[发明专利]一种污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统及其试验方法

权利要求书

1.一种污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，包括试验主箱(1)、含水层渗流补给控制系统、包气带配水淋滤系统以及出水收集监测系统，其特征在于，所述试验主箱(1)由箱体(12)以及覆盖于箱体(12)上的配水盖(11)组成，所述箱体(12)的一侧侧壁下方沿水平方向均布多个补给口(13)，所述补给口(13)对侧的箱体(12)侧壁上沿竖直方向均布多个出水管；所述含水层渗流补给控制系统包括含水层渗流补给控制箱(2)，所述含水层渗流补给控制箱(2)的上方设有进水管(21)，含水层渗流补给控制箱(2)的侧壁相应位置上设有溢流管(22)，含水层渗流补给控制箱(2)的下方设有补给管(23)，所述补给管(23)与补给口(13)相连，且补给管(23)上设有水阀；所述包气带配水淋滤系统包括依次相连的渗滤液储槽(3)、水泵(4)以及配水管(111)，所述配水管(111)与配水盖(11)相连；所述出水收集监测系统与箱体(12)侧壁上的出水管相连，所述出水管上设有水阀。

2.如权利要求1所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，其特征在于：所述试验主箱(1)的规格为80cm×40cm×70cm、材质为1.5cm厚的透明有机玻璃。

3.如权利要求2所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，其特征在于：所述出水管包括从下到上的下出水管(14)、中出水管(15)以及上出水管(16)三个出水管，所述下出水管(14)、中出水管(15)以及上出水管(16)分别距离箱底5cm、20cm、30cm。

4.如权利要求1所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，其特征在于：所述配水管(111)与水泵(4)设有六组，所述配水管(111)为外径6mm、内径4mm的空压管，所述空压管延伸至试验主箱(1)内的部分等距间隔设有直径为1mm的配水孔；所述水泵(4)为蠕动泵。

5.如权利要求1所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，其特征在于：所述出水收集监测系统为出水混合槽(5)。

6.如权利要求1所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统，其特征在于：所述配水盖(11)内部中空，所述配水管(111)延伸至配水盖(11)内部空腔，配水盖(11)的底部设有连通配水盖(11)内部空腔的配水孔(112)。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述的污染物在包气带中的截留释放试验三维模拟系统进行试验的方法，其特征在于，包括垃圾渗滤液淋滤及蒸馏水反淋洗两个过程，具体为：

(1)渗滤液淋滤试验

1)流场调试

在试验箱体(1)内填入含水层模拟介质，其中的含水层模拟介质由下至上依次为：底部衬层、模拟含水层介质，进行地下水流场水平渗流的调试，模拟一定梯度条件下的地下水渗流场情况，且保证水头自由高度接近但低于模拟含水层介质顶面；

2)包气带模拟介质测试及装填

分别在含水层模拟介质上方填入包气带介质，并对包气带介质进行抽样，进行孔隙度、粒径、级配筛分及骨架密度进行测定；

3)垃圾渗滤液污染源测定

测定渗滤液的污染因子浓度；

流场调试及渗滤液污染因子浓度测定完毕后，使用水泵抽取渗滤液淋滤于包气带顶面；同时记录出水水质及时间，待指示剂保守离子在出水水质中达到稳定后，则视为包气带对污染物截留达到饱和；

(2)蒸馏水反淋洗试验

前述试验平衡后停止渗滤液淋滤，保持试验主箱体进水端与出水端持续稳定渗流，检测出水水质，待出水水质基本稳定后，将淋滤动力装置的溶剂更换为蒸馏水进行持续淋洗；同时记录排水水质变化情况及时间，待单位截留量最大的COD在出水水质中达到稳定后，则视为模型反淋洗达到平衡。

8.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述含水层模拟介质中的底部衬层采用粒径2～3cm砾石装填而成，所述模拟含水层介质为40目粒径的石英砂，所述包气带模拟介质为研究区采集的原岩土样。