CN111795723B - 一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，包括池体、水流调节组件、水深调节组件、河流宽度调节组件、底泥高度调节组件和水循环组件，水流调节组件包括举升板和第一丝杠，举升板一端与池体铰接，第一丝杠与举升板另一端连接，水深调节组件包括防水折板、滑动横梁和第二丝杠，防水折板与举升板连接，滑动横梁与防水折板连接，且与第二丝杠卡接，河流宽度调节组件包括调节挡板和第三丝杆，调节挡板与举升板连接，第三丝杆与调节挡板连接，底泥高度调节组件设在举升板上，水循环组件包括循环泵和分水槽，循环泵设置在设备箱内部，分水槽与循环泵连接；本发明结构设计合理，河道环境模拟还原度高，适宜大量推广。

Description

一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置及运行方法

技术领域

本发明涉及河道水环境模拟设备技术领域，具体涉及一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置及运行方法。

背景技术

随着城市化和工业化进程的加快,各类退役的化工企业污染场地带来的环境问题日渐突出。这类场地大多受到有毒有害物质的严重污染,当场地土地利用功能发生变化,会导致对人体健康和生态环境的风险。场地周边有河流流经时，河道可能受到严重的污染,河道底泥往往是河流污染物的最终归宿。进入水体的污染物通过一系列反应沉积到底泥中，底泥中的污染物有再次释放出来对水生生态系统形成潜在生态风险的可能。许多学者认为,底泥是水体污染的指示剂,反映着水体环境的污染状况。

但是现有技术中，由于受时间、空间等条件的限制，往往无法实时获取有效的污染河道环境参数，严重制约了河道生态诊断事业的发展。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种结构设计合理、模拟还原度高的水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置及运行方法。

本发明的技术方案为：一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，包括池体、水流调节组件、水深调节组件、河流宽度调节组件、底泥高度调节组件和水循环组件；池体下端设置有设备箱，设备箱上设置有注水口，池体端部与设备箱导通；水流调节组件包括举升板和第一丝杠，举升板水平设置在池体内底部，举升板一端通过转动杆与池体的内壁铰接，举升板另一端活动铰接有第一旋转块，举升板另一侧上部设置有挡水板，第一丝杠通过第二旋转块活动连接在池体上端开口处，且第一丝杠与第二旋转块螺纹连接，与第一旋转块转动卡接；水深调节组件包括防水折板、滑动横梁和第二丝杠，池体上远离第一丝杠的一侧内壁上竖直设置有滑动槽，防水折板底部与举升板端部密封连接，防水折板两侧活动卡接在滑动槽内，滑动横梁滑动卡接在滑动槽内，且与防水折板上端固定连接，滑动横梁上贯穿设置有排水槽，第二丝杠通过搭板与池体上端连接，且第二丝杠与搭板螺纹连接，与滑动横梁可转动卡接；河流宽度调节组件包括调节挡板和第三丝杆，举升板上端面水平设置有两个相互平行的滑动杆，调节挡板设置有两个，两个调节挡板底部均通过滑动套与滑动杆滑动连接，第三丝杆螺纹连接在两个调节挡板上，且位于调节挡板中部靠上位置；底泥高度调节组件活动设置在举升板上，用于调节河道底泥高度；水循环组件包括循环泵和分水槽，循环泵设置在设备箱内部，分水槽固定设置在池体内部上端，且与第一丝杠同侧，分水槽与循环泵之间通过循环管路连接。

进一步地，底泥高度调节组件设置有3-6个，3-6个底泥高度调节组件均匀分布在举升板上，底泥高度调节组件包括固定件、活动件和第四丝杠，固定件包括第一中间空心板和滑动空心板，第一中间空心板竖直固定设置在举升板上，滑动空心板设置有两个，两个滑动空心板分别与两个调节挡板固定连接，且均与第一中间空心板滑动插接；活动件包括第二中间空心板和滑动板，第二中间空心板与第一中间空心板滑动连接，滑动板设置有两个，两个滑动板分别与两个滑动空心板滑动连接，且均与第二中间空心板滑动插接，第四丝杠通过连接架与调节挡板连接，连接架能够在调节挡板上滑动，第四丝杠与连接架螺纹连接，与第二中间空心板顶部转动卡接，使用时，通过第四丝杠拉动第二中间空心板在第一中间空心板内上下滑动，此时两个滑动板随第二中间空心板一起分别在两个滑动空心板内上下滑动，对河道底泥高度进行调节，使得河道环境模拟还原度高，同时滑动空心板和滑动板均能够随调节挡板的移动而收缩或扩张，保证了调节挡板的调节效果。

