[发明专利]一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置及其模拟方法

权利要求书

1.一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述装置包括喷淋供水系统（9）、污染物迁移实验柱（13）、滤液收集系统、多层支撑平台（18）；

所述喷淋供水系统（9）包括上部供水水箱（1）和下部喷淋水箱（6），供水水箱（1）、下部喷淋水箱分别置于多层支撑平台（18）上层和中层，供水水箱（1）与喷淋水箱（6）之间通过软管连接装置（4）连接，软管连接装置（4）上安装计量泵（3）；

所述喷淋水箱（6）底部安装有不锈钢空气增压式圆形板式喷头（7），喷淋水箱（6）底部侧面安装有控制阀门（8），通过调节计量泵（3）的调节手轮来调节泵入喷淋水箱（6）内的水流量，通过调节控制阀门（8）来实现喷淋水箱（6）底部板式喷头（7）的开启和关闭以及板式喷头（7）的过流速度，进而达到模拟不同降雨强度的目的；

所述污染物迁移实验柱（13）置于多层支撑平台（18）中层下侧，污染物迁移实验柱（13）上部通过第一螺纹连接装置（10）和喷淋水箱（6）固定连接；

所述滤液收集系统置于多层支撑平台（18）底层下侧，包括柱形过滤装置（15）和可更换滤液收集器（17），柱形过滤装置（15）通过第二螺纹连接装置（14）与污染物迁移实验柱（13）底部固定连接，可更换滤液收集器（17）用于收集从柱形过滤装置（15）底部流出的深层渗漏液。

2.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述供水水箱（1）、下部喷淋水箱（6）均为聚甲基丙烯酸甲酯材质，板式喷头（7）设置的密度为15目，喷嘴采用材料为环保ABS树脂。

3.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：所述污染物迁移实验柱（13）一侧垂向每间距5 cm均匀分布有柱式取样口（11），柱式取样口（11）用于取土样；

污染物迁移实验柱（13）另一侧垂向每间距2 cm均匀分布有管式取样口（12），管式取样口（12）用于取间隙水样；

污染物迁移实验柱（13）上下均为开口设计；

污染物迁移实验柱（13）底部出口处固定有一个圆形筛孔板，所述圆形筛孔板的半径为25cm，厚度为1cm；

污染物迁移实验柱（13）内壁设有螺纹结构。

4.根据权利要求1中所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置，其特征在于：针对亲水性污染物，所述柱形过滤装置（15）内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8；针对疏水性污染物，所述柱形过滤装置（15）内填充有惰性高铝球，填充的空隙率为1:9，柱形过滤装置（15）底部设有出液阀门（16）；

每个可更换滤液收集器的容积为500 mL。

5.一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1-4中任一项所述的一种模拟不同降雨强度条件下土壤中污染物迁移规律的装置实现，包括以下步骤：

第一步，向柱形过滤装置（15）内填充填料：针对亲水性污染物，向柱形过滤装置（15）内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8，针对疏水性污染物，向柱形过滤装置（15）内填充有惰性高铝球，填充的孔隙率为1:9；

第二步，装入实验所需的均质化土样：将用于实验的土样均质化后，均匀地铺填入污染物迁移实验柱（13）中；

第三步，向供水水箱（1）中注水：将实验所需的水体充入喷淋供水系统（9）上部的供水水箱（1）内；

第四步，人工模拟不同的降雨强度：启动计量泵（3），利用计量泵（3）将水体从供水水箱（1）中泵出流入位于供水水箱（1）下方的喷淋水箱（6）内，通过调节计量泵（3）的调节手轮来调节泵出的水流量，通过控制喷淋水箱（6）底部侧面的控制阀门（8）来控制喷淋水箱（6）底部板式喷头（7）的开启和关闭以及板式喷头（7）的过流速度，进而实现模拟不同降雨强度的目的；

第五步，土样、间隙水样的取样和测试：从污染物迁移实验柱（13）垂向的柱式取样口（11）分层取多组土样，从污染物迁移实验柱（13）垂向的管式取样口（12）分层取多组间隙水样，所有取样操作均可在不同时间节点内进行，随后检测并分析污染物在土样和间隙水样中的浓度和含量；

第六步：深层渗漏液的取样和测试：用滤液收集器（17）收集从柱形过滤装置（15）底部流出的深层渗漏液，随后检测并分析深层渗漏液中污染物的浓度和含量。