[发明专利]碱性物质中和测量酸性水体流量的方法

说明书

本方案公开了酸性水体流量测量技术领域的一种碱性物质中和测量酸性水体流量的方法，酸性矿山排水(AMD)作为全球最严峻的环境污染物问题之一，研究其水质变化特征、计算水体污染负荷、及评估污染修复效果等都与AMD的流量密不可分。AMD一般具有流路不规则和流量差异大的特点，很难满足常规流量测量方法所需的条件。因此，本发明公开了一种测量AMD流量的新方法：碱性物质与AMD发生中和反应，能快速降低水体电导率(EC)，并在下游水体中准确测出EC，从而计算出AMD流量。根据其中和法的测量原理，同样适用于其它酸性水体流量的测量。该方法具有高精度、易操作、低成本、及对生态环境无害等优点。

技术领域

本发明属于酸性水体流量测量技术领域，特别涉及碱性物质中和测量酸性水体流量的方法。

背景技术

研究自然原因和人为原因引起的酸性水体的水质变化特征、计算水体污染负荷、及评估污染修复效果等都与酸性水体的流量密不可分。如：酸性矿山排水(AMD)作为全球最严峻的环境污染问题，会破坏有水力联系的水体中的HCO₃-缓冲系统，降低水体pH，增加可溶态金属浓度，导致区域性水质退化、水资源匮乏，进而影响周围生态环境系统和人类健康。但AMD多具有流路不规则和流量差异大的特征，常规的流量测量方法往往不能得到高精度的值。

目前，根据国家最新标准《河流流量测验规范》(GB50179-2015)，一般采用下面几种方法测量河流流量：示踪剂法、流速仪法、浮标法、三角堰法、巴氏槽法、排水系数法、容积法和流量计法。一般选用流速仪法测量河流流量，不能较好的测量时，可选用精度较低的浮标法。容积法适用于测量流量小、排污渠道不规范的水体。浮标法适用于排污渠道长度不小于10米、无弯曲、底壁平滑的情况。但酸性水体具有化学性质、天然流路不规则和流量差异大的特点，因此天然流路的酸性水体很难满足上述测量方法所需的条件。

发明内容

本发明目的在于克服上述缺点，提供一种科学、易操作、低成本、高精度和对生态环境无害的酸性水体流量测量方法。

本发明中的碱性物质中和测量酸性水体流量的方法，在任意形状的渠道内，以上游某a点作为碱性物质的投放点，以下游某b点作为水体电导率测量点，b点水流的横截面划分为n个易计算出面积的小截面，b点水流的横截面积为S，根据等式(1)计算出流路横截面积S：

S＝ΣS₁+S₂+S₃+…+S_n(n≥1的整数)——(1)；

根据等式(2)计算水流速度V：V＝L/T；——(2)

即：水流速度(V，米/秒)是水流速度等于水流长度(L，米)与测量时间(T，秒)的比值；其中，L是碱性物质投放处a点和电导率测量处b点间的水流长度；T是a点碱性物质投放开始到b点EC到达最低值时所对应的时长；

根据等式(3)计算水流流量Q：Q＝V×S×10³；——(3)

即：水流流量(Q，升/秒)——水流的横截面积S乘以水流的流速V。

本方案中电导率(EC)，就是测量酸性水体中离子的导电能力，可用高精度、易操作的电导率仪等进行测量。本方案的原理是碱性物质与酸性水体发生中和反应，能快速降低水体EC，并在下游水体中快速、精确地测出EC，从而计算出EC测量点的酸性水体的流量。基于本方法对酸性水体流量进行测量，具有易操作、低成本、高精度和对生态环境无害的有益技术效果。

进一步，所述b点水流的横截面划分为n个梯形或近似梯形的小截面、或n个三角形的小截面、或n个矩形的小截面、或n个梯形或近似梯形或三角形或矩形的小截面的组合。

进一步，所述b点水流的横截面划分为n个梯形或近似梯形的小截面；则流路横截面的面积S为：