[发明专利]河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟试验装置与方法

说明书

本发明公开了一种河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟试验装置与方法，该装置包括水流循环装置、流量调节装置、沉积物铺设装置和采样装置，通过在河道交汇口处铺设沉积物，水槽其他区域铺设等高PVC板，通过转动干支流交汇处铰链改变交汇角，并且从下游水箱中引出管道返回上游干流及支流，并在水槽进水口处装有穿孔板，消能以平稳水槽内入流，该装置还可以监测和控制干流与支流的流量。本发明所述装置灵活可改变交汇角度，干流及支流交汇流量比，适用自然条件下不同汇流比的河道。同时该装置在模拟过程中也实现了自循环功能，水流于储水池中可重复利用，极大的节约用水量，同时便于含污染物废水的收集和集中进行处理，避免二次污染。

技术领域

本发明属于水环境及其污染处理模拟试验，具体涉及一种河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟试验装置与方法。

背景技术

天然河道中明渠交汇现象很常见，交汇区复杂的水力特性对污染物迁移扩散产生巨大影响，是河道营养盐、污染物输运的关键环节。河段交汇大致可分为两类：支流斜接干流型，“Y”交汇型。其中支流斜接干流型交汇河段是河流系统典型的地貌单元，具有繁杂的形态结构和水文条件使得其污染物输移掺混特性十分复杂，要合理有效地保护好水环境，就必须了解和掌握交汇河段中污染物的吸附释放规律。

目前对于交汇河道污染物输运掺混特性的研究主要有原型观测资料分析、数学模型模拟、物理模型试验等方法。原型观测的重要意义主要体现于可用来检验水工模型试验成果，为解决缩尺效应问题提供资料依据；但是原型观测同时受到观测的理论方法不够成熟、观测的技术设备落后、观测手段单一、投资大等因素限制，难以推广应用。数值模拟方法不受物理试验模型规律的限制，可以缩短工作周期，节省人力、物力，具有明显的经济性和时效性。但是模型的选取与建立直接影响到计算误差的大小，一些参数仍为经验常数，计算结果与真实情况之间还有一定的误差。物理模型是依据相似原理，在室内利用水介质和人工矿体模型进行模型实验来验证-些理论曲线和处理野外资料的方法。通过把原型系统按一定比例缩放成模型，通过模型试验来研究原型系统，模型试验方法简便，能应用于大多数研究系统且试验结果相对可靠。有利条件是目前的对河道交汇污染物释放的实验装置主要集中在支流斜街干流型的河道，且已有多维模拟水动力特性的物理模型。但是目前缺少动态模拟沉积物在河道底吸附释放的实验装置，并且已有的部分转置过于简陋，没有很好的模拟河底实际情况，并且实验废水被严重污染，没有合理处理方式，易造成二次污染，并且对于交汇河道沉积物吸附释放的装置几乎没有。

综上所述，现有的河道沉积物吸附释放污染物模拟装置主要存在以下不足：

(1)大多为矩形顺直水槽，难以模拟河道交汇区水动力特性；

(2)已有的装置河道交汇角固定，沉积物泥槽厚度固定。若要变换交汇角度，调节沉积物厚度需要重新制作物理模型，成本较高。

(3)已有实验装置试验用水量较大，大多没有处理被污染的实验用水，试验后污水往往直接排放，易造成二次污染。

发明内容

发明目的：针对现有技术中交汇河道模拟沉积物吸附释放污染物实验装置的不足，本发明的目的是提供一种河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟试验装置。同时，本发明的第二目的是提供一种交汇河道模拟沉积物的实验方法，为交汇河道的研究提供理论依据和研究方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟试验装置，包括水流循环装置、流量调节装置、沉积物铺设装置和采样装置，所述装置的上游设有干流水槽和支流水槽，支流水槽与干流水槽之间的夹角活动可调，干流水槽上设有沉积物铺设装置，将沉积物铺设于水槽交汇口处，其下游水箱中的水通过水流循环装置输送回上游水箱，在水箱与干流水槽和支流水槽进水口之间的管道上设有流量调节装置。