[发明专利]一种沉积物污染物释放实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种沉积物污染物释放实验装置及实验方法，实验装置包括：支架、设置在支架上且依次连通的第一回水箱、中间水槽以及第二回水箱；第一回水箱的顶部高于中间水槽并且第一回水箱的上端与中间水槽之间设有过水堰，第一回水箱上设有第一进水口和第一出水口；中间水槽中设有沉积物放置槽和流量计，中间水槽与第二回水箱之间设有高度可调的溢流组件；第一回水箱和第二回水箱之间设有泵，泵通过第一回水管与第一回水箱连通，泵通过第二回水管与第二回水箱连通，第一回水管和第二回水管上分别设有第一调速阀和第二调速阀。第二回水箱上设有带有调节阀的第二出水口；实验方法包括步骤S1－S4，本发明能模拟多个环境因素影响下沉积物污染物的释放。

技术领域

本发明涉及沉积物污染物释放实验技术领域，具体涉及一种沉积物污染物释放实验装置及实验方法。

背景技术

水体中的污染物不仅来自于人为的外源输入，还来自于沉积物作为污染物内源的二次释放，因此研究沉积物内源污染物释放规律对于水质改善具有重要意义。目前研究沉积物中污染物释放规律多为室内烧杯或其他小容器实验，通过对烧杯等容器水浴加温、磁力搅拌、缓冲溶液调节pH等措施模拟环境因素对污染物释放的影响，营造了沉积物静态条件下污染物释放环境。

但是沉积物在自然环境中，必然会受到流速、风速等其他动力学条件的影响，已有相关研究表明，流速大小对沉积物污染物释放具有一定的规律性，因此静态实验已经不能满足水动力条件下沉积物污染物释放规律的研究。目前关于沉积物动态释放的实验装置有Y型柱状管，斜向施加可人为控制强度大小的水下动力，使水柱中悬浮颗粒物的量接近野外实际情况的垂直分布状态；跑道型水槽、环形水槽或长直形水槽，通过可调电机驱动安置于水体表面的转碟或者水泵驱动水流，带动槽内水体发生流动，以实现流速对污染物释放的影响，然而此类装置存在着水槽中流速不均匀、用水量过大造成浪费和可控可测环境因素较少的现象，对实验模拟的准确性不好描述。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉积物污染物释放实验装置及实验方法，能模拟多个环境因素影响下沉积物污染物的释放。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种沉积物污染物释放实验装置，其特征在于，包括：支架以及设置在支架上且依次连通的第一回水箱、中间水槽以及第二回水箱；第一回水箱的顶部高于中间水槽并且第一回水箱的上端与中间水槽之间设有过水堰，第一回水箱上设有第一进水口和带有调节阀的第一出水口；中间水槽中设有沉积物放置槽和流量计，中间水槽与第二回水箱之间设有高度可调的溢流组件；第一回水箱和第二回水箱之间设有泵，泵通过第一回水管与第一回水箱连通，泵通过第二回水管与第二回水箱连通，第一回水管和第二回水管上分别设有第一调速阀和第二调速阀；第二回水箱上设有带有调节阀的第二出水口。

该实验装置设有三重水动力调节的室——第一回水箱、中间水槽以及第二回水箱，整个装置分为实验区和水循环区两个部分，其中中间水槽作为实验区，为主要操作平台，第一回水箱和第二回水箱组成水循环区，用以维持实验所需的水源及动力条件。实验区和水循环区通过进出水口、溢流组件和泵的协调配合作用使所需流量达到恒定均匀流状态；通过调节溢流组件高度、改变不同功能的泵、增加多类型理化指标检测仪器使实验环境因素多控并实现实时检测。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，溢流组件包括：贴合设置的第一隔板和第二隔板，第一隔板在竖直方向上设有多排溢流孔，第二隔板与第一隔板在竖直方向滑动设置。

溢流组件采用第一隔板和第二隔板，第一隔板上设置溢流孔，通过调整第二隔板可以调整溢流孔的高度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，过水堰为薄壁直角三角形堰。

采用薄壁直角三角形堰，便于计算过水堰深，利用已有实际河流或湖泊中的水深、流速和宽度等数据，根据惯性力重力相似原则确定水槽中所需的流速v和已知横截面积S，通过Q＝S＊v得到所需流量大小，再由过堰流量公式Q＝1.4h＾^5/2求出过堰水深h。