CN209198260U - 一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，属于环境保护领域，包括喷淋供水系统，污染物迁移实验柱，滤液收集系统，多层支撑平台；整个装置置于多层支撑平台上，喷淋供水系统顶部供水水箱和下部喷淋水箱两者之间通过计量泵和橡胶软管相连接，污染物迁移实验柱上下两端均为开口设计，通过螺纹连接装置分别与喷淋水箱和滤液收集系统的柱形过滤装置固定连接；喷淋供水系统包括上部供水水箱和下部喷淋水箱，喷淋水箱底部安装有板式喷头。本装置可在室内操作，模拟降雨周期远小于自然降雨周期，可在较短时间内获得实验所需数据。

Description

一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置

技术领域

本实用新型涉及一种污染物迁移规律的实验模拟装置，属于环境保护领域，具体涉及一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置。

背景技术

土壤中残留的污染物在雨水的冲刷作用下会渗入地下水中，不仅会使生态环境受到污染，也会危及人类的健康安全，因此，探究不同降雨强度条件下土壤中污染物的迁移规律，可为污染物控制及生态环境的治理提供有力的科学依据。在进行模拟不同降雨强度条件下土壤污染物迁移规律的实验过程中，为了在既定的时间内迅速获得实验所需数据，通常需要利用人工模拟降雨装置模拟不同的降雨强度条件。

但现有的一些实验装置还存在许多缺点，如：无法很好的模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物的迁移规律；不能准确分层取土样和取间隙水样，实验误差较大；无法满足降雨均匀性，无法模拟不同的降雨强度等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制一种用于模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，通过调节计量泵调节泵入到喷淋水箱的水流量，通过调节喷头控制阀门来控制喷淋水箱底部板式喷头的开启和关闭以及板式喷头的过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的，通过在污染物迁移实验柱不同高度处分层取土样、间隙水样及柱形过滤装置收集滤液，来进一步确定不同降雨强度条件下，污染物在上覆水、土壤、间隙水中的时空分异特征及响应机制。

为实现上述目的，本实用新型的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其主要技术特征在于包括喷淋供水系统，污染物迁移实验柱，滤液收集系统，软管连接装置，螺纹连接装置，多层支撑平台，所述喷淋供水系统由上部供水水箱和下部喷淋水箱组成，上下两部分之间通过计量泵和橡胶软管连接，分别置于多层支撑平台上层和中层，所述喷淋水箱底部安装有不锈钢空气增压式圆形板式喷头，底部侧面安装有控制阀门，喷头设置的密度为15目，喷嘴采用材料为环保ABS树脂，通过调节控制阀门可控制板式喷头的过流速度，所述污染物迁移实验柱置于多层支撑平台中层下侧，上部通过第一螺纹连接装置和喷淋水箱固定连接，底部通过第二螺纹连接装置与柱形过滤装置固定连接，所述滤液收集系统由柱形过滤装置和可更换滤液收集器组成，置于多层支撑平台底层下侧。

作为优选，所述喷淋供水系统包括供水水箱和喷淋水箱，两部分之间通过计量泵和橡胶软管连接，液体由计量泵从供水水箱中泵出流入喷淋水箱内，喷淋水箱底部安装有板式喷头，且安装有控制阀门，通过调节计量泵的调节手轮来调节泵入喷淋水箱内的水流量，通过控制板式喷头右侧的控制阀门来实现喷淋水箱底部板式喷头的开启和关闭以及板式喷头的过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的。

作为优选，所述污染物迁移实验柱左侧垂向每间距5 cm均匀分布有柱式取样口，柱式取样口用于取土样，右侧垂向每间距2 cm均匀分布有管式取样口，管式取样口用于取间隙水样，污染物迁移实验柱上下均为开口设计，底部出口处固定有一个圆形筛孔板，所述圆形筛孔板的半径为25cm，厚度为1cm，底部通过第二螺纹连接装置与柱形过滤装置固定连接，污染物迁移实验柱内壁设有螺纹结构，可有效防止短流现象。

