[實用新型]一種用于研究包氣帶污染物運移的物理模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201220682523.5
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN202948016U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李仲夏;潘歡迎;金子琪;高延康;袁超;裴超;彭浩
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N33/18
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮

技術領域

本實用新型涉及一種物理模擬實驗裝置，特別是一種用于研究包氣帶污染物運移的物理模擬實驗裝置。

背景技術

支持毛細水帶是指位于地表以下、潛水面以上的地質介質，是大氣水、地表水、土壤水同地下水相互轉化的地帶，是地表、土壤污染物進人地下水的通道，也是大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈之間物質、能量傳輸、轉換的樞紐地帶。

地表以下地層復雜，地下水流動極其緩慢，地下水污染具有過程緩慢、不易發現和難以治理的特點。地下水污染與地表水污染有一些明顯的不同：由于污染物進入含水層，以及在含水層中運動都比較緩慢，污染往往是逐漸發生的，發現地下水污染后，確定污染源也不像地表水那么容易。

近年來，由于人類的活動引起的包氣帶土壤和地下水污染愈來嚴重，污水回灌、垃圾滲出液下滲、有毒化學液體的遺漏等威脅著包氣帶土壤和地下水的安全。其實污染物在包氣帶土壤中的運移一直引起了關注，污染物在包氣帶的遷移特征和規律成為了水文地質學的重要研究課題。由于人類活動對包氣帶土壤和地下水的污染不斷加重，支持毛細水帶橫向運移的存在對污染物的遷移有很大的影響，研究污染物在支持毛細水帶的運移分析地下水的污染具有重要意義。由于包氣帶是位于地球表面以下、潛水面以上的地質介質，因此現場進行實驗并采集數據會很困難，因此急需可以模擬包氣帶污染物運移的物理實驗裝置，現有的模擬實驗裝置，結構較為復雜，測量精度不高，用途較為單一。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本實用新型提供了一種結構簡單，測量精確，用途廣泛的用于研究包氣帶污染物運移的物理模擬實驗裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于研究包氣帶污染物運移的物理模擬實驗裝置，至少包括模擬槽、水頭調節裝置、降雨裝置和蒸發裝置，所述模擬槽由滲流槽以及分別設置于滲流槽左、右兩側的上游水箱和下游水箱組成，滲流槽、上游水箱和下游水箱的高度一致，上游水箱、下游水箱與滲流槽之間設置有孔板；所述水頭調節裝置包括有至少兩個升降螺桿、溢水盒、蠕動泵、隔水板和水管，兩個升降螺桿分別設置在上游水箱和下游水箱的側部，溢水盒安裝在升降螺桿上用于水頭調節，蠕動泵通過水管與溢水盒連接，溢水盒底部設置有進水孔和出水孔，進水孔連接有水源，隔水板安裝在溢水盒內；所述降雨裝置包括有降雨板和玻璃轉子流量計，降雨板設置在滲流槽上方，降雨板的側部開有通孔，通孔通過玻璃轉子流量計與水源連接，降雨板的底部設置有降雨孔；所述蒸發裝置設置于滲流槽上方，包括有高熱燈、燈罩、燈架和角鋼支架，高熱燈安裝在燈罩內，燈罩固定燈架上，燈架與角鋼支架連接。

作為上述方案的優選，所述滲流槽前側上按照5*7的矩陣分布設置有35個測壓孔，測壓孔內安裝有測壓裝置，測壓裝置包括寶塔接頭、外絲直通、電極、玻璃管和壓力傳感器，測壓孔設置在滲流槽上，寶塔接頭和外絲直通分別設置在測壓孔的內側和外側，寶塔接頭的一端與外絲直通連接，另一端設置在玻璃管內，玻璃管通過硅膠管與電極連接，電極通過設置在玻璃管、寶塔接頭和外絲直通內的導線與壓力傳感器連接。

所述滲流槽的前、后兩側上設置有循環降溫裝置，循環降溫裝置包括有至少三根有機玻璃管和錫箔紙，有機玻璃管的長度為1000mm，三根有機玻璃管水平并排設置在滲流槽的前、后側的上端，有機玻璃管上涂抹有硅膠，錫箔紙包裹在有機玻璃管的外圓上，三根有機玻璃管的兩端設置有三向管，三向管通過水管與蠕動泵連接。

所述滲流槽的前部均勻設置有至少4組完整井，每組完整井由兩根玻璃條和紗網組成，兩根玻璃條豎直粘貼在滲流槽的前側上，兩根玻璃條之間具有間隙，玻璃條的底部與滲流槽的底部平齊，紗網設置在兩根玻璃條上，紗網的兩端與兩根玻璃條的外側密封連接。

所述降雨板的底部按照6*22的矩陣分布均勻設置有132個降雨孔，降雨孔的直徑為0.5mm，降雨板頂部開設有至少兩個不同深度的小孔，小孔內安裝有控壓玻璃管。

所述燈架為長方體結構，燈架的長度為1000mm，寬度為200mm，燈架上均勻設置有四個燈罩，相鄰燈罩的間距為250mm，高熱燈安裝在燈罩內。

所述蒸發裝置與滲流槽頂端的距離為300mm。

本實用新型相比于現有技術具有的有益效果是：本實用新型的結構簡單，測量數據精確，用途廣泛，既可以模擬橫向運移污染的模擬實驗，又可以模擬垂向越流污染的模擬實驗，也可用于水質演化機理的探討，同時還可以用于彌散系數等參數測定以及模擬研究蒸發降雨對污染物在包氣帶中遷移的影響的模擬實驗，具有廣泛的應用價值和市場價值。模擬研究蒸發降雨對污染物在包氣帶中遷移的影響。