一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置论文和设计-田旭

全文摘要

本实用新型涉及一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，主要由计算机、污染溶质浓度传感器、钢化玻璃箱体、压力表、液压杆、流量计、喷嘴、防护罩、密封板、多孔隔板、高清照相机、泵、储液罐组成。钢化玻璃箱体外部装有高清照相机，渗流介质内部装有污染溶质浓度传感器，高清照相机和污染溶质浓度传感器连接至计算机，玻璃防护罩内的密封隔板上装有压力表、液压杆、喷嘴、流量计，液压杆可带动密封隔板对钢化玻璃箱体内部渗流介质加压。本实用新型可模拟地下水在不同的介质如土壤、砂砾等中的流动状况以观测污染溶质的运移情况，并且耦合了不同压力、埋深条件，有利于准确评价污染溶质在地下的运移情况，优化处理方案以提高经济效益。

主设计要求

1.一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，主要由计算机（1）、污染溶质浓度传感器（2、3、4）、钢化玻璃箱体（5）、压力表（6）、液压杆（7）、防护罩（8）、流量计（9）、密封隔板（10）、喷嘴（11）、多孔隔板（12、13）、高清照相机（14、15、18）、泵（16）、储液罐（17）组成；其特征在于：所述的储液罐（17）中的污染液由泵（16）经管道和流量计（9）进入喷嘴（11）流入钢化玻璃箱体（5）中的介质中，密封隔板（10）上装有压力表（6）、液压杆（7）、流量计（9），钢化玻璃箱体（5）外部装有高清照相机（14、15、18），液压杆（7）可带动密封隔板（10）对钢化玻璃箱体（5）中介质进行压实，结合压力表（6）可达到所需的压实效果以模拟不同埋深的上覆地层压力，渗流介质内装有污染溶质浓度传感器（2、3、4）连接到计算机（1），根据高清照相机（14、15、18）获得的渗流介质在不同压力下的变形特征照片和污染溶质浓度传感器（2、3、4）数据导入计算机（1）进行处理分析可得到介质变形和污染溶质运移及分布情况。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，其特征是：多孔隔板（12、13）可固定在钢化玻璃箱体（5）内实现对不同渗流介质的分级压实。

3.根据权利要求1所述的一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，其特征是：防护罩（8）中的液压杆（7）可带动密封隔板（10）对钢化玻璃箱体（5）中介质进行压实，模拟不同埋深的渗流介质空间的变形以及污染溶质在其中的运移情况。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水资源和水环境工程领域，尤其涉及一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置。

背景技术

地下水污染具有难发现、难治理的特点，其形成的危害大多具有长期性、复杂性、治理难度大、成本高。对地下水及污染溶质的运移规律的研究是环境地质工程领域面临的巨大挑战，确定地下水中污染的运移情况对环境保护、人类健康具有重要意义。在污染液进入地下水后可发生间歇性渗入、连续性渗入、越流、径流等，扩散方式多样，且在不同的地层介质条件下，地下水和污染溶质的运移方式又有所不同，要实现地下水的保护就必须比较准确的知道地下水和污染溶质的运移情况，因此，需要一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，以便模拟地下水在不同的介质如土壤、砂砾等中的流动状况以及观测污染溶质的运移情况，以此来明晰地下水及污染溶质的运移规律，为更合理的施工方案提供参数，提高经济效益。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，耦合了地下水流动介质的变形、不同流动介质组合，可更好地模拟地下水在不同介质埋深、变形以及不同组合下的流动及污染溶质运移情况，有利于准确评价污染溶质在地下的运移情况，优化处理方案以提高经济效益。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置，主要由计算机、污染溶质浓度传感器、钢化玻璃箱体、压力表、液压杆、流量计、喷嘴、防护罩、密封板、多孔隔板、高清照相机、泵、储液罐组成。其中：污染液在储液罐中由泵经管道及流量计输送到喷嘴，喷嘴安装在密封板上，污染溶液经喷嘴流入渗流介质内，液压杆和压力表也安装在防护罩的密封板上，由液压杆可调节密封板对箱体内部介质的压力，其大小可由压力表实时显示，防护罩内包括液压杆、密封板、压力表、流量计，箱体为透明钢化玻璃材质其外侧装有高清照相机，钢化玻璃箱体内部的渗流介质装有污染溶质传感器，污染介质传感器和高清照相机连接至计算机，以探测污染液中污染溶质的分布情况和渗流溶质的形变情况，两个多孔隔板位于钢化玻璃箱体内部用来分隔不同的渗流介质以模拟不同地层中地下水和污染溶质的运移情况。

本实用新型的有益效果是可模拟不同埋深和不同组合介质中地下水和污染溶质的运移情况以及不同上覆地层压力下的渗流介质的形变特征，便于对地下污染溶质运移研究，有利于优化施工方案，对环境保护和提升经济效益具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图1中：1、计算机，2、3、4污染溶质浓度传感器，5、钢化玻璃箱体，6、压力表，7、液压杆，8、防护罩，9、流量计，10、密封隔板，11、喷嘴，12、13多孔隔板，14、15、18高清照相机，16、泵，17、储液罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示的本实用新型一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置由1、计算机，2、3、4污染溶质浓度传感器，5、钢化钢化玻璃箱体，6、压力表，7、液压杆，8、防护罩，9、流量计，10、密封隔板，11、喷嘴，12、13多孔隔板，14、15、18高清照相机，16、泵，17、储液罐构成。先将一种渗流介质（土壤、砂砾等）放入钢化钢化玻璃箱体5内，盖上防护罩8由液压杆7带动密封隔板10对钢化玻璃箱体5内渗流介质压实，经压力表6显示得到所需的压力停止，后将多孔隔板12、13固定在钢化玻璃箱体5内，继续加入另一种渗流介质，由此可分隔不同介质实现分级压实，待不同介质充满整个钢化玻璃箱体5后，开启泵16将储液罐17中的污染液经管道及流量计9由喷嘴11渗入钢化钢化玻璃箱体介质内，高清照相机14、15、18记录介质中污染液的渗流状态以及介质在不同压力下的形变特征并传输到计算机1进行处理，污染溶质浓度传感器2、3、4探测不同渗流介质中的污染物分布及浓度情况，根据渗流介质不同的压实程度和污染溶质的分布特征可较好的定量反应地下水和污染溶质在不同压力下的运移情况，有利于优化环保施工方案，提高经济效益。

设计图

一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置论文和设计

一种可视化地下水流动和污染溶质运移模拟实验装置论文和设计-田旭

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主设计要求

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