[發(fā)明專利]模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410506075.7
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104264622A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;逄勇;羅縉;王健健;黃亞文;王雪;王一舒;蔣紅;韋雨婷;賈俊杰;潘紅澈;羅慧萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B1/02
• 分類號(hào): E02B1/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水體生態(tài)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及潮汐往復(fù)流河道模擬裝置，特別涉及一種模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置及方法。

背景技術(shù)

海口是人口密集的地區(qū)，也是人類活動(dòng)最為頻繁的地區(qū)。隨著河道沿岸污染物排放量不斷增加，河道生態(tài)環(huán)境問題日益突出，又近年調(diào)水工程、水庫(kù)大壩工程的實(shí)施，海口河道上游下泄流量不斷減少，一方面導(dǎo)致河流水體納污能力變小，水環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻；另一方面導(dǎo)致海口河道水體交換周期變大，受海口潮汐影響，整個(gè)水體來回回蕩，較之前河流中污染物滯留時(shí)間變長(zhǎng)，污染物累計(jì)，同時(shí)水體耗氧量變大，水質(zhì)惡化。同時(shí)鹽水的入侵嚴(yán)重影響到兩岸人民生活用水、工農(nóng)業(yè)用水以及淡水生物養(yǎng)殖等。改善海口河道水質(zhì)的關(guān)鍵是開展影響水體污染物機(jī)理的研究。

水利生態(tài)科研及海岸環(huán)境工程研究等任務(wù)要求在物理模型中復(fù)演原型的潮汐往復(fù)流現(xiàn)象，即將天然河道形態(tài)制作成比尺模型，要求通過水量、水位與時(shí)間的縮尺復(fù)演天然河道的潮汐往復(fù)流現(xiàn)象，即為潮汐往復(fù)流模擬。準(zhǔn)確的模擬河道潮汐往復(fù)流過程，需要一套完整的潮汐控制裝置。針對(duì)上述現(xiàn)象的模擬，目前主要采用數(shù)學(xué)模型，考慮到數(shù)學(xué)模型近似假設(shè)和參數(shù)選取的不確定性，通過更直觀的物理模型模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移擴(kuò)散仍未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提供一種模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置及方法，本發(fā)明能夠模擬上游不同下泄流量、下游不同潮汐流量水位條件下海口河道潮汐往復(fù)流水流特征，進(jìn)而研究潮汐往復(fù)流河道污染物遷移擴(kuò)散規(guī)律(鹽水上溯規(guī)律)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置，包括上游流量控制裝置、中間水槽裝置、下游潮汐流量控制裝置，其特征在于：所述的上游流量控制裝置包括進(jìn)水管、恒流水箱、上游水位控制水箱；所述的中間水槽裝置包括水槽槽體、測(cè)速裝置、污染物進(jìn)污水箱；所述的下游潮汐流量控制裝置包括潮汐水位控制水箱、無壓出水管、排水系統(tǒng)、回流水泵、潮汐回流模擬水箱、補(bǔ)償或海水鹽度模擬水箱；所述的水槽槽體上端連接上游水位控制水箱，下端連接潮汐水位控制水箱，所述的潮汐水位控制水箱連接潮汐回流模擬水箱；所述的補(bǔ)償或海水鹽度模擬水箱連接潮汐回流模擬水箱；所述的下游潮汐流量控制裝置底部設(shè)有由橫向拉板控制的矩形出水口，所述的潮汐回流模擬水箱設(shè)有垂向拉板控制的矩形回流口，矩形出水口的下端連接無壓出水管；所述的污染物進(jìn)污水箱設(shè)有控制水位高度的上下移動(dòng)式溢流口，并通過進(jìn)污管與水槽的進(jìn)污口連接。

進(jìn)一步地，模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置，其特征在于，所述的恒流水箱設(shè)有控制水位的擋板、溢流口和恒流水管；所述進(jìn)水管流量大于恒流水管流量，恒流水箱中間設(shè)有控制水位高度的組合式擋板，組合式擋板分有不同的高度。

所述的上游水位控制裝置和潮汐水位控制裝置設(shè)有潮汐最高水位線和潮汐最低水位線；所述的水槽槽體上設(shè)有污染物進(jìn)污口、水質(zhì)采樣口和測(cè)速裝置；所述的排水水箱設(shè)有排水口；所述的回流水泵與排水水箱和潮汐回流水箱連接。

所述的排水系統(tǒng)包括排水管和排水水箱，無壓出水管的出水排入排水水箱，之后一部分水通過回流水泵回流至潮汐回流模擬水箱，剩余水由排水管排出。通過控制橫向拉板和垂向拉板的移動(dòng)速度而改變矩形出水口和矩形回流口的大小來控制退潮和漲潮的速度。

模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)構(gòu)建模擬潮汐往復(fù)流河道污染物遷移及鹽水上溯的裝置；裝置包括上游流量控制裝置、中間水槽裝置、下游潮汐流量控制裝置，所述的上游流量控制裝置包括進(jìn)水管、恒流水箱、上游水位控制水箱；所述的中間水槽裝置包括水槽槽體、測(cè)速裝置、污染物進(jìn)污水箱；所述的下游潮汐流量控制裝置包括潮汐水位控制水箱、無壓出水管、排水系統(tǒng)、回流水泵、潮汐回流模擬水箱、補(bǔ)償或海水鹽度模擬水箱；所述的水槽槽體上端連接上游水位控制水箱，下端連接潮汐水位控制水箱，所述的潮汐水位控制水箱連接潮汐回流模擬水箱；所述的補(bǔ)償或海水鹽度模擬水箱連接潮汐回流模擬水箱；所述的下游潮汐流量控制裝置底部設(shè)有由橫向拉板控制的矩形出水口，所述的潮汐回流模擬水箱設(shè)有垂向拉板控制的矩形回流口，矩形出水口的下端連接無壓出水管；所述的污染物進(jìn)污水箱設(shè)有控制水位高度的上下移動(dòng)式溢流口，并通過進(jìn)污管與水槽的進(jìn)污口連接；