專利名稱：一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置。
背景技術(shù)：
水動力彌散系數(shù)是表征多孔介質(zhì)對某種污染物彌散能力的重要指標，是預測地下水污染的重要參數(shù)。目前傳統(tǒng)室內(nèi)測定方法為砂/ 土柱法或平面砂槽法，砂/ 土柱法只能測定垂向一維流的彌散系數(shù)，與野外實際相差很大，且不能反測定橫向彌散系數(shù)和縱向彌散系數(shù)；而平面砂槽只能測定一維流平面二維彌散系數(shù)，不能完全反映污染物運移過程中的空間特征，也不能反映溶質(zhì)運移過程中彌散系數(shù)在各個方向的關(guān)系。傳統(tǒng)測定方法不能準確反映污染物運移中的實際情況，也不能準確測定各個方向上的橫向彌散系數(shù)和縱向彌散系數(shù)，不能幫助深刻的理解彌散理論。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實用新型提供一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，本實用新型提供的裝置可測定一維流的三維水動力彌散系數(shù)。為達成上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其至少包括滲流槽、上游水箱及下游水箱，滲流槽由前、后、左、右四個側(cè)壁以及頂蓋及底部組成，上、下游水箱的高度均高于滲流槽的高度，滲流槽的左、右兩個側(cè)壁為帶有致密紗網(wǎng)的多孔板，滲流槽分別通過左、右兩個側(cè)壁與上、下游水箱連通； 滲流槽的底部設有泄水閥，滲流槽的頂蓋上設有示蹤劑投放孔，滲流槽的頂蓋上及前側(cè)壁上設有若干個取水孔，取水孔處設有取水器；上、下游水箱的外側(cè)均設有水頭調(diào)節(jié)裝置，上、 下游水箱底部分別通過管道與各自對應的水頭調(diào)節(jié)裝置中的溢水箱連通。水頭調(diào)節(jié)裝置由溢水箱、手柄、轉(zhuǎn)盤及轉(zhuǎn)軸組成，溢水箱以螺紋連接方式安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸上端設有帶有手柄的轉(zhuǎn)盤；溢水箱分為上下兩層，溢水箱的上層設有隔板及排水孔A，溢水箱的上層通過管道與對應的上、下游水箱底部連通，溢水箱的下層設有排水孔B。 設于滲流槽的頂蓋上及前側(cè)壁上的取水孔呈矩陣分布。滲流槽的頂蓋上設有20個按4*5 矩陣分布的取水孔，滲流槽的前側(cè)壁上設有16個按4*4矩陣分布的取水孔，每一行相鄰兩取水孔的間距是每一列相鄰兩取水孔的間距的兩倍。滲流槽的頂蓋上的取水孔處設有取水器A，取水器A為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端套有硅膠管的銅管，銅管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽內(nèi)，硅膠管位于滲流槽外，硅膠管上夾有止水夾。滲流槽的前側(cè)壁上的取水孔處設有取水器B，取水器B為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端設有堵頭的有機玻璃管，有機玻璃管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽內(nèi)，堵頭位于滲流槽外。示蹤劑投放孔處設有一端帶有硅膠頭的銅管，硅膠頭位于滲流槽外。滲流槽以及上、下游水箱均由有機玻璃制成。上、下游水箱等高且上端開口，上、下游水箱的外側(cè)設有滑槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置具有以下優(yōu)點[0007]1.本實用新型提供的裝置可測定一維流的三維水動力彌散系數(shù)，實現(xiàn)對平面及剖面上縱向及橫向彌散系數(shù)的測定。2.有助于更好地理解彌散系數(shù)的概念和溶質(zhì)運移理論。
