[发明专利]一种散粒基质河道循环水试验装置

说明书

本发明涉及一种散粒基质河道循环水试验装置，包括主池、上游集水池、下游集水池、散粒基质层、测压管、多参数水质仪、拦沙栅、潜流泵、流量调节阀、回水管、可移动采样梯。其中，主池通过上游过水槽与上游集水池相连，主池通过下游过水槽与下游集水池相连，下游过水槽处设置拦沙栅，下游集水池中布设多参数水质仪及潜流泵，潜流泵的出水口处连接流量调节阀，流量调节阀通过软管连接上游集水池。主池内铺设试验所需的散粒基质，并根据需求建立不同形态的河流系统。本发明能够建立各种基质组成的不同形态的河道模型，并模拟河流长时间运行后的状态，为河流形态对河流自净能力等的影响机理研究提供了一种较完备的设备。

技术领域

本发明涉及一种散粒基质河道循环水试验装置，属于河流水体研究技术领域。

背景技术

河流水质污染问题是我国最严重的环境问题之一，城镇化建设过程中，往往出现与水争地、填占河道、裁弯取直等对河道的改造现象，人为对河流形态的改变与河流水质的变化密切相关。如，对河流地形地貌的改变带来的生态类型和植物的分布特征的改变、对河道岸坡基质的改变带来的生态功能及河岸稳定性的差异、对河岸生境的改变导致微生物作用不同、对河流曲度的改变导致上覆水和孔隙水流态变化等，都对河流水质有着不同程度的影响。

当前对河流形态与河流水质相关关系的研究方法多采用野外监测的方法，如在野外选取形态各异的自然河流进行水质监测，并比对结果。但由于自然条件的不可控性，导致难以精准的控制变量条件。且野外实地监测存在局限性，无法进行有效的水力学试验，因此，必须在实验室内的可控环境下展开河流形态与水体自净能力关系的研究。现有的循环水试验模型多为定床河道模型，仅可以模拟简单的衬砌河道水流状况，而无法模拟沙、砾、石、土等散粒基质上不同形态河道的水流状况，也无法对河流的冲刷程度、潜流交换强度、岸坡基质中的孔隙水水质等指标进行精确测量，难以更深层次地探究河流形态对水质的影响机理。

所以，为了进一步研究不同形态河流的水体运动状态和水质变化趋势，探究河流形态对河流水质的作用机理，设计一种能够改变河道基质组成、变换河流形态、具备监测条件的循环水试验装置是十分必要的。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种散粒基质河道循环水试验装置，本装置可以根据试验需要改变河道基质组成、变换河流形态、具备河水循环流动特性、并可以便利地监测河流系统的水质和水力学状态；具体技术方案如下：

一种散粒基质河道循环水试验装置，包括主池、位于主池一侧的上游集水池、位于主池另一侧的下游集水池，所述上游集水池与主池连通，所述下游集水池与主池连通；所述主池的内部铺设有散粒基质层，所述主池的一端设置有多个用来监测散粒基质层的孔隙水压力的测压管，所述测压管的一端垂直固定在主池侧壁外，所述测压管的另一端穿过主池侧壁且测压管的另一端与主池连通，所述测压管的另一端埋设在散粒基质层的内部；所述下游集水池的内部设置有多参数水质仪和潜流泵，所述多参数水质仪探头位置的高度以及潜流泵入水口的高度均低于下游集水池水面高程，所述潜流泵的出水口设置有流量调节阀，所述流量调节阀和上游集水池之间设置有回水管，所述回水管的一端与流量调节阀连通，所述回水管的另一端与上游集水池。

作为上述技术方案的改进，所述主池的池底设置有坡率为1％的斜坡面。

作为上述技术方案的改进，所述主池与上游集水池之间通过设置上游过水槽来连通，所述主池与下游集水池之间通过设置下游过水槽来连通；所述下游过水槽处设置有拦沙栅。

作为上述技术方案的改进，所述主池的上方架设有可移动采样梯，所述可移动采样梯的端部与主池的顶部滑动连接。

作为上述技术方案的改进，所述测压管包括设置在主池底部用来连通主池内外部的金属连通管，所述金属连通管的内径为1cm，所述金属连通管的两端均设置有透明软管，位于主池外部的透明软管竖直固定在主池的侧壁，位于主池内侧的透明软管布设在主池的池底。

本发明的有益效果：