一種岸坡模型污染擴散實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種槽中槽結(jié)構(gòu)的復雜式岸坡模型污染擴散實驗裝置，用于分析和處理復雜岸坡污染物的橫向和豎向擴散參數(shù)及其特性。
【背景技術(shù)】
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[0002]環(huán)境水力學是水力學的一個新分支，研宄污染物在水體中混合輸移的規(guī)律及其應(yīng)用，主要目標是探求因混合、輸移而形成的污染物濃度隨時間和空間的變化關(guān)系，為水質(zhì)評價與預(yù)報、水質(zhì)規(guī)劃與管理、排污工程的規(guī)劃設(shè)計以及水資源保護的合理措施提供基本依據(jù)，模擬實驗是主要研宄方法之一；目前，針對水域復雜岸坡污染擴散模擬的實驗研宄是環(huán)境水力學發(fā)展過程中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，現(xiàn)有的污染擴散實驗設(shè)備或模型，存在功能單一，參數(shù)分析難度大且精度小，實驗水深較淺，導致污染物與水體在短距離、短時間內(nèi)形成垂向上的均勻混合，與實際水域的污染擴散不相符問題；市場上也沒有研宄復雜岸坡污染擴散的實驗設(shè)備或者器材，實驗室使用的底坡不變的模型，與現(xiàn)實中底坡變化復雜的河流、水庫不符，難以解決科學發(fā)展過程中的前沿技術(shù)問題；中國專利201010277823.0 (申請日為2010年9月I日)公布了一種立面變角度二維污染擴散實驗裝置，盒式結(jié)構(gòu)的立面變角度水槽上部開口，底面及左、右、后各立面之間交合處分別用防水強力膠粘接，水槽外立面為自由拆裝式結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置有進水閥門與外圍的供水箱連通，底部右下角安裝有放水閥門，水槽外立面安裝后再用槽鋼框架及螺絲緊固，各立面交合處用角鋼加固，角鋼與角鋼之間焊接，斜板將立面變角度水槽分隔為上、下兩部分，斜板的下部設(shè)有固定斜板的裝置，立面變角度水槽右立面內(nèi)部設(shè)置有海綿吸附裝置；其在較深水域進行實驗時，受到前、后立面總水壓力作用后易發(fā)生輕微變形，使水槽前、后立面與傾斜底面之間的膠粘接產(chǎn)生分離、形成縫隙、發(fā)生位移和傾斜底面的扭曲變形，隔板邊緣出現(xiàn)藥劑泄漏的現(xiàn)象，破壞了實驗裝置的整體性，影響了實驗參數(shù)的幾何精度、藥劑的守恒性和實驗成功率。因此，研發(fā)一種在實驗過程中能確保復雜岸坡模型整體性、實驗參數(shù)精確性和藥劑守恒性的岸坡模型污染擴散實驗裝置，解決新興學科的關(guān)鍵技術(shù)問題，有著廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，研發(fā)一種在實驗過程中能確保復雜岸坡模型整體性、實驗參數(shù)精確性和藥劑守恒性的槽中槽結(jié)構(gòu)的復雜岸坡模型污染擴散實驗裝置。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)由外水槽與基礎(chǔ)底座單元、內(nèi)水槽與加藥箱單元和格柵與機械傳動單元三個部分組合而成，包括外水槽、基礎(chǔ)底座、插板槽、外水槽左立面、外水槽右立面、外水槽前立面、外水槽后立面、槽鋼框架、螺栓、排水孔、支撐楔、支撐柱、角鋼、進水孔、外水槽底面、不銹鋼螺絲、內(nèi)水槽、加藥箱、內(nèi)水槽前立面、內(nèi)水槽后立面、內(nèi)水槽右立面、內(nèi)水槽底面、岸坡、插板、連通孔、格柵、包邊、滑軌、滑塊、連桿、偏心輪、電機、聯(lián)軸器、第一螺絲、固定鋼筋、第二螺絲、鋼筋連桿和連接軸；在外水槽與基礎(chǔ)底座單元中，外水槽包括外水槽左立面、外水槽右立面、外水槽前立面、外水槽后立面和外水槽底面，外水槽的頂部開口，外水槽左立面的上部凸出并開設(shè)進水孔，外水槽右立面的下部開設(shè)排水孔，外水槽后立面和自由拆裝的外水槽前立面分別通過涂刷有防銹漆的槽鋼框架和角鋼固定，槽鋼框架與角鋼焊接式連接，外水槽底面通過不銹鋼螺絲與基礎(chǔ)底座固定連接，外水槽底面與外水槽左立面、外水槽右立面和外水槽后立面的交界處、外水槽后立面與外水槽左立面和外水槽右立面的交界處均通過防水強力膠粘接，插裝在外水槽左立面和外水槽右立面之間的外水槽前立面與外水槽左立面、外水槽右立面和外水槽底面的交界處均通過防水膠皮密封