圖1是本實用新型的裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的裝置沿A向的放大圖。圖中1-滲流槽；2-上游水箱；3-下游水箱；4-泄水閥；5-示蹤劑投放孔；6-取水孔；7-取水器A ；8-取水器B ;9_溢水箱；10-手柄；11-轉(zhuǎn)盤；12-轉(zhuǎn)軸；13-隔板；14-排水孔A ;15_排水孔B。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型提供的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置做進一步詳細說明。如圖1及圖2中所示，本實用新型所提供的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置至少包括滲流槽1、上游水箱2及下游水箱3，滲流槽1由前、后、左、右四個側(cè)壁以及頂蓋及底部組成，上、下游水箱的高度均高于滲流槽1的高度，滲流槽1的左、右兩個側(cè)壁為帶有致密紗網(wǎng)的多孔板，滲流槽1分別通過左、右兩個側(cè)壁與上、下游水箱連通；滲流槽1的底部設有泄水閥4，滲流槽1的頂蓋上設有示蹤劑投放孔5，滲流槽1的頂蓋上及前側(cè)壁上設有若干個取水孔6 ；上、下游水箱的外側(cè)均設有水頭調(diào)節(jié)裝置，上、下游水箱底部分別通過管道與各自對應的水頭調(diào)節(jié)裝置中的溢水箱9連通。水頭調(diào)節(jié)裝置由溢水箱9、手柄10、轉(zhuǎn)盤11及轉(zhuǎn)軸12組成，溢水箱9以螺紋連接方式安裝在轉(zhuǎn)軸12上，轉(zhuǎn)軸12上端設有帶有手柄10的轉(zhuǎn)盤11，溢水箱9靠在上、下游水箱的外側(cè)壁上；溢水箱9分為上下兩層，溢水箱9的上層設有隔板13及排水孔A 14，溢水箱9的上層通過管道與對應的上、下游水箱底部連通，溢水箱9的下層設有排水孔B 15。設于滲流槽1的頂蓋上及前側(cè)壁上的取水孔6呈矩陣分布。滲流槽1的頂蓋上設有20個按 4*5矩陣分布的取水孔6，滲流槽1的前側(cè)壁上設有16個按4*4矩陣分布的取水孔6，每一行相鄰兩取水孔的間距是每一列相鄰兩取水孔的間距的兩倍。滲流槽1的頂蓋上的取水孔 6處設有取水器A 7，取水器A 7為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端套有硅膠管的銅管，銅管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽1內(nèi)，硅膠管位于滲流槽1外，硅膠管上夾有止水夾。滲流槽1 的前側(cè)壁上的取水孔6處設有取水器B 8，取水器B 8為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端設有堵頭的有機玻璃管，有機玻璃管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽1內(nèi)，堵頭位于滲流槽1夕卜。 示蹤劑投放孔5處設有一端帶有硅膠頭的銅管，硅膠頭位于滲流槽1外。滲流槽以及上、下游水箱均由有機玻璃制成。上、下游水箱等高且上端開口，上、下游水箱的外側(cè)設有滑槽，溢水箱在滑槽內(nèi)上下移動。在試驗過程中，首先打開滲流槽1的頂蓋，將石英砂分層裝入滲流槽1內(nèi)并將其壓實，將滲流槽1填滿后蓋上滲流槽1的頂蓋，將滲流槽1密封。然后從上、下游水箱的頂端開口處向上、下游水箱內(nèi)緩慢放水，使上、下游水箱的水頭逐漸增高，并保持上游水箱2的水頭略高于下游水箱3的水頭，這時上游水箱2中的水將通過滲流槽1的左側(cè)壁流入滲流槽1內(nèi)，將滲流槽內(nèi)的空氣排出。當上、下游水箱的水頭大大高于滲流槽的高度時，滲流槽1 內(nèi)的空氣已基本排盡。通過各自對應的水頭調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)上、下游水箱的水頭，使上游水箱的水頭高于下游水箱的水頭，用流速計測量上、下游水箱進水處的進水速度及對應溢水箱9 下層的排水孔B 15處的出水速度，保持進水速度與出水速度相等。用注射器通過示蹤劑投放孔將500mL的0. 5mol/L的NaCl溶液快速注入滲流槽1 內(nèi)，示蹤劑注射到示蹤劑投放孔后，在上、下游水頭差的作用下，會發(fā)生橫向彌散和縱向彌散。在滲流槽的頂蓋及前側(cè)壁上各自選取幾個取水孔，其中CK1、CK2、CK3、CK4為位于剖面上不同列、不同行處的取水孔，CK5、CK6、CK7、CK8為位于平面上不同列、不同行處的取水孔。 每隔一段時間從位于不同位置的取水孔取少許液體于試管中，測定其電導率，并記錄此時的溫度。實驗開始后的2個小時內(nèi)每7分鐘測一次電導率，此后逐漸延長測量時間，直到所選取的取水孔有電導率峰值通過且電導率值趨于穩(wěn)定。選取每組數(shù)據(jù)中關(guān)聯(lián)性較好的點，利用彌散方程計算DL和DT，下表為試樣的水動力彌散系數(shù)的計算結(jié)果。表1水動力彌散系數(shù)計算表
