CN202075201U - 地下水渗流模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种地下水渗流模拟试验装置，包括柱筒、基底水箱、供水箱和控制阀，所述的柱筒底部设置基底水箱，所述的基底水箱通过控制阀、供水管连通供水箱，所述的供水箱为可升降调节的水箱；所述的基底水箱设置于支架上，基底水箱底部设置排水阀。本实用新型具有可分段组合的柱筒和可调节高度的供水箱的专用模拟试验装置，能够分层收集模拟土壤孔隙水，为地下水污染规律研究提供水质和水量等基础试验资料，达到了模拟地下水污染状态和规律的目的。本实用新型设备操作简便，试验成本低廉。适用于温度4—45℃，常压，pH6.5-8.5的试验环境。
Description
技术领域
本实用新型属于环保监测设备技术领域，具体涉及一种能够准确模拟内陆湖泊湖滨区土壤对浅层地下水污染情况的地下水渗流模拟试验装置。
背景技术
内陆湖泊污染与富营养化是我国目前面临的重要问题。由于治理内陆湖泊污染与富营养化所需投资金额巨大，所以清楚地判断各类污染来源、入湖规律，是准确制定治理对策、减少投资浪费、提高治理绩效的基本保证。
内陆地区的降雨一般是呈季节性变化，湖泊水位也相应变化。湖滨区浅层地下水受制于湖泊水体，湖泊水位升降，湖滨区地下水位相应升降，在升降过程中，湖滨区土壤处于浸泡和控干状态中。土壤中，尤其是表层耕作土壤中所含的有机质、氮磷通常可达几千到几万ppm；湖滨浅层地下水中有机质、氮磷通常在100ppm以下，甚至接近于零。季节性浸泡时，污染物从土壤中向水中扩散，直至达到平衡；当旱季来临时，湖水水位下降，浅层地下水汇入湖体中，污染物随之移入湖体中。湖滨区一般呈环状分布，污染的过程缓慢、隐蔽，对该类型区域地下水污染情况的描述难度很大。
目前，研究该污染类型主要采用开挖观测井的方式进行动态监测，采集不同深度的地下水样，分析地下水的污染水平。观测井方法虽然能够直接反映观测点的污染状况，但是只能获得采集水样时的水质数据（即湖滨区地下水的污染程度），对于输移污染水量的数据仍需依靠模型来测算，导致该方法测得的污染总量（水质乘以水量）结果可靠性无法直接验证。同时，应用该方法需要设置多个观测点，导致投资大，现场采集水样的往返成本也高。因此，开发一种能够准确模拟内陆湖泊湖滨区土壤对浅层地下水污染情况的地下水渗流模拟试验装置，是非常必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单，工作稳定可靠，能够准确模拟内陆湖泊湖滨区土壤对浅层地下水污染情况的地下水渗流模拟试验装置。
本实用新型的目的是这样实现的，包括柱筒、基底水箱、供水箱和控制阀，所述的柱筒底部设置基底水箱，所述的基底水箱通过控制阀、供水管连通供水箱，所述的供水箱为可升降调节的水箱；所述的基底水箱设置于支架上，基底水箱底部设置排水阀。
本实用新型具有可分段组合的柱筒和可调节高度的供水箱的专用模拟试验装置，能够分层收集模拟土壤孔隙水，为地下水污染规律研究提供水质和水量等基础试验资料，达到了模拟地下水污染状态和规律的目的。本实用新型设备操作简便，试验成本低廉。适用于温度4—45℃，常压，pH 6.5—8.5的试验环境。
附图说明
附图为本实用新型整体结构示意图。
图中：1-柱筒，2-连接螺栓，3-砂芯，4-基底水箱，5-控制阀，6-支架，7-固定螺栓，8-供水管，9-供水箱，10-水箱塔架，11-观察采样孔，12-排水阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换，均落入本实用新型的保护范围。
如图所示，本实用新型包括柱筒1、基底水箱4、供水箱9和控制阀5，所述的柱筒1底部设置基底水箱4，所述的基底水箱4通过控制阀5、供水管8连通供水箱9，所述的供水箱9为可升降调节的水箱；所述的基底水箱4设置于支架6上，基底水箱4底部设置排水阀12。
所述的柱筒1为分段组合结构，各段之间通过法兰和螺栓密封连接。
所述的基底水箱4上平行设置两组以上的柱筒1，以方便进行多组同时模拟试验。
所述的柱筒1各段分别设有观察采样孔11；所述的观察采样孔11直径为15-25mm。
所述的柱筒1的直径为180-220mm，单段高度为150-450mm，壁厚8-12mm。
所述的观察采样孔11为两个以上，孔间距为7-15cm；观察采样孔11纵向交错排列。