更进一步地，第二中间空心板内部设置有复位弹簧，复位弹簧的两端分别与两个滑动板抵接，通过设置复位弹簧，使得两个滑动板能够始终与调节挡板外壁抵接，避免底泥在水流作用下从滑动板与调节挡板之间缝隙流失。

进一步地，两个调节挡板之间设置有导向滑杆，调节挡板能够在导向滑杆滑动，通过设置导向滑杆，使得调节挡板的移动更加平稳可靠。

进一步地，举升板与池体之间、调节挡板与举升板之间均设置有密封条，通过设置密封条，提高了装置的密封性能，进而提高了装置对河道环境的模拟效果。

一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置的运行方法，包括以下步骤：

一、通过设备箱上的注水口向设备箱内注入一定量的水，在各个底泥高度调节组件之间填充一定量的底泥，然后通过外部电源启动循环泵，在循环泵的作用下，水流通过循环管路和分水槽后进入池体上的举升板，最后通过滑动横梁上的排水槽进入设备箱完成一次循环；

二、当需要模拟河道不同水流速度时，旋转第一丝杠，使举升板与池体底部之间形成一定的夹角，从而模拟不同的水流速度；

三、当需要模拟河道不同水深时，旋转第二丝杠，使滑动横梁在滑动槽内竖直移动，带动防水折板移动，达到模拟不同水深的目的；

四、当需要模拟河道不同水流宽度时，旋转第三丝杆，使两个调节挡板通过滑动套在举升板上的滑动杆上滑动，相互靠近或远离，达到达到模拟不同河道宽度的目的；

五、当需要模拟不同高度河道底泥时，旋转各个第四丝杠，使第二中间空心板和滑动板同时在第一中间空心板和滑动空心板内上下移动，并在相邻两个高度调节组件之间填充不同高度的河道底泥，达到模拟不同高度河道底泥的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的装置结构设计合理，能够对河道的水流速度、水流宽度、水深和河道底泥高度进行模拟，使得河道环境模拟还原度大大提高；同时本发明使用过程中，操作便捷，不仅提高了水环境研究人员的工作效率，同时也降低了研究人员的劳动强度；通过本发明能够实时获得不同的河道环境参数，为水环境研究奠定了理论依据和基础。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的防水折板与池体的连接示意图；

图5是本发明的底泥高度调节组件的结构示意图；

图6是本发明的固定件和活动件的连接示意图；

其中，1-池体、10-设备箱、11-滑动槽、2-水流调节组件、20-举升板、200-转动杆、201-第一旋转块、202-挡水板、203-滑动杆、21-第一丝杠、210-第二旋转块、3-水深调节组件、30-防水折板、31-滑动横梁、310-排水槽、32-第二丝杠、320-搭板、4-河流宽度调节组件、40-调节挡板、400-滑动套、401-导向滑杆、41-第三丝杆、5-底泥高度调节组件、50-固定件、500-第一中间空心板、501-滑动空心板、51-活动件、510-第二中间空心板、511-滑动板、512-复位弹簧、52-第四丝杠、520-连接架、6-水循环组件、60-循环泵、61-分水槽、62-循环管路。

具体实施方式

实施例：如图1所示的一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，包括池体1、水流调节组件2、水深调节组件3、河流宽度调节组件4、底泥高度调节组件5和水循环组件6；池体1下端设置有设备箱10，设备箱10上设置有注水口，池体1端部与设备箱10导通；

如图1、2所示，水流调节组件2包括举升板20和第一丝杠21，举升板20水平设置在池体1内底部，举升板20一端通过转动杆200与池体1的内壁铰接，举升板20另一端活动铰接有第一旋转块201，举升板20另一侧上部设置有挡水板202，第一丝杠21通过第二旋转块210活动连接在池体1上端开口处，且第一丝杠21与第二旋转块210螺纹连接，与第一旋转块201转动卡接；举升板20与池体1之间设置有密封条，通过设置密封条，提高了装置的密封性能，进而提高了装置对河道环境的模拟效果；

如图1、2、3、4所示，水深调节组件3包括防水折板30、滑动横梁31和第二丝杠32，池体1上远离第一丝杠21的一侧内壁上竖直设置有滑动槽11，防水折板30底部与举升板20端部密封连接，防水折板30两侧活动卡接在滑动槽11内，滑动横梁31滑动卡接在滑动槽11内，且与防水折板30上端固定连接，滑动横梁31上贯穿设置有排水槽310，第二丝杠32通过搭板320与池体1上端连接，且第二丝杠32与搭板320螺纹连接，与滑动横梁31可转动卡接；