權(quán)利要求1.一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于至少包括滲流槽、上游水箱及下游水箱，滲流槽由前、后、左、右四個側(cè)壁以及頂蓋及底部組成，上、下游水箱的高度均高于滲流槽的高度，滲流槽的左、右兩個側(cè)壁為帶有致密紗網(wǎng)的多孔板，滲流槽分別通過左、右兩個側(cè)壁與上、下游水箱連通；滲流槽的底部設有泄水閥，滲流槽的頂蓋上設有示蹤劑投放孔，滲流槽的頂蓋上及前側(cè)壁上設有若干個取水孔，取水孔處設有取水器； 上、下游水箱的外側(cè)均設有水頭調(diào)節(jié)裝置，上、下游水箱底部分別通過管道與各自對應的水頭調(diào)節(jié)裝置中的溢水箱連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于水頭調(diào)節(jié)裝置由溢水箱、手柄、轉(zhuǎn)盤及轉(zhuǎn)軸組成，溢水箱以螺紋連接方式安裝在轉(zhuǎn)軸上， 轉(zhuǎn)軸上端設有帶有手柄的轉(zhuǎn)盤；溢水箱分為上下兩層，溢水箱的上層設有隔板及排水孔A， 溢水箱的上層通過管道與對應的上、下游水箱底部連通，溢水箱的下層設有排水孔B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于設于滲流槽的頂蓋上及前側(cè)壁上的取水孔呈矩陣分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于滲流槽的頂蓋上設有20個按4*5矩陣分布的取水孔，滲流槽的前側(cè)壁上設有16個按 4*4矩陣分布的取水孔，每一行相鄰兩取水孔的間距是每一列相鄰兩取水孔的間距的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于滲流槽的頂蓋上的取水孔處設有取水器A，取水器A為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端套有硅膠管的銅管，銅管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽內(nèi)，硅膠管位于滲流槽外，硅膠管上夾有止水夾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于滲流槽的前側(cè)壁上的取水孔處設有取水器B，取水器B為一端帶有致密紗網(wǎng)、另一端設有堵頭的有機玻璃管，有機玻璃管帶有致密紗網(wǎng)的一端位于滲流槽內(nèi)，堵頭位于滲流槽外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于示蹤劑投放孔處設有一端帶有硅膠頭的銅管，硅膠頭位于滲流槽外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于滲流槽以及上、下游水箱均由有機玻璃制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其特征在于上、下游水箱等高且上端開口，上、下游水箱的外側(cè)設有滑槽。
專利摘要本實用新型公開了一種測定三維水動力彌散系數(shù)的地下水污染模擬裝置，其至少包括滲流槽、上游水箱及下游水箱，滲流槽由前、后、左、右四個側(cè)壁以及頂蓋及底部組成，上、下游水箱的高度均高于滲流槽的高度，滲流槽的左、右兩個側(cè)壁為帶有致密紗網(wǎng)的多孔板，滲流槽分別通過左、右兩個側(cè)壁與上、下游水箱連通；滲流槽的底部設有泄水閥，滲流槽的頂蓋上設有示蹤劑投放孔，滲流槽的頂蓋上及前側(cè)壁上設有若干個取水孔，取水孔處設有取水器；上、下游水箱的外側(cè)均設有水頭調(diào)節(jié)裝置，上、下游水箱底部分別通過管道與各自對應的水頭調(diào)節(jié)裝置中的溢水箱連通。本實用新型提供的模擬裝置可測定一維流的三維水動力彌散系數(shù)。
文檔編號G01N15/08GK202041444SQ20112010831
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者向柳, 彭浩, 楊添程, 潘歡迎, 王姣, 王川, 耿恩澤, 詹云霞, 鄒月皎, 馬傳明, 魏軒, 魯濤濤, 黎照洪 申請人:中國地質(zhì)大學(武漢)