作为优选，所述滤液收集系统为柱形过滤装置和可更换滤液收集器组成，柱形过滤装置顶部通过第一螺纹连接装置与污染物迁移实验柱底部固定连接，针对亲水性污染物，柱形过滤装置内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8，针对疏水性污染物，柱形过滤装置内填充有惰性高铝球，填充的空隙率为1:9，柱形过滤装置底部设有出液阀门与可更换滤液收集器相连，每个可更换滤液收集器的容积为500 mL。

本实用新型的优点和效果：

第一，本实用新型的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置通过调节计量泵的调节手轮来调节泵入喷淋水箱的水流量，通过调节喷淋水箱底部的控制阀门来控制喷淋水箱底部板式喷头的开启和关闭以及板式喷头的过流速度，进而达到模拟不同的降雨强度的目的；

第二，污染物迁移实验柱可分层取土样和取间隙水样，实验柱底部垫有筛孔板，筛孔板的设计在防止土壤流失的同时也便于实验柱中溶液的渗滤；针对亲水性/疏水性污染物，柱形过滤装置内分别填充有聚丙烯填料/惰性高铝球，极大减少了滤液中污染物在下渗过程中由于吸附作用造成的损失，有利于滤液中污染物的准确收集；

第二，本装置可在室内操作，模拟降雨周期远小于自然降雨周期，可在较短时间内获得实验所需数据，整个装置置于多层支撑平台上，上下结构紧凑、分明且便于移动，操作简单，成本低，且各环境因素如：温度、光照等可控，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1——本实用新型结构原理示意图。

图中各标号对应的部件名称如下：

1供水水箱，2进水阀门，3计量泵，4软管连接装置，5出水阀门，6喷淋水箱，7板式喷头，8喷淋装置控制阀门，9喷淋供水系统，10第一螺纹连接装置，11柱式取样口，12管式取样口，13污染物迁移实验柱，14第二螺纹连接装置，15柱形过滤装置，16出液阀门，17滤液收集器，18 多层支撑平台，19万向轮。

具体实施方式

本实用新型提供一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置。喷淋供水系统顶部的供水水箱通过橡胶软管和计量泵与下方喷淋水箱连接，液体由计量泵从供水水箱中泵出流入喷淋水箱内，喷淋水箱底部安装有板式喷头，且安装有喷淋装置控制阀门，通过调节计量泵的调节手轮来调节泵入到喷淋水箱的水流量，通过调节该阀门来控制喷淋水箱底部板式喷头的开启和关闭以及板式喷头的过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的，通过在污染物迁移实验柱不同高度处分层取土样、间隙水样及柱形过滤装置收集滤液，来进一步确定不同降雨强度条件下，污染物在上覆水、土壤、间隙水中的时空分异特征及响应机制。

下面结合附图对本实用新型做更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，包括喷淋供水系统9，污染物迁移实验柱13，柱形过滤装置15，第一螺纹连接装置10，第二螺纹连接装置14、多层支撑平台18。所述喷淋供水系统9为聚甲基丙烯酸甲酯材质，由上部供水水箱1和下部喷淋水箱6组成，上下两部分之间通过计量泵3和橡胶软管4连接，分别置于多层支撑平台18的上层和中层支撑平台上，喷淋水箱6通过第一螺纹连接装置10和污染物迁移实验柱13固定连接，橡胶软管4两端分别设置进水阀门2、出水阀门5。

装置在使用时，液体由计量泵3从供水水箱1中泵出流入喷淋水箱6内，喷淋水箱6底部安装有板式喷头7，且安装有喷淋装置控制阀门8，通过调节计量泵3的调节手轮来调节泵入到喷淋水箱6的水流量，通过调节喷淋装置控制阀门8来控制喷淋水箱6底部板式喷头7的开启和关闭以及过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的。

