[發明專利]溫控-壓控地下水越流污染模擬系統

無效

• 申請號: 201310135305.9
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103279158A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 馬傳明;范奇;彭浩;孟貫良;羅紅雪;朱晛亭;余蔥蔥;倪善金;劉少帥;寧立波
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G01N33/18;G01N27/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術領域

本發明提供了一種恒溫恒壓地下水越流污染模擬系統，可廣泛應用于研究污染物遷移、水土作用、礦物和土體在淋濾條件下的溶解與沉淀、地下水修復等水文地質、地質環境問題。

背景技術

隨著地下水過度開采，人類活動日益加劇，海水入侵、垃圾滲出液下滲、上層咸水體入侵下層淡水、污水回灌等因素所引發的地下水污染問題日益嚴重，地下水污染的預測和防治顯得尤為重要。作為此類問題的重要研究方法，室內物理模擬儀具有很多優點，做為物理模擬的主要工具，土柱模型影響著物理模擬研究領域的發展，近年來，土柱模型廣泛應用于飽和和非飽和實驗研究。國內外也涌現了一大批這類的土柱裝置。例如，李培軍等人設計的“一種分析污染物在不同介質中遷移的裝置”，連接馬氏瓶后可以模擬等水頭的穩定下滲；王敏健等設計的“一種研究污染物在土壤中遷移和轉化的方法與裝置”可以研究土壤中污染物的揮發、滲濾和降解。

從前人的研究中反映出目前的土柱模型存在如下幾個缺陷：其一現階段所使用的土柱裝置雖然在溫度和壓力調節上做了一些努力，但是效果仍然不佳，不能精確的隨意調節溫度和壓力水頭；其二，現在的土柱大多設計為非飽和或者低承壓的水力條件，但是由于粘性土等介質滲透性太低，流速太慢，實驗周期太長。

發明內容

本發明提供了一種用于室內物理模擬研究的溫控-壓控地下水越流污染模擬系統，該系統解決了上述背景技術中的不足，能夠精確、方便的調節溫度和壓力水頭，從而滿足了進行室內物理模擬研究所需的條件。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種溫控-壓控地下水越流污染模擬系統，至少包括土柱以及與土柱連接的取樣測樣裝置、恒壓控制單元、恒溫水控制單元以及監測單元，土柱包括盛放有土樣的土柱內管以及套在土柱內管上的土柱外管，土柱內管和土柱外管之間形成一密封的腔室A，土柱內管中土樣的上方和下方均設有多孔隔板，分別為多孔隔板A和多孔隔板B，土柱內管的底部設有出水管A，出水管A與取樣測樣裝置連接；所述的取樣測樣裝置至少包括測樣內管、測樣外管、取樣杯以及多參數儀，其中測樣內管為封閉狀，其內部為測樣室，取樣杯放置于測樣室內，出水管A的尾端穿過測樣內管進入測樣室內且位于取樣杯的上方，多參數儀中的電極位于取樣杯內，測樣外管包裹在測樣內管上，且測樣外管與測樣內管之間形成一密封的腔室B，腔室B與腔室A之間通過保溫管連通，且保溫管套在出水管A上；所述的恒壓控制單元至少包括恒壓水箱、增壓泵B和水箱外管，其中恒壓水箱的底部設有出水管D，出水管D的底端與土柱連接并位于土柱內管內，增壓泵B安裝于出水管D上，水箱外管套在恒壓水箱上，且水箱外管與恒壓水箱之間形成一密封的腔室C；恒溫水控制單元包括恒溫水電路控制部件、恒溫水箱、增壓泵A以及恒溫水循環管路，恒溫水電路控制部件對恒溫水箱中的水溫檢測并調節，增壓泵A安裝在恒溫水循環管路上，恒溫水循環管路將恒溫水箱與腔室A、腔室B、腔室C之間相互連通；所述的監測單元包括壓力顯示電路控制部件、溫度顯示電路控制部件以及濃度顯示電路控制部件，壓力顯示電路控制部件中的壓力傳感器從上至下均勻的分布在腔室A中，溫度顯示電路控制部件中的溫度傳感器B分布在腔室A、腔室B以及恒壓水箱中，濃度顯示電路控制部件中的濃度傳感器分布在土柱內管的內壁上。

土柱內管和測樣內管均為導熱性能良好的PC管，土柱外管、測樣外管以及水箱外管均為具有絕熱性的有機玻璃管。

土柱內管的頂部高于土柱外管，土柱內管中多孔隔板A的上方填充有起勻壓、緩沖作用的玻璃珠，土柱內管上與多孔隔板B對應的部位設有通向外界的排氣管，排氣管上設有止水夾。

出水管A上設有飽水管以及排水管，飽水管和排水管均穿過保溫管通向外界，且飽水管和排水管上分別設置有閥門A和閥門B。

測樣室內設有轉盤，轉盤由頂端伸出于測樣外管的旋桿以及固定于旋桿底端且位于測樣室底部的托盤組成，旋桿帶動托盤旋轉，取樣杯放置于托盤上。

土柱內管的頂部設有溢流管，溢流管通向恒壓水箱的頂部，溢流管上設有壓力控制開關。

恒溫水電路控制部件由控制電路以及通過導線與其連接的溫度傳感器A和加熱器組成，溫度傳感器A和加熱器均位于恒溫水箱內。