[发明专利]滨河带地下水磷迁移转化模拟装置及模拟方法

权利要求书

1.一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：主要由供水装置、渗流槽(6)和人工降雨装置(16)构成；

所述供水装置包括并列设置的储水柱(4和平衡水柱(5)；所述储水柱(4)底部分别通过水管(1)与平衡水柱(5)的顶部和底部相连，且连接管路上均设置阀门(3)和蠕动泵(2)；

所述渗流槽(6)分为间隔设置的入水区、含水介质区(8)及出水区(14)，所述含水介质区(8)内设有水和砂土构建的含水层，含水介质区(8)内放置与蠕动泵(2)连接的打孔玻璃管模拟井(7)，含水介质区(8)与水流方向水平侧壁上设置多个测量取样口(9)；所述出水区(14)安装高度可调的溢流管(10)，其上设有阀门(3)；所述出水区(14)上方与连有增氧机(15)的储水箱(17)相连；所述入水区底部通过水管(1)与平衡水柱(5)相连，且水管(1)上设有阀门(3)，入水区上方连接增氧机(15)；

所述人工降雨装置(16)的进水管接可控制各补给源的降水补给强度。

2.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述储水柱(4)底部通过水管(1)与平衡水柱(5)顶部相连，且水管(1)伸入平衡水柱(5)内部。

3.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述含水介质区(8)同出水区(14)、入水区之间分别固定有打孔挡板，且挡板上以纱网包覆。

4.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述打孔玻璃管模拟井(7)设置于含水介质区(8)中部，其上方通过胶管与蠕动泵(2)连接以模拟滨河区地下水开采过程。

5.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述测量取样口(9)为16个，每4个为1组，并列设置于打孔玻璃管模拟井(7)左右两侧。

6.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述出水区(14)上方通过胶管同储水箱(17)连接。

7.根据权利要求1所述的一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，其特征在于：所述人工降雨装置(16)由多根并列设置的有机玻璃管以及分别设置于有机玻璃管两侧的进水管和排水管组成。

8.一种滨河带地下水磷迁移转化的模拟方法，包括以下步骤：

A、向储水箱(17)注水，并根据地表水溶解氧含量通过增氧机(15)向其输送氧气，使储水箱(17)内形成模拟地表水；基于研究区滨河带地下水中磷含量，配置磷酸钠溶液放置储水柱(4)中；

B、向含水介质区(8)加入水和砂土构建含水层；

C、开启储水柱(4)和平衡水柱(5)间的蠕动泵(2)，控制平衡水柱(5)水位向渗流槽(6)的进水区输入磷酸钠溶液，可通过增氧机(15)控制其溶解氧浓度，模拟地下水；通过储水箱(17)向渗流槽(6)的出水区(14)注入模拟地表水，通过设置溢流管(10)阀门(3)控制进水区水位，模拟地下水向地表水排泄过程中的磷迁移转化特征；

D、对孔压传感器(12)、pH及溶解氧传感器(11)数据进行收集和输出；按照一定时间间隔通过溶液采样管(13)对不同部位含水介质区(8)溶解进行取样，对可溶性磷及相关水化学成分分析；

E、向人工降雨装置(16)注水模拟降雨入渗过程，并通过蠕动泵(2)从玻璃模拟井(7)中抽水模拟滨河区地下水开采过程，从而分析滨河区降雨入渗、地下水开发过程中的磷迁移转化特征；

F、在步骤A中的储水柱(4)注入模拟地表水，并向平衡柱(5)注入模拟地表水，储水箱(17)注入配置磷酸钠溶液，重复步骤B至步骤C，模拟地下水补给地表水磷的迁移转化特征。

9.根据权利要求8所述的一种滨河带地下水磷迁移转化的模拟方法，其特征在，步骤C，所述渗流槽(6)进水区水位应高于出水区(14)。