处。

4.根据权利要求3所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述溶液收集模块包括多个溶液收集瓶，分别设置在所述工程屏障隔离槽以及所述第二砂槽的底端，所述溶液收集瓶通过溶液收集管与槽底连通，所述溶液收集管上均设置有一排液控制阀。

5.根据权利要求4所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述第一砂槽、所述第二砂槽和所述工程屏障隔离槽底部均设置有长条状的透水槽，所述透水槽底部开孔，槽内放置有塑料透水板，所述塑料透水板可供液体出入而防止试验土样穿过；所述试验土样室由透明的有机玻璃制成。

6.根据权利要求5所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述透水结构为透水板，所述透水板上开有环形圆孔，所述环形圆孔内放置环形透水石，所述透水板的其余部位均设有小孔，所述透水板的四周设置有乳胶片，用穿孔螺丝拼接固定。

7.根据权利要求6所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述砾石导水层以及所述砾石渗水层均由多组不同粒径的石英砂分层堆叠，形成多孔介质；所述工程屏障隔离墙主要由膨润土、红黏土、活性炭按预设的干密度混合压实制成。

8.根据权利要求7所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，所述第一砂槽的侧壁上开设有多个预制孔，所述预制孔用于采样和设置传感器。

9.根据权利要求8所述的非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验系统，其特征在于，还包括支撑调节模块，所述支撑调节模块主要由支撑床、支撑片、千斤顶和活动铰接装置组成，所述支撑床包括床板和置于地面的床架，所述试验土样室设置在所述床板上，所述床板的固定端通过所述活动铰接装置与所述床架铰接，活动端的底部与所述千斤顶的活塞杆连接，所述支撑片设置在所述床板与所述床架之间。

10.一种非水相液体污染物在地下水中迁移及阻隔试验方法，应用于如权利要求9所述的试验系统，其特征在于，包括：

步骤一、组装所述试验系统，检查密封性；准备好试验用蒸馏水、经苏丹Ⅳ染色的柴油、多组不同粒径的石英砂以及所述工程屏障隔离墙的材料；将所述石英砂和所述工程屏障隔离墙的材料按预设的干密度压实，所述石英砂填入所述第一砂槽和第三砂槽内，所述工程屏障隔离墙填入所述工程屏障隔离槽内；设置并调整好数码相机；

步骤二、将蒸馏水注入所述水箱，启动所述水泵，打开所述水位控制阀，使蒸馏水注入所述第一砂槽内，当水位达到预设位置时，关闭所述水位控制阀和所述水泵，待所述第一砂槽内形成稳定的饱和及非饱和带；

步骤三、将经苏丹Ⅳ染色的柴油通过所述注液孔注入所述有机玻璃容器，启动所述蠕动泵，打开所述污染物输入控制阀，使柴油注入所述第一砂槽内；

步骤四、实时观测柴油在所述第一砂槽内的迁移，用所述数码相机拍照记录柴油锋面的扩散过程，以获取柴油在不同粒径多孔介质中的锋面扩散形态和形成透镜体的形状和厚度；

步骤五、由于水头差的作用，第一砂槽内的蒸馏水和入渗的柴油均会流向所述工程屏障隔离槽，一段时间后观测所述工程屏障隔离墙内柴油锋面的形态，同时还观测所述第二砂槽内有无出现柴油，以研究所述工程屏障隔离墙对柴油的吸附阻滞效果；

步骤六、每隔一段时间，通过溶液收集模块收集溶液，溶液收集后密封保存，以供后续水样分析，根据水中污染物浓度的时空分布，研究柴油是否通过对流、弥散作用迁移到了蒸馏水中，是否对水造成了污染；

步骤七、将所述千斤顶置于所述床板的活动端底部，所述千斤顶将试验土样室抬升至倾斜预设的角度，再用所述支撑片支撑固定，计算出当前的水力坡度，之后重复步骤一至步骤六，并不断调整千斤顶的顶升高度，测试不同水力坡度下柴油在多孔介质中的运移扩散规律与工程屏障隔离墙的吸附阻滞效果。

Images