[发明专利]用于模拟石油烃类污染包气带土壤的多节式土柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种多节式土柱，尤其涉及一种用于模拟石油烃类污染包气带土壤的多节式土柱，属于水文地质研究领域。

背景技术

随着工业化经济的逐渐发展，石油工业在各个国家占据了重要的经济地位，石油被称为经济乃至整个社会的“黑色黄金”、“经济血液”，作为一种重要的能源，其应用范围还在继续拓展，消耗量也日趋增大。它在给人类带来巨大的利益的同时也带来了严重的危害。在石油的开采、炼制、贮运和使用过程中，由于工艺水平和处理技术的限制，石油可能通过泄漏或含油污水进入地表土壤，再直接或间接由降雨带入包气带，直至进入地下水体，从而引起一系列环境地质问题，给现代人类生活和未来社会可持续发展造成不良影响。因此，研究石油烃类污染包气带土壤的运移及转化规律具有十分重要的意义。

目前国内外研究石油烃污染包气带土壤主要通过物理模拟和数值模拟开展。目前市场上没有专门用于石油烃污染包气带土壤的物理模拟装置，已有的装置只能测定淋滤液中石油烃含量，无法在实验后分层取土研究土壤中石油烃的含量；已有的实验装置只能人工取样，样品流失比较多，对土柱内流场影响较大，同时石油烃污染包气带土壤周期较长，需耗费大量人力测样取样；已有的实验装置无法满足石油烃污染包气带土壤的纵向尺度；无法准确模拟石油烃污染包气带土壤。

发明内容

本发明提供了一种用于模拟石油烃类污染包气带土壤的多节式土柱，解决了背景技术中的不足，其能够自动化定量取样、分层取土测定土壤中石油烃含量、减少取样对流场的影响。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种用于模拟石油烃类污染包气带土壤的多节式土柱，至少包括底座、安装固定于底座上的可旋土柱装置、取样测样装置以及位于可旋土柱装置顶部的淋滤装置，其中可旋土柱装置由三节以上的可旋土柱单元、致密纱网、带孔有机玻璃板A以及砂芯漏斗集样腔组成，其中可旋土柱单元为空心圆柱管状，其两端设有相互匹配的螺纹，可旋土柱单元通过螺纹依次连接，最下节可旋土柱单元固定于底座上，带孔有机玻璃板A安装于最下节的可旋土柱单元的内部，致密纱网平贴固定于带孔有机玻璃板A上，砂芯漏斗集样腔位于带孔有机玻璃板A的下方；所述的淋滤装置包括蠕动泵、玻璃转子流量计、带孔有机玻璃板B、顶盖以及橡胶管，其中蠕动泵通过橡胶管与玻璃转子流量计相连，玻璃转子流量计安装于顶盖上，带孔有机玻璃板B位于顶盖下方且固定于最上节的可旋土柱单元内；所述的取样测样装置由取样单元和测样单元组成，取样单元上设有安装于可旋土柱单元内的取样头，测样单元与取样单元连接并对取样单元取出的样品进行检测。

所述的可旋土柱单元由有机玻璃圆柱体和圆柱体连接段组成，其中有机玻璃圆柱体的一端光滑，另一端设有外螺纹，圆柱体连接段呈圆筒状，其下部套在有机玻璃圆柱体的光滑的一端上且两者之间通过氯仿粘贴密封，圆柱体连接段的上部设有与外螺纹匹配的内螺纹。

所述的圆柱体连接段的中部的内壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有硅胶垫圈，且硅胶垫圈的一部分位于环形凹槽内，另一部分露出于环形凹槽。

带孔有机玻璃板B上的孔均匀分布，且每个孔的下方均设有降雨针头。

顶盖由两层直径不同的有机玻璃板组成，上层的直径大于可旋土柱单元的外径，下层的直径小于可旋土柱单元的内径。

所述的取样单元包括取样头、有机玻璃管、橡胶管、取样腔以及防挥发取样瓶，其中取样头呈螺旋形分布于可旋土柱单元内部，取样头通过有机玻璃管与取样腔相连，有机玻璃管上安装有电磁阀，取样腔的顶部设有通气阀门，取样腔的底部通过接样导管连接防挥发取样瓶，接样导管上设有阀门。

所述的测样单元包括光电液位传感器、多参数仪传感器、电磁阀传感器单片机、光电液位传感单片机、多参数仪以及电脑，其中电磁阀传感器单片机通过电缆与所有电磁阀连接，光电液位传感器位于取样腔的侧壁上，且所有的光电液位传感器均通过电缆连接到光电液位传感单片机上；多参数仪传感器位于取样腔的底部，且所有的多参数仪传感器均通过导线连接到多参数仪；多参数仪、光电液位传感器单片机及电磁阀传感器单片机均通过电缆与电脑相连。