一种尾矿基质改良及生态恢复模型试验装置的制作方法

本实用新型属于矿山生态环境工程技术领域，具体为一种尾矿库基质改良及生态恢复模型实验装置，主要用于尾矿库的下垫面基质改良及生态修复实验研究。

背景技术：

尾矿库不仅破坏和侵占大量土地资源，也带来一系列的生态环境问题。未经处理的尾矿堆，因其结构不稳定，会导致严重的水土流失、破坏植被，并可能引发地质灾害等。针对目前我国矿山生态环境面临的严峻形势，通过模型实验探讨矿山废弃地土壤基质改良及生态恢复技术研究，实现矿山开采与生态保护同步进行，为我国建设矿山文明、实施可持续发展战略提供科技支持。目前，尚未发现通过自制尾矿库相似模型开展基质改良实验及植被栽植研究的先例，本模型可为现场尾矿库生态环境治理工程提供实验数据和技术保证。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于尾矿库基质改良及生态恢复模型实验装置，解决尾矿库生态环境治理研究中缺乏模型实验的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种尾矿基质改良及生态恢复模型试验装置，其特征在于：包括有高位水箱、水箱、模型箱体，所述的高位水箱将水导入到水箱中，水箱通过导水管路连接模型箱体的一侧，由此向模型箱体中供水，模型箱体的底部设置有槽底排水管，水箱导入的水在堆填尾矿坝内渗流后进入槽底排水管，通过另一侧外部设置的槽外排水沟排出。

所述的模型箱体内部设置有堆填尾矿坝，模型箱体连接导水管路的一侧为入水侧，模型箱体连接槽外排水沟的一侧为排水侧，堆填尾矿坝为从入水侧先上行至最高点再下行至排水侧最低点的斜坡，其上行斜坡的坡度小于下行斜坡的坡度。

所述的模型箱体的至少一个侧面采用有机玻璃面，在有机玻璃面上标记有刻度，用于观察型箱体内部情况。

所述的模型箱体中堆填尾矿坝的下行斜坡末端与槽外排水沟之间，设置有初期坝，所述的初期坝一侧斜面与堆填尾矿坝末端斜面相贴合对应，初期坝上表面与模型箱体相平行，且高度等于下行斜坡末端高度。

所述的高位水箱与水箱之间设置有自动补水器，用于控制模型箱体内的水位。

所述的模型箱体内设置有相互平行的多根槽底排水管，排水管上均匀的设置有排水孔。

所述的模型箱体为五面封闭，顶部开口，底部设有防渗面且有2%的坡度便于排水，三个侧面为外部抹有水泥砂浆的红砖结构，一面为有机玻璃面。

所述的槽底排水管外部包裹有土工布。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种尾矿基质改良及生态恢复模型试验装置，在箱体内堆填尾矿库模型，并建立给、排水控制系统之后，可通过有机玻璃侧面监控模型渗流状态，自动补水器自动控制模型水位，槽底花管实现排水控制，从而形成集渗流控制、下垫面基质改良研究、植被生态恢复研究于一体的模型实验结构，为尾矿库环境治理提供实验结果和理论依据。

附图说明

图1：为本实用新型结构示意图。

图2：为图1中槽底排水管的立面图。

图3：为图1中槽底排水管的截面图。

图4：为图1中模型箱体内部堆填结构示意图。

具体实施方式

一种尾矿基质改良及生态恢复模型试验装置，其结构为：包括有高位水箱6、水箱3、模型箱体1，所述的高位水箱6将水导入到水箱3中，水箱3通过导水管路5连接模型箱体1的一侧，由此向模型箱体1中供水，模型箱体1的底部设置有槽底排水管7，水箱3导入的水在堆填尾矿坝9内渗流后进入槽底排水管，并通过另一侧外部设置的槽外排水沟8排出。

所述的模型箱体1内部设置有堆填尾矿坝9，模型箱体1连接导水管路5的一侧为入水侧，模型箱体1连接槽外排水沟8的一侧为排水侧，堆填尾矿坝9为从入水侧先上行至最高点再下行至排水侧最低点的斜坡，其上行斜坡的坡度小于下行斜坡的坡度。

所述的模型箱体1的至少一个侧面采用有机玻璃面2，在有机玻璃面上标记有刻度，用于观察型箱体1内部情况。

所述的模型箱体1中堆填尾矿坝9的下行斜坡末端与槽外排水沟8之间，设置有初期坝10，所述的初期坝10一侧斜面与堆填尾矿坝9末端斜面相贴合对应，初期坝10上表面与模型箱体1相平行，且高度等于下行斜坡末端高度。其中图4中，a为库水位，b为浸润线。

所述的高位水箱6与水箱3之间设置有自动补水器4，用于控制模型箱体1内的水位。

所述的模型箱体1内设置有相互平行的多根槽底排水管7，排水管7上均匀的设置有排水孔。

所述的模型箱体1为五面封闭，顶部开口，底部设有防渗面且有2%的坡度便于排水，三个侧面为外部抹有水泥砂浆的红砖结构，一面为有机玻璃面2。

所述的槽底排水管7外部包裹有土工布。水箱3下部设置有水箱支架10。

实施例1：

模型箱体1为长方体，五面封闭，顶部开口，箱体内部边界尺寸为7m×1.3m×1m，箱体结构的左、右、后三面由红砖砌成，外表用水泥砂浆抹平；前面是10cm厚透明有机玻璃板；模型箱体1设置基础，距离地面高500mm，底部做防渗面，抹上423#水泥，需要2%的找坡，以便排水。

模型箱体1下部每个砖槽底部设置2条带阀门的槽底排水管7，具体为PVC排水管，分别离槽子左右两边界300mm设置，槽底排水管7内部直径90mm，长度7.3m，横穿槽底。在排水管上打孔，孔内径10mm，每隔23mm打一个孔，用400g/m2的土工布包裹上排水管聚乙烯绳扎紧，排水控制阀门在砖槽出口处。槽底找坡，保证水汇入槽底的排水沟中。

水箱3水箱尺寸为1m×1m×0.8m，由3mm钢板焊接而成，在水箱3侧面距水箱底部分别200mm、400mm、600mm打孔，水箱支架11可由红砖砌成，高0.4m，表面抹上水泥砂浆。在模拟装置箱体的侧面距底部500mm、300mm、700mm打孔，用5条内径50mm的带阀门的PVC管分别对应连接水箱和箱体。水箱另一侧通过自动补水器连接高位水箱或者自来水，起到补水的作用。

现场采集尾矿库岩土基质，堆填尾矿坝和碎石初期坝的不同结构特征的下垫面结构模型。土壤堆填时，参考尾矿库实际的坝体结构、滩面结构和水面位置，建立缩尺相似模型，采用相连的水箱控制地下水的入渗位置，形成不同的浸润线分布工况，分析下垫面的稳定特征；利用该尾矿库实验模拟模型，进行基质改良实验和植物栽植实验，为生态修复方法提供参数与依据。