所述的观察采样孔11的塞子上设置导流管，导流管上设置调节阀；所述的导流管直径为6-10mm透明管，以方便观察柱筒中的水位。
所述的基底水箱6与柱筒1之间设置隔离砂芯3，隔离砂芯3与柱筒1内壁紧配合。
所述的隔离砂芯3内孔隙孔径为15- 60μm。既保证模拟水流的正常流动，又便于收集土壤水饱和或不饱和流动条件下污染物输出。
本实用新型的工作原理及工作过程：
土样从湖滨区现场取得，并按土层剖面顺序分层采土样集。样土自然晾干、捣碎、过筛后混匀。对应剖面顺序从底层装填柱筒1，压实程度接近土壤自然状态，分层装填、顺序组装到整体模拟柱筒1。向供水箱9注水（清水或样点附近的湖水），注满后打开供水箱9底部的控制阀5向基底水箱4注水，使水从柱筒1底部缓慢向上渗透。注意观察采样孔11的液位，当下段柱筒1的观察采样孔11出水后，逐级提高供水箱9位置直至与柱筒1顶部平齐，顶面出水后即可关闭进水控制阀5。注水模拟全过程需十几天至一个多月的时间，以使供水箱9与柱筒1液位达到充分平衡。然后自上而下依序打开各段观察采开孔11导流管上的控制阀，分层收集水样，最后打开基底水箱4的排水阀12，收集基底水箱4中的水样。所取得的水样分别计量，并按国家标准分析测定土样的氮、磷、有机质及水样的氮、磷、COD、TOC质指标。
本实用新型的特点：
1、结构简单，操作简便，制作成本低廉；
2、可以模拟内陆湖泊湖滨区土壤中污染物随湖水位升降纵向迁移进入地下水的污染特点和规律；基底水箱设置可模拟内陆湖泊季节性水位涨落导致湖滨区土壤地下水位变化过程；
3、分层收集模拟土壤孔隙水，同时测定水质和水量，方便了确定测定污染物输出量；
4、解决了现场观测井法只能测定水质，而不能测定水量的弱点，能够定量描述内陆湖泊湖滨区土壤季节性浸泡带来的浅层地下水污染过程与污染程度；
5、试验成本低，投资远低于现场观测井法；
6、采样、管理更方便和快捷。
Claims (9)
1.一种地下水渗流模拟试验装置，包括柱筒（1）、基底水箱（4）、供水箱（9）和控制阀（5），其特征是：所述的柱筒（1）底部设置基底水箱（4），所述的基底水箱（4）通过控制阀（5）、供水管（8）连通供水箱（9），所述的供水箱（9）为可升降调节的水箱；所述的基底水箱（4）设置于支架（6）上，基底水箱（4）底部设置排水阀（12）。
2.根据权利要求1所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的柱筒（1）为分段组合结构，各段之间通过法兰和螺栓密封连接。
3.根据权利要求1所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的基底水箱（4）上平行设置两组以上的柱筒（1）。
4.根据权利要求1、2或3所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的柱筒（1）各段分别设有观察采样孔（11）；所述的观察采样孔（11）直径为15-25mm。
5.根据权利要求1、2或3所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的柱筒（1）的直径为180-220mm，单段高度为150-450mm，壁厚8-12mm。
6.根据权利要求4所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的观察采样孔（11）为两个以上，孔间距为7-15cm；观察采样孔（11）纵向交错排列。
7.根据权利要求4所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的观察采样孔（11）的塞子上设置导流管，导流管上设置调节阀；所述的导流管直径为6-10mm透明管。
8.根据权利要求1或3所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的基底水箱（6）与柱筒（1）之间设置隔离砂芯（3），隔离砂芯（3）与柱筒（1）内壁紧配合。
9.根据权利要求7所述的地下水渗流模拟试验装置，其特征是：所述的隔离砂芯（3）内孔隙孔径为15- 60μm。
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