[发明专利]一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置

说明书

本发明公开了一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置，箱体底部向内凹陷形成凹陷部，凹陷部底部设有通孔；轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部通孔延伸至箱体内部；圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘；空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接；第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；进水装置包括进水管和水泵，排水装置包括排水管。本发明装置的介质空隙空间的变化具有周期性，是已知的并主动变化的，该装置可有效地观测空隙空间变化过程中的污染物运移情况。

技术领域

本发明涉及地下水探测实验装置，具体涉及一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置。

背景技术

地下水赋存于地下介质的空隙空间中，当污染物侵入地下水时，其运移路径主要发生在地下介质的空隙空间中，因此，地下介质的空隙空间对污染物运移具有重要影响。然而，地下介质空隙空间大小、形状并不是一成不变的，当地下含水层受到外力干扰时，地下介质的空隙空间的大小、形状会发生改变，比如，地下水水位下降导致的粘土承压含水层在释水过程中，由于有效孔隙应力的变化，使粘土承压含水层的空隙空间发生变化，这种变化将会影响侵入地下水的污染物运移过程。尽管这一问题被广泛地关注，但是如何在实验室内研究、观测在地下介质空隙空间变化过程中的污染物运移规律依然没有被有效的解决。目前，国内外针对空隙空间变化过程中的污染物运移规律研究主要是被动改变空隙空间大小，或者是利用外力诱发地下介质空隙空间发生变化后，再观测污染物运移规律，并不能在空隙空间变化过程中，有效地观测污染物运移过程。

发明内容

发明目的：本发明提供一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，用于观测空隙空间变化过程中的污染物运移情况。

技术方案：本发明公开了一种监测变空隙空间污染物运移规律的实验装置，包括箱体、轴转动控制机构、圆盘组、进水装置、排水装置，箱体底部向内凹陷，在箱体底部形成凹陷部，在箱体内部周边形成环形凹槽；凹陷部的凹陷深度小于箱体高度，凹陷部底部设有通孔；轴转动控制机构包括空心转轴、电机和轴承，空心转轴第一端通过轴承与电机连接，第二端穿过箱体凹陷部底部延伸至箱体内部，空心转轴可相对箱体转动；圆盘组包括在周向和径向上形态具有周期性的第一圆盘和第二圆盘，第一盘在径向对称设有耳部，用于将第一圆盘固定架设于箱体口部边缘；空心转轴穿过第二圆盘中心与第二圆盘固定连接，用于支撑第二圆盘并带动第二圆盘周向转动；第一圆盘与第二圆盘之间形成空隙空间；进水装置包括进水管和水泵，进水管第一端与水泵连接，第二端穿过空心转轴延伸至第一圆盘和第二圆盘之间的空隙空间；排水装置包括排水管。

进一步地，凹陷部底部的通孔边缘设有活动密封件，空心转轴与第二圆盘的连接处设有固定密封件。活动密封件用于将空心转轴与凹陷部底部连接存在的缝隙进行密封，同时不影响空心转轴的转动。

进一步地，实验装置还包括安装于箱体凹陷部侧壁的辅助照明装置。辅助照明装置的设置可以优化试验过程中的光线环境，能够更清晰的观察到空间污染物的运移过程。

进一步地，实验装置还包括图像采集装置，箱体外部边缘向上设有支撑架，图像采集装置可拆卸地安装在支撑架上。在整个实验过程中，图像采集装置相对圆盘组的位置固定，能够稳定观察空间污染物的运移。

进一步地，第二圆盘与凹陷部内底面不接触。第二圆盘和凹陷部留有一定的距离可以减小第二转盘转动过程中的摩擦，更顺利地实现空隙空间的周期变化。

进一步地，第一圆盘与第二圆盘相对面的尺寸相同，材质均采用透明有机玻璃。采用透明有机玻璃，一方面良好的透明性有助于图像采集装置在实验过程中更清晰地进行实验观察，另一方面有机玻璃比普通玻璃强度大，不易碎裂。

进一步地，凹槽底面采用透明材料，有助于辅助照明装置的光线穿过。