[发明专利]一种模拟岩溶间污染物迁移-扩散过程的装置

说明书

本发明提供了一种模拟岩溶间污染物迁移‑扩散过程的装置。该装置包括：流水注入阀、污染物注入阀、砂槽和溶潭载体。通过污染物注入方式改变、溶潭载体的倾斜程度及封盖、溶潭载体的容量和改变三通管二右端接口接入溶潭载体的位置等，将电导率自动监测仪探针插入到溶潭载体内、入口前以及出口后处流经三通管内，监测的不同位置溶液的浓度得到各个位置的浓度变化曲线，进而探究污染方式、水力条件以及介质结构等因素对污染物迁移扩散规律的影响。本发明的有益效果是：可以得到流场各处污染物浓度穿透曲线，为定量化分析溶潭、虹吸现象、包气带等各因素对污染物迁移扩散过程的影响提供了十分有效的方法。

技术领域

本发明涉及资源与环境技术领域，尤其涉及一种模拟岩溶间污染物迁移-扩散过程的装置。

背景技术

我国岩溶地貌十分普遍，岩溶区约占我国国土面积的三分之一。随着社会经济的不断发展，我国岩溶区发生污染的状况也愈演愈烈。因岩溶含水介质具有强烈的非均一性，可分为孔、隙、缝、管、洞多种个体及组合形态，从而形成了复杂的岩溶地下水循环特征，这对地下水的污染修复带来了极大的挑战。这其中地下溶潭(洞穴)是岩溶发育程度最高的一级岩溶含水介质，对地下水起暂时储存和稀释的作用。当污染事件发生时，污染物有的直接进入到岩溶管道，有的经由包气带中的裂隙进入地下含水层，再进入到岩溶管道中的地下暗河，当地下暗河中存在地下溶潭或存在虹吸式岩溶管道与溶潭组合结构时，污染物能够在地下溶潭中暂时储存、吸附或降解。因此，利用物理模型定量研究污染物在多种因素协同作用下在地下水中存在、扩散和弥散变化的情况便有着重要的意义。目前技术对溶潭的认知一般为：地下溶潭能对污染物峰值浓度具有错峰作用，但是存在增加污染物拖尾时间的情况，对溶潭的影响依然停留于定性分析的层面，且很少考虑到复杂的地下岩性分布往往出现并非单一溶潭存在的情况。更是缺乏对污染物在溶潭结构、包气带和地下岩溶管道构成的虹吸管等的协同作用下扩散与弥散作用的定量化研究。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模拟岩溶间污染物迁移-扩散过程的装置，

为达到上述目的，一种模拟岩溶间污染物迁移-扩散过程的装置，包括：流水注入阀、溶质注入装置和溶潭载体；所述溶质注入装置包括污染物注入阀，污染物注入阀位于流水注入阀上方，所述流水注入阀和污染物注入阀均连接于溶潭载体，溶潭载体入口、溶潭载体内和溶潭载体出口处均插入有电导率自动检测仪器探针，用于实时监测溶潭载体入口前、溶潭载体内、溶潭出口处溶液中的溶质浓度的变化情况。

进一步地，所述污染物注入阀为带有可加装带卡口砂槽的污染物注入阀。

进一步地，当需要模拟污染物下渗的包气带条件时，污染物注入阀下方设置砂槽，通过改变砂槽内充填物用来模拟不同的包气带。

进一步地，所述砂槽为一具有上下接口的圆柱桶。

进一步地，所述装置还包括若干三通管和金属管，所述若干三通管包括三通管一、三通管二及三通管三；三通管一左端接口和右端接口分别连接流水注入阀和污染物注入阀，三通管一下端接口通过软管连接三通管二左端接口，三通管二右端接口通过软管与溶潭载体连接，三通管三左端接口通过金属管与溶潭载体连接，三通管三右端接口通过软管直接出水；通过改变进入三通管一右端接口的污染物的注入方式来模拟瞬时性注入源、持续污染源以及间歇性污染物进入溶潭载体的场景；

当模拟注入污染源为持续污染源或间歇性污染源时，三通管一右端接口连接污染物注入阀分别来持续注入溶质或间歇注入溶质；

当模拟注入污染源为一次性注入式污染源时，三通管一右端接口使用针管注射器的方式注入溶质；

当模拟污染源直接排入溶潭载体中时，只需将污染物注入阀直接和三通管一右端接口相连接。