越流条件下地下水污染物迁移的模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及地下水污染模拟仪器设备技术领域。
【背景技术】
[0002]伴随着工业化和城镇化进程的加速，地表水和地下水污染趋势不断加重。浅层地下水因水质恶化而开采强度降低，深层地下水因水质较好而开采强度不断增加；浅层与深层地下水水头不断加大，进而使已污染的浅层地下水越流补给深层水，导致深层地下水水质恶化。
[0003]弱透水层是浅层与深层含水层连接的纽带，起传导水压力和传输溶质组分功能。弱透水层介质颗粒小、微孔隙多，地下水主要以结合水的形式存在，常处于弱还原环境。因此，弱透水层中水分运移特征与污染物的迀移动力学规律同含水层存在显著差异。土柱模型作为污染物迀移动力学问题的重要研究方法，已得到普遍关注和广泛应用，并涌现了一大批土柱实验装置。例如，李培军等人设计的“一种分析污染物在不同介质中迀移的装置”，连接马氏瓶后可以模拟等水头的稳定下渗;王敏健等设计的“一种研究污染物在土壤中迀移和转化的方法与装置”可以研究土壤中污染物的挥发、渗滤和降解，为非饱和土柱实验；马传明等人设计的“温控-压控地下水越流污染模拟系统”可以用来恒定温度和压力，其中压力通过增压栗控制从而实现物理模拟越流系统。
[0004]以往的研究中反映出目前的土柱模型存在如下几个缺陷:其一，现阶段使用的土柱装置大多设计为非饱和或者低承压的水力条件，无法模拟地下水越流条件下污染物的迀移动力学规律;其二，仅有的几个高压土柱却没有考虑化学环境，如弱透水层中地下水多处于还原环境，若用增压栗增压则会产生氧化环境，并导致氧化还原敏感的污染物(如NH4+、S042—等)在弱透水层中的迀移转化与地下实际情况相悖。目前的装置均无法实现化学场-物理场耦合的试验模拟，而只能针对单场(仅考虑压力、水化学)进行试验模拟。
[0005]因此，如何研发一种更加接近越流补给时的实际情况、提供越流补给的高水头差和弱透水层的还原环境、并能够精确、方便地调节压力水头的污染物迀移模拟装置，并避免氧化还原敏感的污染物在实验模拟时发生与实际情况相悖的形态转化，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题，是提供一种越流条件下地下水污染物迀移的模拟装置，其试验环境更接近实际情况，提供了地下水越流补给的高水头差和弱透水层的还原环境，并能够精确、方便地调节压力水头，并避免氧化还原敏感的污染物在实验模拟时发生与实际情况相悖的形态转化，使试验数据更加准确、可靠。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:
[0008]越流条件下地下水污染物迀移的模拟装置，包括依次顺序连接的供压单元、供水单元、土柱单元和接样单元；
[0009]所述供压单元包括出口设有减压阀的压力气瓶，所述供水单元包括一个内部装有模拟污染地下水的可承压的密闭有机玻璃柱I，所述有机玻璃柱I上端通过导管与减压阀连接，所述土柱单元包括一个可承压的密闭有机玻璃柱Π，有机玻璃柱Π内设有沉积物介质即模拟土柱(包含上下含水层和中部弱透水层)，所述有机玻璃柱I的底端通过导管与有机玻璃柱Π的顶端连通，所述接样单元包括稳水箱和标有刻度的取样器，所述有机玻璃柱Π的底端通过导管与稳水箱底端连通，所述稳水箱通过导管与取样器连通。
[0010]作为优选，所述压力气瓶为高纯氩气瓶，氩气纯度299.999%。
[0011]作为优选，所述模拟土柱从上至下依次为石英砂层1、粘性土层和石英砂层Π，土柱中每两种介质间设有尼龙纱布，所述石英砂层Π底部与出水口之间也设有尼龙纱布，尼龙纱布孔径密度为50至500目。