如图1、3所示、河流宽度调节组件4包括调节挡板40和第三丝杆41，举升板20上端面水平设置有两个相互平行的滑动杆203，调节挡板40设置有两个，两个调节挡板40底部均通过滑动套400与滑动杆203滑动连接，第三丝杆41螺纹连接在两个调节挡板40上，且位于调节挡板40中部靠上位置；两个调节挡板40之间设置有导向滑杆401，调节挡板40能够在导向滑杆401滑动，通过设置导向滑杆401，使得调节挡板40的移动更加平稳可靠；调节挡板40与举升板20之间设置有密封条，通过设置密封条，提高了装置的密封性能，进而提高了装置对河道环境的模拟效果；

如图1、5、6所示、底泥高度调节组件5设置有4个，4个底泥高度调节组件5均匀分布在举升板20上，底泥高度调节组件5包括固定件50、活动件51和第四丝杠52，固定件50包括第一中间空心板500和滑动空心板501，第一中间空心板500竖直固定设置在举升板20上，滑动空心板501设置有两个，两个滑动空心板501分别与两个调节挡板40固定连接，且均与第一中间空心板500滑动插接；活动件51包括第二中间空心板510和滑动板511，第二中间空心板510与第一中间空心板500滑动连接，滑动板511设置有两个，两个滑动板511分别与两个滑动空心板501滑动连接，且均与第二中间空心板510滑动插接，第四丝杠52通过连接架520与调节挡板40连接，连接架520能够在调节挡板40上滑动，第四丝杠52与连接架520螺纹连接，与第二中间空心板510顶部转动卡接，使用时，通过第四丝杠52拉动第二中间空心板510在第一中间空心板500内上下滑动，此时两个滑动板511随第二中间空心板510一起分别在两个滑动空心板501内上下滑动，对河道底泥高度进行调节，使得河道环境模拟还原度高，同时滑动空心板501和滑动板511均能够随调节挡板40的移动而收缩或扩张，保证了调节挡板40的调节效果；第二中间空心板510内部设置有复位弹簧512，复位弹簧512的两端分别与两个滑动板511抵接，通过设置复位弹簧512，使得两个滑动板511能够始终与调节挡板40外壁抵接，避免底泥在水流作用下从滑动板511与调节挡板40之间缝隙流失

如图1所示，水循环组件6包括循环泵60和分水槽61，循环泵60为市售产品，循环泵60设置在设备箱10内部，分水槽61固定设置在池体1内部上端，且与第一丝杠21同侧，分水槽61与循环泵60之间通过循环管路62连接。

利用上述实施例的装置进行污染河道环境模拟的方法，包括以下步骤：

一、通过设备箱10上的注水口向设备箱10内注入一定量的水，在各个底泥高度调节组件5之间填充一定量的底泥，然后通过外部电源启动循环泵60，在循环泵60的作用下，水流通过循环管路62和分水槽61后进入池体1上的举升板20，最后通过滑动横梁31上的排水槽310进入设备箱10完成一次循环；

二、当需要模拟河道不同水流速度时，旋转第一丝杠21，使举升板20与池体1底部之间形成一定的夹角，从而模拟不同的水流速度；

三、当需要模拟河道不同水深时，旋转第二丝杠32，使滑动横梁31在滑动槽11内竖直移动，带动防水折板30移动，达到模拟不同水深的目的；

四、当需要模拟河道不同水流宽度时，旋转第三丝杆41，使两个调节挡板40通过滑动套400在举升板20上的滑动杆203上滑动，相互靠近或远离，达到达到模拟不同河道宽度的目的；

五、当需要模拟不同高度河道底泥时，旋转各个第四丝杠52，使第二中间空心板510和滑动板511同时在第一中间空心板500和滑动空心板501内上下移动，并在相邻两个高度调节组件5之间填充不同高度的河道底泥，达到模拟不同高度河道底泥的目的。

Claims (5)

