地下水系统与污染修复模拟设备

地下水系统与污染修复模拟设备

一.实验目的
1.利用地下水污染模拟槽开展地下水污染、地下水监测、地下水修复等实验，进行地下水污染与修复的数值模拟，进一步强化学生对地下水污染与防治课程的基本概念、基本原理、基本方法与基本技术的理解，培养学生的动手能力、观测能力、综合能力、应用能力以及数据处理和分析能力。
2.学习探讨地下污染物的迁移与修复、含水层非均质性对溶质迁移的影响、污染物的吸附、生物降解及自然衰减过程。
二.技术指标
1.工作电压：单相交流220V±10% 50Hz；
2.地下水系统与污染修复模拟设备装置外形尺寸：2800mm×1000mm×1350mm。
三.主要配置及参数
1.槽体
①为了保证地下水及污染物在槽中的迁移呈三维或准三维状态，槽体的长×宽×高=2300mm×800mm×800mm。
②模拟槽框架采用50mm×50mm 的不锈钢方管构建，起支撑作用；模拟槽侧板为12mm厚的有机玻璃板，起支撑和可视作用。
③槽头与槽身，槽尾与槽身间用带孔有机玻璃隔挡。
④在槽头和槽尾各有一个可垂直升降的进水箱、出水箱，采用直流推杆电机2套（工作行程350mm、工作电压DC24V、大推力150N、速度65mm/s），控制模拟槽中地下水模拟液的流动和进出。
2.填充介质
①含水层：主要用河砂填筑，砂粒选中粗砂，渗透系数为25m/d，保证该区段地下水为潜水；
②隔水层：主要用粘土填筑，渗透系数为0.011 m/d，保证该区段地下水为承压水；此外，槽底铺设一定厚度的粘土层，起防渗作用；
③透镜体：主要用砾石构筑。
④地下水：自来水或地下水人工模拟液。
为了便于分析污染物在槽体中迁移所经历的水岩相互作用，对槽体中的河砂、粘土、砾石进行了岩矿和化学组成分析；对进入槽体的自来水或地下水人工模拟液进行化学组成的全分析。
3.辅助系统
①污染源发生系统
不同类型（惰性、活性、染色剂等）的污染物可通过如下三种方式进入模拟槽含水层中：一是通过不同深度的1号和2号监测孔投放，模拟点源情况；二是通过裸露的河砂区面状入渗，模拟面源情况；三是通过槽头的进水箱释放，模拟径流型污染情况。三种方式均可采用瞬时或连续方式释放污染物。
②监测系统
在模拟槽的地下水补给区、径流区和排泄区布设了8个不同深度的监测孔（PVC管）。并在8个监测孔中配有8个污染物在线监测仪表，能实时在线监测污染物的扩散情况。并通过配套的7寸彩色人机界面上直接进行信号采集，实时显示水温、污染物监测值等、自动记录，人机界面清晰透明，全程动画模拟真实工作过程，触摸式操作界面由主界面、工艺流程操作界面、实时数据报表界面、历史数据报表界面、历史曲线界面、报警界面和硬件测试界面共同构成，界面之间可以自由切换。并带有232/USB通讯接口。数据可自动形成标准文档通过U盘下载保存。
③污染修复系统
在槽尾设置了一个墙体，侧板为带有滤水孔的有机玻璃板，墙体中可填充铁粉、活性碳等。用其可模拟渗透性反应墙（PRB）技术。
4.可移动式槽钢支架（万向轮及禁锢脚）。