[发明专利]初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置及方法

摘要

本发明公开了一种初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置及方法，能测定初期雨水在不同降雨在土体中的下渗情况，通过采集不同高度土层中的土壤样品和余液样品可以研究污染物在土体内的积累情况，从而探究初期雨水污染物在土壤中的时空分布规律。该装置由透明的填土圆柱筒、开孔金属网、不锈钢承重支架和余液收集桶四部分组成，能完成初期降雨模拟、雨水下渗、各土层高度样品采集和余液回收等一系列试验流程。该技术能为监测初期雨水污染物在土体中分布情况提供一种有效方案，具有重要的理论创新价值及工程意义，为海绵城市的发展提供理论和技术指导。 1

主权项

1.初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置，其特征在于，包括一个承重支架，在所述的承重支架的顶部一个金属网，在金属网的上部设有一个与其配合安装在填土圆柱筒。

2.如权利要求1所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置，其特征在于，所述的填土圆柱筒由多段小圆柱筒拼接而成。

3.如权利要求2所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置，其特征在于，每段小圆柱筒的顶部设有凹槽，底部设有凸起，相连的小圆柱筒之间通过凸起和凹槽相互配合。

4.如权利要求2所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置，其特征在于，所述的填土圆柱筒由透明的亚克力有机玻璃制成。

5.如权利要求2所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置，其特征在于，在所述的填土圆柱筒的侧向设有侧向固定装置。

6.利用权利要求1‑5任一所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置进行模拟的方法，其特征在于，如下：

(1)土体上部初期雨水水头高度的确定；

(2)污染物种类及浓度的确定；

(3)试验准备

选取海绵体中的土样进行模型填筑，取土样时应同时测定不同土层高度处的土壤类型和压实度，保证填筑的土体模型能尽可能还原土体的分层状况和压实度；将取好的土样填筑在所述的圆柱筒中并压实，拼接方式安装试验装置；根据当地的污染物的种类及含量，配置含有污染物的合成雨水进行试验；

(4)模拟降雨过程

初期降雨每个阶段的降雨时间和降雨量应参考相关文献，在模拟降雨的过程中，需将配置好的合成雨水分时段倒入土体模型顶端，在每个时段末观测并记录雨水的下渗最大高度，采集不同土层高度的土体样品并从余液收集桶采集余液样本，测定各样品中污染物的浓度；

(5)土壤渗出液的收集

在每次降雨的时段末，拆分所述的圆柱筒进行取样，取样间隔为10‑12cm；取样时，刮取一定量的土样，并装入事先预备好的袋中，标记好土层高度并尽快进行污染物的检测；

(6)土体中污染物含量的测定

将收集到的土体样本浸入蒸馏水中取土体的浸出液，并把各层土体的浸出液分为若干组，通过化学试剂检测方法测定浸出液中各类污染物的含量；记录不同土层高度中各各污染物的含量，分析污染物的时空分布规律。

7.利用权利要求6所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置进行模拟的方法，其特征在于，步骤1中土体上部初期雨水水头高度的具体确定方法是：

取降雨量最大区域的最大月降水量或者日降水量数值作为最终的降雨量；将整个区域所占的面积除以海绵体所占的面积可得一个增大系数，将此增大系数乘以降雨量即为土体上部初期雨水水头高度。

8.利用权利要求6所述的初期雨水污染物在土壤中的时空分布物理模拟装置进行模拟的方法，其特征在于，步骤(2)中污染物种类及浓度的确定方法是：

污染物种类可通过收集雨水进行化学检测或者查阅文献获取雨水中污染物的种类和含量，将各种污染物含量与土壤水质相关标准中规定的数值进行比较，选取含量超标的污染物类型作为研究对象开展实验。