[发明专利]一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置及方法

权利要求书

1.一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，包括：模拟雨水供水系统(1)、模拟降雨装置(3)、铀尾矿渣柱(4)、铀尾矿渣浸出液收集槽(5)、溢流槽(6)、尾液收集系统、马氏瓶(8)、含水层(9)、水平均匀布流装置(10)、地下水供水系统(12)，其中：

所述铀尾矿渣柱(4)位于所述模拟降雨装置(3)的喷淋系统正下方，所述铀尾矿渣柱(4)正下方依次安装所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)、所述含水层(9)；所述溢流槽(6)安装于所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)底面一侧边缘；所述含水层(9)底部通过连接管路与所述马氏瓶(8)连通，所述马氏瓶(8)与所述连接管路构成稳定水位系统；所述含水层(9)一侧安装水平均匀布流装置(10)；

所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)、所述含水层(9)右侧布置有一系列尾液收集孔(7)；

所述模拟雨水供水系统(1)给所述模拟降雨装置(3)提供模拟雨水，所述地下水供水系统(12)为所述水平均匀布流装置(10)提供研究区采集的地下水。

2.根据权利要求1所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述尾液收集系统包括所述尾液收集孔(7)、收集装置，所述尾液收集孔(7)通过管路连接所述收集装置。

3.根据权利要求1所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括第一蠕动泵(2)，所述模拟雨水供水系统(1)通过所述第一蠕动泵(2)与所述模拟降雨装置(3)连接，所述第一蠕动泵(2)控制所述模拟雨水供水系统(1)给所述模拟降雨装置(3)提供的模拟雨水的流量。

4.根据权利要求3所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括第二蠕动泵(11)，所述水平均匀布流装置(10)通过所述第二蠕动泵(11)与所述地下水供水系统(12)连接，所述第二蠕动泵(11)控制所述水平均匀布流装置(10)向所述含水层(9)供水的水流速度及流量。

5.根据权利要求4所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)上设置有取样孔，所述取样孔用于定时取出淋溶浸出液，并测量所述淋溶浸出液中放射性核素浓度。

6.根据权利要求5所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)还设置有液位计，所述液位计用于计算出淋溶浸出液体积。

7.根据权利要求6所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述溢流槽(6)设置有溢流槽开关，所述溢流槽开关用于控制所述铀尾矿渣浸出液收集槽(5)内的淋溶浸出液进入所述含水层(9)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述水平均匀布流装置(10)中填充有石英砂颗粒。

9.根据权利要求8所述的一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置，其特征在于，所述水平均匀布流装置(10)与所述含水层(9)相邻侧采用网状格栅板连通。

10.一种铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验方法，采用权利要求6所述铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置来实现，其特征在于，包括以下步骤：

S1、检查漏水：实验开始前检查所述铀尾矿渣-含水层耦合淋溶实验装置是否漏水；

S2、模拟降雨条件下的动态淋溶过程：打开所述第一蠕动泵(2)，通过所述模拟降雨装置(3)喷淋所述铀尾矿渣柱(4)，模拟降雨条件下的动态淋溶过程；

S3、模拟源项：在溢流槽开关关闭的状态下，通过所述取样孔取出淋溶浸出液，并测定所述淋溶浸出液中放射性核素浓度、以及所述淋溶浸出液体积；所述淋溶浸出液收集完毕后，定期打开所述溢流槽开关，使所述淋溶浸出液进入所述含水层(9)，模拟源项；

S4、稳定流场、开展污染物迁移实验：打开所述第二蠕动泵(11)，使所述含水层(9)饱和，待水体充满后，打开所述马氏瓶(8)，形成具有稳定水位的饱和带含水层流场；流场稳定后，打开所述尾液收集系统，开展污染物迁移实验；

S5、测量尾液中放射性核素浓度，获得放射性核素迁移情况：定期测量尾液收集系统收集的尾液中放射性核素浓度，获得放射性核素迁移情况；

S6、通过数值模拟获得迁移参数。