[实用新型]一种管道沉积物模拟实验装置及实验系统

说明书

本实用新型公开了一种管道沉积物模拟实验装置及实验系统，所述实验装置包括循环水箱组件、水槽组件和管道组件，可用于沉积物仿真培养和沉积物抗冲刷性试验。该系统在上述管道沉积物模拟实验装置的基础上增加水槽组件和管道组件的数量，可同时进行多种不同沉积物或不同流速的对比试验，提高试验效率。本实用新型还公开了一种管道沉积物模拟实验装置，该装置包括水槽组件、管道组件和内循环水泵，可用于沉积物氧气吸收试验和厌氧条件下沉积物抗冲刷试验等，是一种广泛适用于多种管道沉积物模拟试验的实验装置。

技术领域

本实用新型涉及水环境修复技术领域，特别是涉及一种管道沉积物模拟实验装置、实验系统及实验方法。

背景技术

沉积物的抗冲刷性，俗称侵蚀输移特性。其研究起源于海洋学者对潮滩和入海口的沉积淤泥稳走性的研究。

沉积物抗冲刷性的定量研究有几种不同的方法。

最常见的管道冲刷实验，即采用一段管道(圆形或者矩形截面)，将沉积物铺设其中，采用阶梯式增加冲刷水量(水力剪切力)的方式，观察并计算沉积物被冲刷泛起的颗粒物的量。根据现有的水力学公式，计算特定流速下水流产生的剪切力的大小，并定义沉积物的冲蚀率，得出沉积物发生相应冲刷所需的水流剪切力的大小，从而评价沉积物的抗冲刷性，为沉积物的冲蚀输移理论奠定了基础。

另一种方法是在一个底部是沉积物。上部有水存在的装置里，采用搅拌上覆水的方式来提供水流剪切力，依据公式计算出不同的搅拌转速下的水力剪切力，用上覆水中的浊度变化表示底部沉积物的侵蚀率，以此来评价沉积物的稳定性。此外，环形水槽，黏结力仪等也被用于测定沉积物的抗冲刷性。

与无机砂砾不同的是，天然沉积物包括潮滩淤泥，河口泥沙、河道底泥、管道沉积物等具有生化活性，表现出黏结性和内聚力。因此被称为黏性沉积物。其抗冲刷性研究是与水有关的工程学和相关工程项目的基础，特别是河坡、河堤的稳定性，海岸沉积物的移动，盐沼的稳定性，桥墩周围的冲刷，航海以及水质等。检测海洋环境的短期和长期侵蚀率和沉积率的预测对海岸工程至关重要。

目前，市政污水及雨水管道抗冲刷性研究较为薄弱。多数研究者们通过合成或现场采集沉积物，其在特定的环境下培养一段时间，再对其进行抗冲刷性的研究。控制的环境因素包括培养时间，用来模拟前期晴天数长短及固结作用的影响。温度是一个重要的环境变量，影响沉积物中生物活动的主要因素；氧气是影响生物活动的另一个重要条件，氧气合量的高低将直接导致沉积物中微生物的群落结构及多样性的改变，进而影响物质转化速率水力条件。通过改变作用于沉积物的水流剪切力，模拟实际管道环境，探究沉积物的稳定性变化。

实验过程包括前期的沉积期和后续的冲刷期。在沉积期过程中，随着培养时间的延长，高有机含量沉积物的特性(由于生物生长)和结构(由于颗粒间发生黏结)会不断变化，进而导致沉积物抗侵蚀性的改变。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种管道沉积物模拟实验装置，该装置包括循环水箱组件、水槽组件和管道组件，可用于沉积物仿真培养和沉积物抗冲刷性试验。

本实用新型的另一个目的是，提供一种管道沉积物模拟实验系统，该系统在上述管道沉积物模拟实验装置的基础上增加水槽组件和管道组件的数量，可同时进行多种不同沉积物或不同流速的对比试验，提高试验效率。

本实用新型的另一个目的是，提供一种管道沉积物模拟实验装置，该装置包括水槽组件、管道组件和内循环水泵，可用于沉积物氧气吸收试验和厌氧条件下沉积物抗冲刷试验等，是一种广泛适用于多种管道沉积物模拟试验的实验装置。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种管道沉积物模拟实验装置，包括水槽、通过角度调节机构设置在所述水槽上方的管道反应器和循环水箱组件，其中：