[发明专利]滨河带地下水磷迁移转化模拟装置及模拟方法

说明书

本发明涉及一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置及模拟方法，模拟装置主要由供水装置、渗流槽和人工降雨装置构成，供水装置包括储水柱和平衡水柱，渗流槽分为间隔设置的入水区、含水介质区及出水区含水介质区内设有含水层，并放置与蠕动泵连接的打孔玻璃管模拟井，含水介质区侧壁上设置多个测量取样口，出水区安装高度可调的溢流管，出水区上方与连有增氧机的储水箱相连，入水区底部通过水管与平衡水柱相连，且水管上设有阀门，入水区上方连接增氧机，人工降雨装置的进水管接可控制各补给源的降水补给强度。本发明能实现客观模拟滨河带地下水‑地表水交互作用及磷的迁移转化过程，方便教师对滨河带地下水渗流及污染物迁移学习的教学演示。

技术领域

本发明属于水环境保护技术领域，具体涉及一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置及模拟方法，用于滨河带地下水渗流及污染物迁移学习的教学演示。

背景技术

磷是限制水体富营养化的关键性元素，水体磷污染导致富营养化一直是水环境保护领域的热点问题。“水十条”特别指出在流域污染防治过程中，要对总磷污染物采取针对性措施。滨河带作为地下水向地表水排泄的通道，地表水与地下水交互强烈，其不仅是多种水源的混合区，也是地球上水流过程复杂、地球化学和生物活动最强烈的区域之一，该区水体-沉积物磷的迁移、转化和富集过程极其复杂。为了实现有效遏制水环境富营养化，需要明确滨河带地下水磷的迁移转化机制，为水体磷污染的治理提供依据。

鉴于以上原因，急需开发一种能准确演示、定量研究滨河带地下水磷迁移转化过程的模拟装置，以便于建立或者验证水环境磷污染防治的新技术和新理论。现有技术中的潜流带渗流模拟实验装置多用于模拟地表水-地下相互作用过程，偏重于分析二者的水量交换，不能用来分析地下水中磷的迁移转化过程。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，还提供一种滨河带地下水磷迁移转化模拟方法，以解决能准确演示、定量研究滨河带地下水磷迁移转化过程的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种滨河带地下水磷迁移转化模拟装置，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述出水区14上方通过胶管同储水箱17连接。

进一步地，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。

上述滨河带地下水磷迁移转化的模拟方法，包括以下步骤：