，外水槽通過螺栓與墻面固定連接；在內(nèi)水槽與加藥箱單元中，內(nèi)水槽包括內(nèi)水槽前立面、內(nèi)水槽后立面、內(nèi)水槽右立面和內(nèi)水槽底面，內(nèi)水槽的頂部開口，內(nèi)水槽的左上部凸出部分構(gòu)成加藥箱，內(nèi)水槽與加藥箱之間置有插板分隔，內(nèi)水槽的凸出部分內(nèi)側(cè)壁上制有供插板插拔的插板槽，內(nèi)水槽底面由三塊有機玻璃板通過防水強力膠粘接構(gòu)成，岸坡由直徑140mm的有機玻璃管截取弦長為100mm，寬度與內(nèi)水槽底面寬度相等的圓弧構(gòu)成，6-8塊岸坡均勻粘接在內(nèi)水槽底面上，以便于模擬天然河流、水庫的復雜岸坡水域環(huán)境；內(nèi)水槽底面靠近內(nèi)水槽右立面的一端開設(shè)連通孔，連通孔與外水槽和內(nèi)水槽連通，外水槽和內(nèi)水槽處于同一壓力，內(nèi)水槽底面的下面分別固定粘接有支撐楔和支撐柱，支撐楔與外水槽左立面固定粘接，支撐柱通過不銹鋼螺絲與外水槽底面連接，內(nèi)水槽底面與內(nèi)水槽前立面、內(nèi)水槽后立面、加藥箱的左側(cè)面和內(nèi)水槽右立面的交界處、內(nèi)水槽前立面與加藥箱的左側(cè)面和內(nèi)水槽右立面的交界處、內(nèi)水槽后立面與加藥箱的左側(cè)面和內(nèi)水槽右立面的交界處均通過防水強力膠固定粘接；在格柵與機械傳動單元中，格柵為不銹鋼條正交隔條編織構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，格柵的周邊通過包邊封閉加固，以防止格柵的邊緣破壞內(nèi)水槽內(nèi)壁，鋼筋連桿的一端通過綁扎帶與格柵的上部連接，鋼筋連桿的另一端通過第一螺絲與滑塊連接，滑塊與連桿固定連接，連桿的另一端與偏心輪固定連接，電機通過與其適配的聯(lián)軸器與偏心輪連接，電機通過連接軸與位于外水槽后立面一側(cè)的槽鋼框架頂部固定連接，電機固定于外水槽頂部中心處，滑軌的兩端與涂刷有防銹漆的鋼筋固定連接，滑軌在內(nèi)水槽的上部并與內(nèi)水槽的頂面橫向中軸線平行，滑軌中有與其配合的滑塊。
[0005]本發(fā)明涉及的岸坡模型污染擴散實驗裝置使用時，首先安裝岸坡模型污染擴散實驗裝置，把放置有格柵的內(nèi)水槽裝入外水槽中，插裝外水槽前立面并用防水膠皮密封外水槽前立面與外水槽左立面、外水槽右立面和外水槽底面的交界處，將用角鋼焊接加固的槽鋼框架套制在外水槽外部，將槽鋼框架固定連接電機的一側(cè)置于外水槽后立面一側(cè)，槽鋼框架通過不銹鋼螺絲與基礎(chǔ)底座連接，提起格柵，通過綁扎帶將格柵和鋼筋連桿連接，通過螺栓將外水槽與建筑墻面固定連接，以增加其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，防止外水槽在實驗過程中晃動；然后從后到前依次布置光源、岸坡模型污染擴散實驗裝置、攝像機和計算機，從進水孔向外水槽注水，水通過連通孔進入內(nèi)水槽，外水槽和內(nèi)水槽處于同一水域環(huán)境，開啟電機并根據(jù)實驗要求設(shè)定其轉(zhuǎn)速，電機通過偏心輪帶動滑塊在滑軌上產(chǎn)生位移，滑塊產(chǎn)生的位移通過鋼筋連桿帶動格柵在內(nèi)水槽中作水平勻速往復運動，格柵在水平運動過程中與內(nèi)水槽中的水體的水平面垂直且在最大振幅處不接觸內(nèi)水槽的槽壁，格柵運動10-15分鐘后內(nèi)槽水中的水體形成紊流條件，在加藥箱中加入示蹤藥劑，拿掉插板，用攝像機采集示蹤藥劑進入內(nèi)水槽后的擴散瞬時圖像，最后將采集到的示蹤劑擴散瞬時圖像傳輸?shù)接嬎銠C上進行數(shù)據(jù)分析和處理，通過圖像處理軟件將示蹤藥劑的二維濃度場以濃度線圖的形式輸出在顯示器上；實驗結(jié)束后，模擬其他復雜岸坡水域環(huán)境時，首先打開排水孔放掉外水槽和內(nèi)水槽中的實驗用水，然后取下槽鋼框架和外水槽前立面，除去綁扎帶后拿出內(nèi)水槽和格柵，更換其他復雜岸坡需要的內(nèi)水槽和格柵，每次更換內(nèi)水槽和格柵時，對岸坡模型污染擴散實驗裝置進行整體檢修，在滑塊與滑軌之間涂抹潤滑油以減少阻力。
[0006]本發(fā)明涉及的岸坡模型污染擴散實驗裝置中，外水槽、內(nèi)水槽和加藥箱均為有機玻璃材質(zhì)，外水槽的內(nèi)壁與內(nèi)水槽的外壁之間相距10-15mm，外水槽為內(nèi)水槽提供靜止水域條件，內(nèi)水槽內(nèi)外均充滿水保證內(nèi)外水壓平衡，格柵的尺寸小于內(nèi)水槽的尺寸并根據(jù)實驗角度和岸坡復雜程