[0012]作为优选，所述有机玻璃柱I和有机玻璃柱Π均包括柱体、位于柱体顶部的紧固件
1、筛网滤膜槽板和位于柱体底部的紧固件Π，筛网滤膜槽板位于柱体内的模拟土柱上部，紧固件I与紧固件Π分别与柱体通过垫圈及螺母固定。
[0013]作为优选，所述柱体高100cm，内径10cm，筛网滤膜槽板孔径为500目，所述柱体自下而上均标有刻度，精度为1mm。
[0014]作为优选，所述导管为聚四氟乙烯管。
[0015]作为优选，所述减压阀与有机玻璃柱I之间的导管内设有不锈钢内衬管，减压阀的接头内设有卡槽，内孔3mm，螺纹连接，导管与有机玻璃柱I连接处通过锥形胶塞堵头密封。
[0016]作为优选，所述有机玻璃柱I和有机玻璃柱Π底部均设有三角支架。
[0017]作为优选，所述稳水箱由聚丙烯离心管制成，容积为1ml，内径为1mm，稳水箱入水口在底部，出口位于稳水箱侧部二分之一处。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:一是本实用新型利用压力气瓶加压，通过减压阀控制开关调节试验所需的压力水头，既避免通过马氏瓶模拟的水头差范围较小的局限性，又避免了增压栗加压对化学环境的扰动，其试验环境更接近实际情况，提供了地下水越流补给的高水头差和弱透水层的还原环境，能够精确、方便地调节压力水头，使试验数据更加准确、可靠，并避免氧化还原敏感的污染物在实验模拟时发生与实际情况相悖的形态转化;二是本实用新型提供的系统中各个单元既是相互有机结合的一个整体，同时各单元之间又可灵活拆卸，组装方便，各个单元简单易得，为实验室常见材料。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；
[0020]图2为减压阀与导管连接处的接头结构示意图；
[0021 ]图3为本实用新型的工作原理框图；
[0022]各图号名称为:1一压力气瓶，2一减压阀，3一接头，4 一导管，5一紧固件〗，6一筛网滤膜槽板，7—柱体，8—紧固件Π，9一尼龙纱布，10一二角支架，11 一稳水箱，12一取样器，13—有机玻璃柱I，14一有机玻璃柱Π，15—内衬管，16—锥形胶塞堵头，17—螺母。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0024]如图1所示，本实用新型包括依次顺序连接供压单元、供水单元、土柱单元和接样单元;所述供压单元包括出口设有减压阀2的提供压力和还原环境的压力气瓶I，所述减压阀2将进口压力减至设定的出口压力并保持稳定，所述压力气瓶I优选为高纯氩气瓶，氩气纯度2 99.999%;所述供水单元包括一个内部装有地下水污染模拟液、可承压的、密闭有机玻璃柱113，所述有机玻璃柱113上端通过导管与减压阀2连接;所述土柱单元包括一个可承压的密闭有机玻璃柱Π 14，有机玻璃柱Π 14的顶部和底部填装含水层沉积物，中部填装弱透水层沉积物介质(即模拟沉积物介质)，所述模拟土柱从上至下依次为石英砂层1(模拟含水层沉积物)、粘性土层(模拟弱透水层沉积物)和石英砂层Π(模拟含水层沉积物)，土柱中每两种介质间设有尼龙纱布，避免顶部石英砂层I渗漏进入中部的粘性土层，同时防止粘性土层中的土散落到底部的石英砂层Π中，所述石英砂层Π底部与出水口之间也设有尼龙纱布，最底层的尼龙纱布则对出水进行过滤，避免将颗粒物带出模拟土柱，所述尼龙纱布孔径密度为50至500目(根据介质粒径的大小选择合适的目数)，所述有机玻璃柱113的底端通过导管与有机玻璃柱Π 14的顶端连通，所述有机玻璃柱113和所述有机玻璃柱Π 14自下而上均标有刻度，精度为Imm;所述接样单元包括稳水箱11和