1.一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，其特征在于，包括池体（1）、水流调节组件（2）、水深调节组件（3）、河流宽度调节组件（4）、底泥高度调节组件（5）和水循环组件（6）；所述池体（1）下端设置有设备箱（10），设备箱（10）上设置有注水口，池体（1）端部与设备箱（10）导通；所述水流调节组件（2）包括举升板（20）和第一丝杠（21），所述举升板（20）水平设置在池体（1）内底部，举升板（20）一端通过转动杆（200）与池体（1）的内壁铰接，举升板（20）另一端活动铰接有第一旋转块（201），举升板（20）另一侧上部设置有挡水板（202），所述第一丝杠（21）通过第二旋转块（210）活动连接在池体（1）上端开口处，且第一丝杠（21）与第二旋转块（210）螺纹连接，与第一旋转块（201）转动卡接；所述水深调节组件（3）包括防水折板（30）、滑动横梁（31）和第二丝杠（32），池体（1）上远离第一丝杠（21）的一侧内壁上竖直设置有滑动槽（11），所述防水折板（30）底部与举升板（20）端部密封连接，防水折板（30）两侧活动卡接在所述滑动槽（11）内，所述滑动横梁（31）滑动卡接在滑动槽（11）内，且与防水折板（30）上端固定连接，滑动横梁（31）上贯穿设置有排水槽（310），所述第二丝杠（32）通过搭板（320）与池体（1）上端连接，且第二丝杠（32）与搭板（320）螺纹连接，与滑动横梁（31）可转动卡接；所述河流宽度调节组件（4）包括调节挡板（40）和第三丝杆（41），举升板（20）上端面水平设置有两个相互平行的滑动杆（203），所述调节挡板（40）设置有两个，两个调节挡板（40）底部均通过滑动套（400）与所述滑动杆（203）滑动连接，所述第三丝杆（41）螺纹连接在两个调节挡板（40）上，且位于调节挡板（40）中部靠上位置；所述底泥高度调节组件（5）设置有3-6个，3-6个底泥高度调节组件（5）均匀分布在举升板（20）上，底泥高度调节组件（5）包括固定件（50）、活动件（51）和第四丝杠（52），所述固定件（50）包括第一中间空心板（500）和滑动空心板（501），所述第一中间空心板（500）竖直固定设置在举升板（20）上，所述滑动空心板（501）设置有两个，两个滑动空心板（501）分别与两个调节挡板（40）固定连接，且均与第一中间空心板（500）滑动插接；所述活动件（51）包括第二中间空心板（510）和滑动板（511），所述第二中间空心板（510）与第一中间空心板（500）滑动连接，所述滑动板（511）设置有两个，两个滑动板（511）分别与两个滑动空心板（501）滑动连接，且均与第二中间空心板（510）滑动插接，所述第四丝杠（52）通过连接架（520）与调节挡板（40）连接，所述连接架（520）能够在调节挡板（40）上滑动，第四丝杠（52）与连接架（520）螺纹连接，与第二中间空心板（510）顶部转动卡接；所述水循环组件（6）包括循环泵（60）和分水槽（61），所述循环泵（60）设置在设备箱（10）内部，所述分水槽（61）固定设置在池体（1）内部上端，且与第一丝杠（21）同侧，分水槽（61）与循环泵（60）之间通过循环管路（62）连接。

2.根据权利要求1所述的一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，其特征在于，所述第二中间空心板（510）内部设置有复位弹簧（512），所述复位弹簧（512）的两端分别与两个滑动板（511）抵接。

3.根据权利要求1所述的一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，其特征在于，两个调节挡板（40）之间设置有导向滑杆（401），调节挡板（40）能够在导向滑杆（401）上滑动。

4.根据权利要求1所述的一种水生生物毒性研究用污染河道环境模拟装置，其特征在于，所述举升板（20）与池体（1）之间、调节挡板（40）与举升板（20）之间均设置有密封条。

5.利用权利要求1-4任意一项所述的装置进行污染河道环境模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过设备箱（10）上的注水口向设备箱（10）内注入一定量的水，在各个底泥高度调节组件（5）之间填充一定量的底泥，然后通过外部电源启动循环泵（60），在循环泵（60）的作用下，水流通过循环管路（62）和分水槽（61）后进入池体（1）上的举升板（20），最后通过滑动横梁（31）上的排水槽（310）进入设备箱（10）完成一次循环；

二、当需要模拟河道不同水流速度时，旋转第一丝杠（21），使举升板（20）与池体（1）底部之间形成一定的夹角，从而模拟不同的水流速度；

三、当需要模拟河道不同水深时，旋转第二丝杠（32），使滑动横梁（31）在滑动槽（11）内竖直移动，带动防水折板（30）移动，达到模拟不同水深的目的；

四、当需要模拟河道不同水流宽度时，旋转第三丝杆（41），使两个调节挡板（40）通过滑动套（400）在举升板（20）上的滑动杆（203）上滑动，相互靠近或远离，达到达到模拟不同河道宽度的目的；

五、当需要模拟不同高度河道底泥时，旋转各个第四丝杠（52），使第二中间空心板（510）和滑动板（511）同时在第一中间空心板（500）和滑动空心板（501）内上下移动，并在相邻两个高度调节组件（5）之间填充不同高度的河道底泥，达到模拟不同高度河道底泥的目的。

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