[发明专利]人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，主要用于人工 降雨条件下，设计的生物滞留元对雨水水质水量影响的动力学研究，属于环境工程和生态工 程领域。

(二)背景技术

城市非点源污染是伴随城市快速发展而出现的新问题。城市暴雨径流作为污染物迁移的 主要驱动力，是造成城市水体污染的主要原因。国内外相关研究表明城市土地利用不仅是非 点源污染产生的根源，也是污染物迁移的媒介，土地利用及其变化对非点源污染存在显著影 响。城市不透水下垫面的增加以及地下排水管道系统的建设，使得城市非点源污染有别于农 业非点源污染，且控制难度更大。目前，控制污染物质进入水体的方法主要是采用最佳管理 措施，在污染物产生的源和地表径流的迁移过程中截流并处理污染物。生物滞留元是城市暴 雨最佳管理措施中的一项技术措施，强调自然生态作用与景观效果，在改善水质的同时能提供 额外的环境效益，实现环境的经济增值，符合我国可持续发展的战略思想，在非点源污染控制 中具有重要的意义。目前，降雨径流所携带的污染物在生物滞留元中的迁移转化机理还不太 清楚，迫切需要在这方面进行实验研究。为此，生物滞留元实验研究及应用对有效控制城市 非点源污染、实现城市可持续发展，保护城市水环境、建立生态城市意义重大。但现在生物 滞留元的实验研究在国内属于起步阶段，到目前为止，只有深圳水务局对生物滞留元的水量 变化过程进行了室外观测研究，没有进行水质模拟和实验室模拟。国内还没有现成的实验装 置可利用。研究降雨径流所携带的污染物在生物滞留元中的长时间迁移转化机理即水质水量 的动态变化过程急需通过模拟实验来完成。针对实验需求本发明对人工降雨条件下生物滞留 元水质水量模拟实验装置进行设计。

国外虽然一些科研人员对生物滞留元进行了水质水量的室内和现场试验，但将人工降雨 装置与生物滞留元实验主体设施即实验土槽进行有机结合，构建人工降雨条件下生物滞留元 水质水量模拟研究的实验装置也未见报道。在评价生物滞留元对城市径流水文过程与水质影 响的研究中，迫切需要室内相似模拟实验来获取相关技术参数。现场实验及监测过程，仅能 反映出生物滞留元在某一特定条件下对城市径流水量及水质的影响，不能系统反映出不同气 候条件、不同雨强、植物类型和介质成分及深度、不同空间和时间等对水质与水量的动态变 化的影响，因而难以满足实际工程应用的各种要求。

(三)发明内容

1、目的：

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量 模拟研究的实验装置。该装置结构简单、操作方便、经济实用，适用于室内城市降雨径流模 拟实验的一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量的模拟研究。

2、技术方案：

见图1，本发明一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，它包括储 雨水箱、水泵、导水管、支架、水量调解箱、阀门、出水管、喷头、降雨孔、多孔布水板、 实验土槽、小采样孔管和大采样孔管。它们之间的位置连接关系是：

储雨水箱的下部出口与水泵进水口相连，水泵的出水口通过导水管与放置在支架上的水 量调解箱相连通，水量调解箱出口处设置一阀门通过出水管与喷头相连，其上设置有许多降 雨孔的多孔布水板放置在喷头之下、实验土槽之上方，小采样孔管位于实验土槽的中部位置， 大采样孔管位于实验土槽的底部位置。

所述储雨水箱是盒式结构的箱体；

所述水泵是基本型蠕动泵，其功能为将储雨水箱中的水通过导水管自动抽压到水量调解 箱中；

所述导水管是具有导水的作用的16#塑料管；

所述支架是金属结构支架，用来支托水量调解箱；

所述水量调解箱是圆柱形有机玻璃箱，设置在支架上，具有调解并稳定流速的作用；

所述阀门是黄铜阀门，具有调解流量大小的作用；

所述出水管是塑料管，具有导水和给喷头供水的作用；

所述喷头是莲蓬型的铝合金材质，具有在多孔布水板表面喷洒雨水的作用；

所述降雨孔是布水板上用电钻钻出的均匀分布的圆孔，雨水从圆孔滴入到实验土槽中；

所述多孔布水板是用板材制作，表面有均匀降雨孔，四周以高4-6mm的木条围成，表面涂 有双层防水涂料，具有暂时储存和均匀分布雨水的作用；