一种地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置的制作方法

1.本实用新型属于水土污染治理技术领域，特别涉及一种地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置。


背景技术：

2.现有的污染中可挥发性污染物所造成的水土污染是影响最为复杂的，其污染形成机理，运移过程以及在水土之间的耦合作用更是处理挥发性污染物的重点。由于地下水中水位受季节性降雨、人工抽注以及河流补给等影响，常会发生规律性或不规律性升降波动，由此造成了水体和土体之间的相互作用，加之挥发性污染物若存在于土体内，此波动对于挥发性污染物所带来的污染是否扩散的影响是现有研究和试验模拟中所缺乏的；且对于不同形式的污染源和地下水形成存在的不同坡度的影响均没有针对性的实验装置进行研究。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置，用以解决存在地下水波动状况下的挥发性污染物的运移模拟、不同形式挥发性污染物的研究以及地下水不同坡度情景下的运移状况等技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置，包含运移装置、填充于运移装置内底部的水体、连接于运移装置内部且位于水体上部的土体、连接于运移装置内部且位于土体和水体之间的分隔板、连接于运移装置顶部的点状污染添加筒和带状污染添加槽、通过管道连接于运移装置两侧的外置水箱以及各外置水箱与运移装置之间连接的抽水泵；所述土体分布对应设计概化土层类型；
6.所述运移装置包含上开口的外箱体、套接于外箱体内部上开口的内箱体、可拆卸连接于外箱体顶部的封盖、连接于封盖中心处的竖筒以及连接于竖筒两侧的插槽组件、设置与外箱体顶部两侧的进水口、设置于外箱体底部两侧的出水口、可拆卸连接于内箱体底部的底透水孔；所述竖筒内部可拆卸连接有点状污染添加筒，插槽组件内部插接有带状污染添加槽；
7.所述内箱体内底部填充水体，内箱体侧壁上设置有隔板插连组件，所述隔板插连组件对应插接分隔板。
8.进一步的，所述外箱体为上开口的长方体且为透明材料制作而成，外箱体在竖向上设置有刻度；内箱体包含两平行竖板，两平行竖板与外箱体底面和前后两面合围呈箱体；外箱体前面或后面间隔设置有采样口；所述外箱体和内箱体两侧边之间存在空隙，空隙上部对应设置进水口；空隙自上而下贯通设置并填充水体，空心内水体与底部的水体贯通设置。
9.进一步的，所述分隔板包含分隔板体、设置在分隔板体上的分隔板孔、连接于分隔板长向两侧的分隔插板、以及可拆卸连接分隔插板外伸端的分隔限板；所述分隔限板对应
密封连接于隔板插连组件外侧。
10.进一步的，所述隔板插连组件包含连接于内箱体外侧的加强连板、间隔设置于加强连板竖向上的插连杆以及在插连杆上设置的插孔。
11.进一步的，所述插孔对应内箱体贯通设置；所述插孔连接有密封件，或插孔适应分隔插板插接且在插接处设置有密封垫。
12.进一步的，所述竖筒与封盖一体连接或卡接，竖筒底部伸入土体位置适应设计污染物释放位置；所述竖筒内部与点状污染添加筒卡接或螺纹连接。
13.进一步的，所述插槽组件包含上下开口长条形的槽体和连接于槽体两侧的槽连件，所述槽体为上下均开口的长方体件且底部位置适应设计污染物释放位置，槽体内可拆卸连接带状污染添加槽；所述槽连件分别与封盖和槽体可拆卸连接。
14.本实用新型的有益效果体现在：
15.1）本实用新型通过模拟装置的设计，利于概化模拟挥发性污染物在水位波动状况下的运移状况，且模拟装置顶部通过点状污染添加筒和带状污染添加槽的设置，利于添加点状污染源和线状污染源，并表征和分析点状污染和线状污染；
16.2）本实用新型通过分隔板的设置，利于形成土体和水体的分隔区，更加准确的模拟地下水层，其中分隔板通过隔板插连组件进行插接且通过间隔设置的插孔可实现不同坡度的调整，更加利于精确模拟地下水状况；
17.3）本实用新型通过外箱体和内箱体形成的地下水注入和流出设计，利于对底部地下水的高度进行调节，由此模拟地下水位的升降，由此实现水土的相互作用进一步揭示挥发性污染物的运移机理。
18.本实用新型通过模拟装置利于直观的进行污染物的不同情景的模拟，且利于伸入研究可发挥污染物的运移机理；本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
19.图1是地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置结构示意图；
20.图2是运移装置结构示意图；
21.图3是分隔板与内箱体连接示意图；
22.图4是内箱体中隔板插连组件结构示意图；
23.图5是分隔板结构示意图；
24.图6是封盖及其连接结构示意图。
25.附图标记：1
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运移装置、11
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外箱体、12
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内箱体、13
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底透水孔、14
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隔板插连组件、141
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加强连板、142
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插连杆、143
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插孔、15
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进水口、16
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出水口、17
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竖筒、18
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插槽组件、181