在本实用新型中，所述污染物迁移实验柱13为聚甲基丙烯酸甲酯材质，上下均为开口设计，污染物迁移实验柱13左侧垂向每间距5 cm均匀分布有柱式取样口11，右侧垂向每间距2 cm均匀分布有管式取样口12，通过在污染物迁移实验柱13不同高度处分层取样，来进一步确定不同降雨强度条件下，污染物在上覆水、土壤、间隙水中的时空分布特征及规律；污染物迁移实验柱13通过第一螺纹连接装置10和第二螺纹连接装置14分别与喷淋供水系统9底部喷淋水箱6、圆柱体柱形过滤装置15固定连接，污染物迁移实验柱13内壁设有螺纹结构，可有效防止短流现象。

在本实用新型中，所述滤液收集系统由柱形过滤装置15和可更换滤液收集器17组成，由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成，柱形过滤装置15顶部通过第二螺纹连接装置14与污染物迁移实验柱13底部固定连接；针对亲水性污染物，柱形过滤装置15内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8，针对疏水性污染物，柱形过滤装置15内填充有惰性高铝球，填充的空隙率为1:9，柱形过滤装置15底部设有出液阀门16与可更换滤液收集器17相连，每个可更换滤液收集器17的容积为500 mL。多层支撑平台18的四个支撑脚处安装有万向轮19，方便整个装置的移动与安放。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述装置包括喷淋供水系统（9）、污染物迁移实验柱（13）、滤液收集系统、多层支撑平台（18）；

所述喷淋供水系统（9）包括上部供水水箱（1）和下部喷淋水箱（6），供水水箱（1）、下部喷淋水箱分别置于多层支撑平台（18）上层和中层，供水水箱（1）与喷淋水箱（6）之间通过软管连接装置（4）连接，软管连接装置（4）上安装计量泵（3）；

所述喷淋水箱（6）底部安装有不锈钢空气增压式圆形板式喷头（7），喷淋水箱（6）底部侧面安装有控制阀门（8），通过调节计量泵（3）的调节手轮来调节泵入喷淋水箱（6）内的水流量，通过调节控制阀门（8）来实现喷淋水箱（6）底部板式喷头（7）的开启和关闭以及板式喷头（7）的过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的；

所述污染物迁移实验柱（13）置于多层支撑平台（18）中层下侧，污染物迁移实验柱（13）上部通过第一螺纹连接装置（10）和喷淋水箱（6）固定连接；

所述滤液收集系统置于多层支撑平台（18）底层下侧，包括柱形过滤装置（15）和可更换滤液收集器（17），柱形过滤装置（15）通过第二螺纹连接装置（14）与污染物迁移实验柱（13）底部固定连接，可更换滤液收集器（17）用于收集从柱形过滤装置（15）底部流出的深层渗漏液。

2.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述供水水箱（1）、下部喷淋水箱（6）均为聚甲基丙烯酸甲酯材质，板式喷头（7）设置的密度为15目，喷嘴采用材料为环保ABS树脂。

3.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述污染物迁移实验柱（13）一侧垂向每间距5 cm均匀分布有柱式取样口（11），柱式取样口（11）用于取土样；

污染物迁移实验柱（13）另一侧垂向每间距2 cm均匀分布有管式取样口（12），管式取样口（12）用于取间隙水样；

污染物迁移实验柱（13）上下均为开口设计；

污染物迁移实验柱（13）底部出口处固定有一个圆形筛孔板，所述圆形筛孔板的半径为25cm，厚度为1cm；

污染物迁移实验柱（13）内壁设有螺纹结构。

4.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：针对亲水性污染物，所述柱形过滤装置（15）内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8；针对疏水性污染物，所述柱形过滤装置（15）内填充有惰性高铝球，填充的空隙率为1:9，柱形过滤装置（15）底部设有出液阀门（16）；

每个可更换滤液收集器的容积为500 mL。