[发明专利]人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于物理模拟装置，更加具体地说，涉及一种用于人工滨海岸带污染物迁移转化规律研究的物理模拟装置。

背景技术

在全球工业发展的进程中，水体污染问题，尤其是滨海地区严重的地下水和海洋污染，成为世人共同关注的问题。因此，海陆水相互作用研究，无论在国外或国内，均已受到高度重视。海陆水相互作用下的环境污染主要体现在海水入侵导致的陆上地下水咸化和陆源污染物通过地下水排泄进入海水从而导致海洋污染。

在我国，以辽东半岛、山东半岛、京津冀为主的环渤海经济圈，近十几年来，随着经济的迅猛发展和人口的不断增长，地下水、海洋污染日益严重，近岸海域的环境在不断恶化，环境问题日益突出。例如，处于九河下梢的天津滨海新区，背靠京津和华北广大腹地，每年需要接纳来自北京、河北和天津等省市大量的工业废水和生活污水（约6亿吨），再加上不合理的海洋开发和海上排污活动，使渤海湾成为全国近岸海域环境污染最为严重的海湾。根据国家海洋局发布的《2010年中国海洋环境质量公报》，海水入侵和土壤盐渍化重灾区主要分布在渤海滨海平原地区。由于渤海海岸带的无序开发和陆源污染，使渤海海岸带的蓄水调洪、调节区域气候、降解污染、保持生物多样性等功能降低，渤海成为我国近岸赤潮多发区和重灾区之一，近年来赤潮危害还呈上升趋势。

在加速工业化、城市化的进程中，沿海地区开发强度呈膨胀性发展，对发展空间提出了越来越高的要求。沿海城市为了满足区域经济的发展需求，掀起了一股围海造陆的热潮。围海造陆所形成的人工岸带，导致人工岸线比例增高，改变原有的自然风貌，同时改变了海陆水交换的平衡状态，可能进一步导致海水入侵、陆地污染物下泄进入海洋污染海洋环境等严峻问题，因此研究围海造陆人工滨海岸带咸淡水界面的污染物迁移转化规律有重要的现实意义与科研意义。

人工滨海岸带污染物迁移转化规律的研究离不开污染物在土壤和地下水中传输特性的把握。借助于数值模拟可更为有效的把握特征和规律，但数值模拟涉及到许多复杂的污染物迁移输送过程，包含许多水文地质参数，如污染物的理化特性和水文地质特性等。建立场区的地下水流动及污染物运移模型需要密集的污染物浓度时空分布及场区水文地质情况的时空变化等数据对模型进行校正。一般来说，可通过野外观测获得场区数据，但是野外观测及现场分析费用非常高，因此只能提供有限的数据，而且获取的数据不能准确反映场区水文地质特性的不均匀性以及污染物时空浓度分布等情况，从而影响地下水污染水动力学数值模型的预测精度。在实验室建立小尺度的室内模拟装置的污染水动力学物理模型则能很好地弥补这种缺陷。

公开号为CN102352735的中国专利披露了一种能自由改变实验边界条件的边界条件可变的天然气水合物三维实验装置及三维模拟实验方法。所述实验装置包括三维反应釜、温度和边界控制单元、进口控制单元、出口控制单元、数据处理单元；三维反应釜设置在温度和边界控制单元中。该装置适用于陆地地下水模拟，不适用于人工滨海岸带污染物迁移转化模拟。公开号为CN102636630A的中国专利披露了一种大型包气带土壤非饱和渗流物理模拟装置，包括试验土槽、补排系统和测量系统，试验土槽内部盛装有试验土壤，所述的补排系统包括侧向补排单元、底部补排单元以及顶部补排单元，侧向补排单元由分别安装于试验土槽两侧壁上的补水装置和排水装置组成；底部补排单元包括通水管和连接管；顶部补排单元包括降雨装置、蒸发装置以及积水入渗装置；测量系统包括土壤溶质测量单元、土壤水分测量单元、土壤水势测量单元和地下水位测量单元。本发明提供的大型包气带土壤非饱和渗流物理模拟装置不仅能够充分模拟包气带土壤中的各种状况，而且其测定方便、误差小。该装置适用于土壤包气带中的各种状态，不适用海陆水相互作用的人工滨海岸带的模拟，因此也没有考虑到海水以及波浪对于土壤中地下水的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置，建立在几何相似理论基础上，根据几何相似理论可将野外实体缩小成室内模型，综合考虑降雨、外源污染物、波浪等因素，能够省时、准确的模拟人工滨海岸带污染物的迁移转化规律。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置，包括有机玻璃槽、降水模拟装置、造波器，其中：

所述有机玻璃槽的两端通过隔板分别隔出槽首、槽身以及槽尾三个部分，其中槽首和槽尾分别与淡水供给系统、海水供给系统相连，并通过液位仪和调节装置实现侧向水位及水流流速的实时调控。