[发明专利]人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置使用方法

摘要

本发明公开了人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置的使用方法，在三维渗流槽的侧向补给方向上，水流流动一侧补给地下水模拟场区地下水流动的边界条件，另一侧补给合理配比的溶液模拟滨海岸带的海水，咸淡水的交互作用实现了海陆水了相互作用的真实模拟。采用本发明装置最大程度上实现人工滨海岸带的物理模拟，在几何相似理论的指导下将大尺度的人工滨海岸带场区缩小为小尺度的室内物理模拟装置，综合考虑了可调的水位高度、咸淡水交互作用、波浪、降水以及外源污染物的综合影响，保证了人工滨海岸带的真实模拟，为人工滨海岸带的数值模拟及后期的污染治理奠定了基础。

主权项

人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置的使用方法，其特征在于，按照下述步骤进行：首先构建人工岸带污染物迁移转化室内模拟装置，包括反应槽、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；所述槽身部位装填有土壤层，并在装填过程中预设有不同深度的预埋井，通过抽取预埋井中的液体可测试其中的污染物以及其他指标，为后期数值模拟提供数据基础；所述造波器与海水供给系统相连，通过控制装置进行控制，从而真实反映海浪对咸淡水相互作用的影响；所述降水模拟装置设置在模拟装置的上方，通过喷淋装置和控制装置实现控制流量研究降水对污染物迁移转化的影响；然后根据几何相似原理，基于天津市临港工业区的地层结构，在室内物理模拟装置中按如下方式填土：基于临港经济区的实际情况与本次实验条件，室内装置所填土层将模拟真实情况下表层到表层以下十米的土层结构，装置底层的不锈钢板可起到十米以下土层结构的隔水底板作用。将实际土层等比例缩小之后确定装置所填的4个土层：装置底层至20cm高度装填粉土，20cm～50cm装填淤泥质粘土，50cm～120cm装填冲填土、120cm～140cm装填素填土为了真实模拟场区的土层构造，取土选自天津市临工工业区，根据岩土工程勘察报告，取土的类型主要分为淤泥质粘土、粉质粘土、粉土以及沙土，取土完成后先对土壤进行暴晒，尽可能将土著微生物去除，通过筛选去除混入土壤中的杂质，然后将土壤粉碎以备装填，填土之前先在装置中添加一半深度的水量，检验装置是否漏水，检漏完成 后进行填土，为了使装置水位连通管真正反映装置内潜水位的高度，先在装置底层铺5cm厚粗砂，水位连通管底段接口连PVC管插入底层砂的中间位置，在PVC管末端裹纱布(防堵塞)，在粗砂上装填粉土，装填高度为20cm，视为第一层土；第二层为淤泥质粘土，装填高度30cm；第三层为冲填土，所装土壤为淤泥质粘土、贝壳土、粉质粘土的混合土，混合比例为1∶1∶1，装填高度为70cm；第四层为素填土，其主要成分是建筑废料，上部用细沙覆盖，装填高度为20cm；在整个装填过程中，为保证填土均匀、不人为造成土壤裂隙，在每添加土层20cm时夯实，并布洒自来水，静置一段时间后，使其自然沉降，然后再次填土夯实，反复这一过程，直至20cm土层无变化，再进行下一层装填，直至装填完毕；在土壤装填完毕后，通水一段时间，确认土层无沉降，最终确定土层填充高度为1.4m；填土完成后在其中设置预埋井，设置一排预埋井，其高度设置为100cm，为了便于采样，可在预埋井中插入软管，软管另一端通过橡皮管伸至井外，通过蠕动泵抽取水样第三步，填土完成后，开始注水，控制淡水进水端水位高度为110cm，海水端出水口80cm，通过测定出水口的流量确定水位是否稳定，待水位稳定后，在室内物理模拟装置采取土样，对土样进行浸提实验；在装置上方30cm处用三角钢固定一个不锈钢水箱，在水箱下面平均分布两排8个喷头，喷头连上转子流量计，通过控制流量大小和喷口大小模拟降雨过程，控制装置上方的降水量为10mm，通过造波器控制波浪的波高0.1m，波浪周期为2s；最后，待物理模拟装置的各变量控制之后，通过蠕动泵装置抽取水样进行分析，利用蠕动泵抽取同一深度采样孔中的水样，五天一测，共测定5个周期，测定水样中的各种形态的氮浓度。