[发明专利]一种基于地下水动态模拟实验平台的地表及含水层污染源模拟实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境水文地质模拟装置及模拟方法，具体地说是一种基于地下水动态模拟实验平台的地表及含水层污染源模拟实验方法。

背景技术

地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位，在维护生态环境安全和经济社会健康发展等方面发挥着不可替代的作用。然而，随着社会经济发展，大量不合理排放的生活废水废物、工业废水废物、农业污染物等，以及地下水无序开发，导致大量污染物进入地下水环境，引起包气带土壤和地下水污染愈加严重，致使地下水环境污染问题日益复杂。

地下水污染是我国面临的严峻问题，控制和修复地下水污染是保护水资源的重要工作之一。包气带结构复杂，污染物通过水流等作用极其缓慢向下迁移转化，因此包气带既是污染物通道，也是污染物储存空间，导致污染物进入含水层，以及在含水层中运动都比较缓慢，污染往往是逐渐发生，发现地下水污染后，确定污染源也远不如地表水那么容易。因此，多年来，众多科研工作者不断开展地下水污染防治的科学研究工作，而探索此类科学问题必须依托相应的模拟地下水环境实验装置，因此设计合理的地下水动态模拟装置成为从事地下水污染修复研究热点问题。

研究发现，当今的地下水物理模拟装置存在如下缺点：首先，从功能上看现有模拟装置大多片面针对包气带或者含水层，缺乏包气带与饱水带两方面模拟功能的有机组合装置，从而缺少污染物从包气带进入饱水带途经模拟监测功能，不能够从整个循环流程上抓住污染物迁移转化过程，导致模拟装置缺乏整体性；其次，野外原位进行实验和数据采集往往难以实现。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于地下水动态模拟实验平台的地表及含水层污染源模拟实验方法，以解决现有模拟装置的污染源模拟实验保真度低的问题。

本发明是这样实现的：一种基于地下水动态模拟实验平台的地表及含水层污染源模拟实验方法，先设置地下水动态模拟实验平台，再在所述地下水动态模拟实验平台中装填入模拟典型水文地质单元的包气带和含水层介质，最后在所述地下水动态模拟实验平台上进行地表及含水层污染源模拟实验。

所述地下水动态模拟实验平台包括动态模拟装置、曝气装置、模拟雨淋装置和中控计算机。

所述动态模拟装置的主体为长方形的箱式壳体，所述箱式壳体采用有机玻璃板加工而成，外围采用不锈钢方管加固和支撑；在所述箱式壳体的前壁板与后壁板的内侧按100mm的间距设置有若干直立的凹形卡槽，所述卡槽的下沿与所述箱式壳体的底板相接触，所述卡槽的上沿与所述箱式壳体的上口平齐；在所述箱式壳体的前壁板与后壁板上的位置相对的两个所述卡槽之间插接一张矩形的多孔配水板，在所述多孔配水板的板面上密布有孔径为2mm的过流孔眼，所述多孔配水板的下沿与所述箱式壳体的底板相接触，所述多孔配水板的上沿与所述箱式壳体的上口相平齐；

在所述箱式壳体的一端侧壁板上接有分层设置的若干进水口，在所述箱式壳体的另一端的侧壁板上接有分层设置的若干出水口，所述进水口和所述出水口均由孔径为8mm的有机玻璃管制成，在所述箱式壳体的侧壁板上呈矩阵分布；

在所述箱式壳体的前壁板与后壁板上分别设置有若干分层设置的由孔径为8mm有机玻璃管制成的采样口，所述采样口分布在由所述多孔配水板分隔开的每个样品空间所对应的前壁板或后壁板上，在每个所述采样口上安装有取样器或者封接有封口塞，在所述箱式壳体的前壁板与后壁的两端分别设置有呈纵向排列的一列由孔径为8mm有机玻璃管制成的溢流口，在所述溢流口处安装有取样器或者接有带控制阀的溢流管；

在所述箱式壳体的底板上开有若干排水排泥孔，每个排水排泥孔上接有一个排水排泥管，所述排水排泥管用直径40mm的PVC管制成，在所述排水排泥孔的内孔口处封接有不锈钢纱网，在所述排水排泥管上接有排水排泥控制阀，所有所述排水排泥管的下端共接到一根排水排泥总管上；

在所述箱式壳体的底部架设有底盘，所述底盘由若干脚轮支撑连接；在所述底盘的两端各连接一个折叠式矩形吊架，在所述吊架上安放有高度可调的水箱，一个所述水箱通过连通管路连接到所述箱式壳体的所述进水口上，另一个所述水箱通过连通管路连接到所述箱式壳体的所述出水口上；在所述连通管路上分别安装有电磁阀和流量计，所述流量计上的数据线连接到所述中控计算机上；