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槽体、182
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槽连件、19
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封盖、2
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水体、3
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土体、4
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分隔板、41
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分隔板体、42
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分隔板孔、43
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分隔插板、44
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分隔限板、5
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点状污染添加筒、6
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带状污染添加槽、7
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外置水箱、8
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抽水泵、9
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采样口。
具体实施方式
26.以石油中苯系物污染为例，苯系物为可挥发的有机污染物且在土体3和水体2中以气相、气相和非水相液体(nonaqueous phase liquids，napls)等多种相态存在，研究其各个相态在土体3和水体2中的运移机理是对苯系物污染的重点。
27.如图1至图6所述，应用地下水波动土体中挥发性污染物运移模拟装置进行不同场景的模拟，而后通过采样进行机理分析。运移模拟装置包含运移装置1、填充于运移装置1内底部的水体2、连接于运移装置1内部且位于水体2上部的土体3、连接于运移装置1内部且位于土体3和水体2之间的分隔板4、连接于运移装置1顶部的点状污染添加筒5和带状污染添加槽6、通过管道连接于运移装置1两侧的外置水箱7以及各外置水箱7与运移装置1之间连接的抽水泵8；所述土体3分布对应设计概化土层类型。
28.结合如图2所示，运移装置1包含上开口的外箱体11、套接于外箱体11内部上开口的内箱体12、卡接连接于外箱体11顶部的封盖19、连接于封盖19中心处的竖筒17以及连接于竖筒17两侧的插槽组件18、设置与外箱体11顶部两侧的进水口15、设置于外箱体11底部两侧的出水口16、可拆卸连接于内箱体12底部的底透水孔13，在底透水孔13处还可加设过滤网。
29.本实施例中，内箱体12内底部填充水体2，水体2水面没过分隔板4，水位的高低通过u形联通器原理观察外箱体11上刻度进行记录和控制。此外，内箱体12侧壁上设置有隔板插连组件14，隔板插连组件14对应插接分隔板4。
30.如图3至图5所示，外箱体11通过透明塑料制成，为上开口的长方体外箱体11在竖向上设置有刻度。内箱体12包含两平行塑料竖板且与外箱体11一体制作，两平行竖板与外箱体11底面和前后两面合围呈箱体。
31.本实施例中，外箱体11前面或后面间隔设置有采样口9，采样扣在垂向和水平向均间隔设置。外箱体11和内箱体12两侧边之间存在空隙，空隙上部对应设置进水口15；空隙自上而下贯通设置并填充水体2，空隙内水体2与底部水体2贯通设置，由此形成u形连通，以此实现水位的升降。
32.本实施例中，分隔板4包含分隔板体41、设置在分隔板体41上的分隔板孔42、连接于分隔板4长向两侧的分隔插板43、以及可拆卸连接分隔插板43外伸端的分隔限板44；分隔限板44对应密封连接于隔板插连组件14外侧。分隔板体41为硬质塑料板或钢板，根据分隔板体41设计的坡度进行其与内箱体12的插接。
33.本实施例中，隔板插连组件14包含连接于内箱体12外侧的加强连板、间隔设置于加强连板竖向上的插连杆142以及在插连杆142上设置的插孔143；加强连板为塑料板或钢板粘接于内箱体12外侧，插杆的材质与加强连板一致且二者一体制作。插孔143对应内箱体12贯通设置；插孔143的位置分布根据一组或几组地下水位的坡度进行预先设计，如此便于重复利用。插孔143中除了插接分隔插板43且在插接处设置有密封垫外，其他插孔143中通过密封件进行封堵。
34.如图6所示，竖筒17与封盖19一体连接或卡接，竖筒17底部伸入土体3位置适应设计污染物释放位置。竖筒17内部与点状污染添加筒5卡接或螺纹连接。插槽组件18包含上下开口长条形的槽体181和连接于槽体181两侧的槽连件182，槽体181为上下均开口的长方体件且底部位置适应设计污染物释放位置，槽体181内可拆卸连接带状污染添加槽6；所述槽
连件182分别与封盖19和槽体181可拆卸连接。
35.本实施例中，竖筒17内部套接连接有点状污染添加筒5，插槽组件18内部插接有带状污染添加槽6；在点状污染添加筒5和带状污染添加槽6内添加苯系物，并将上部密封，底部设置有污染物的流出口，通过流出口大小控制流出速度；由此模拟点状污染和带状污染的过程。
36.试验时，根据地下水层的厚度和坡度，确定装置中分隔板4的高度和坡度；并对地下水上部土体3进行概化并填充，且基于土体3的粒径大小确定分隔板4上分隔板孔42的大小，使得最下层土体3不露下去。而后，封堵运移装置1中外箱体11底部的出水口16，通过进水口15进行注水，观测外箱体11上注水刻度；当水位达到设定高度，停止注水。待稳定后，将点状污染添加筒5和/或带状污染添加槽6内污染物释放，且污染物中加入着色剂便于观测其在箱体内的形态。而后通过抽水泵8和出水口16的联合控制，基于设计的水位升降波动的时间和高度进行不同境况的模拟，并在过程中采样记录，由此明确挥发性污染物的运移机理。
37.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。