[實用新型]模擬巖溶地下河污染物遷移與歸宿的裝置

有效

• 申請號: 201320341726.2
• 申請日: 2013-06-16
• 公開（公告）號: CN203310755U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 蔣亞萍;陳余道;眭華生;程子蕓
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及污染水文地質學技術領域，特別是一種模擬巖溶地下河污染物遷移與歸宿的裝置。

背景技術

巖溶地下河是我國南方碳酸鹽巖分布地區典型的地下水賦存空間，具有水力條件復雜的管道流特征。由于巖溶地下河系統與地表環境聯系密集，缺少天然防滲或過濾層，加上人為非法排污行為，地表污染物很容易通過落水洞等巖溶形態直接進入地下河含水系統，從而污染地下水。比如城市和礦山地區的生活污水和工業廢水常常導致地下河系統被有機物和重金屬污染，地下河正逐漸成為各地排污的下水道。這種污染狀況直接影響到巖溶地區地下水資源的可持續開發利用與有效保護。為此，面對這種地下河系統復雜的污染形勢，地下河中污染物遷移與歸宿機理的模擬已成為科學工作者關注的熱點。其中，實驗室模擬是揭示污染物遷移特征與歸宿機理的重要途徑和必要手段。在過去，人們通常利用玻璃、塑料以及不銹鋼等材料在實驗室模擬巖溶地下河，但難以體現碳酸鹽巖與污染物相互作用的自然現象，包括吸附、碳酸鹽溶蝕和生物降解等機理，從而影響污染物遷移過程的模擬。

發明內容

本實用新型的目的就是為了科學而合理地開展實驗室模擬，提供一種能夠在實驗室有效模擬巖溶地下河中污染物遷移與歸宿的裝置。

本實用新型是這樣實現的：模擬巖溶地下河污染物遷移與歸宿的裝置包括一個干流管道、若干個支流管道、若干個溶潭、若干個干流管道注水孔、若干個支流管道注水孔、若干個取樣監測孔和管道出水口。

干流管道和支流管道由石灰巖管構成；支流管道分布于干流管道的兩側，溶潭為地下河沿途分布的積水潭，由石灰巖材質的空心球狀體構成，設置于干流管道上或支流管道上，水流可以在其中通過或積聚。

干流管道注水孔分布在干流管道的頂端，支流管道注水孔分布在支流管道的頂端，干流管道注水孔和支流管道注水孔均開口向上，根據需要，能通過蠕動泵連接外源水。

取樣監測孔分別分布在干流管道、支流管道和溶潭的上方，根據需要，能用注射器采集樣品供分析，也能用金屬電極原位測定。

管道出水口位于干流管道末端下方，與水龍頭連接，控制流量0.0~37.0?mL/s，與儀器連接實施在線水質監測。

利用上述裝置模擬巖溶地下河污染物遷移與歸宿的步驟為：

（1）通過蠕動泵在干流管道頂端干流管道注水口持續注入外源地下水，充滿管道，調節管道出水口的流量、并連接熒光光度計自動檢測儀，自動監測出水水質。

（2）將示蹤劑通過干流管道注水口瞬時注入干流管道。

（3）通過取樣監測孔，用注射器取樣做其它儀器分析，比如氣相色譜儀、離子色譜儀等，也能用金屬電極直接插入監測孔原位監測pH值、溶解氧。

（4）通過管道出水口，用熒光光度計自動檢測出水中示蹤劑濃度、溫度、電導率和濁度的變化，設置自動記錄時間間隔，持續監測，直到觀察到示蹤劑濃度降到外源地下水本底濃度。

（5）將熒光光度計中的數據導入電腦，對數據進行處理，形成示蹤劑濃度-時間過程線。

（6）通過對示蹤劑濃度—時間曲線分析計算，得出一系列管道水力和結構特征參數，揭示示蹤劑質量衰減機理。

所述示蹤劑為非反應示蹤劑或反應示蹤劑，非反應示蹤劑為熒光素鈉，反應示蹤劑為污染物。

?本實用新型能夠變換并控制實驗條件，開展重復實驗；可以利用野外不允許投放的污染物做實驗，通過取樣監測數據研究污染物在管道中的遷移行為；而且，石灰巖材質可以被溶蝕，能體現對污染物的吸附性能，反映了真實巖溶地下河具有的介質屬性。因此，本實用新型為巖溶地下河污染物的遷移與歸宿模擬提供了十分便利和有效的裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的平面示意圖。

圖中標記：1-干流管道；2-支流管道；3-溶潭；4-干流管道注水孔；5-支流管道注水孔；6-取樣監測孔；7-管道出水口。

圖2為本發明實施例監測的示蹤劑時間—濃度過程圖。

具體實施方式

實施例：

如圖1所示，模擬巖溶地下河污染物遷移與歸宿的裝置包括干流管道1、支流管道2、溶潭3、干流管道注水孔4、支流管道注水孔5、取樣監測孔6和管道出水口7。

干流管道1：長340cm，由不同管徑的石灰巖管構成，內徑變化范圍1.0~5.0cm，外徑變化范圍2.0~10.0cm。