植被過濾帶凈化模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種植被過濾帶凈化模擬裝置，屬于環(huán)境科學(xué)研究設(shè)備領(lǐng)域。所述植被過濾帶凈化模擬裝置包括：內(nèi)部填塞有土體的土槽，所述土槽的首端設(shè)置有調(diào)節(jié)水池；用于控制所述土槽內(nèi)液體指標的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備通過一液體連通器與所述調(diào)節(jié)水池相連通；用于調(diào)節(jié)所述土槽內(nèi)土體的坡度的調(diào)節(jié)設(shè)備。通過本實用新型的技術(shù)方案，能夠模擬外界環(huán)境改變條件下植被過濾帶凈化效果的變化規(guī)律，解決植被過濾帶去除機制研究可控性差的問題。
【專利說明】植被過濾帶凈化模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及環(huán)境科學(xué)研究設(shè)備領(lǐng)域，特別是指一種植被過濾帶凈化模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著水環(huán)境問題突出以及點源污染治理水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)非點源污染問題日益引起人們的關(guān)注和重視。植被過濾帶(vegetative filter strip,VFS)是控制非點源污染的“最佳管理措施”(best management practices, BMPs)之一,美歐等國家開展了廣泛的研究。而植被過濾帶的過濾效果是研究者和實施者最為關(guān)心的問題之一，更好地了解過濾帶去除污染物的動態(tài)機制是全面理解污染物去除過程、正確預(yù)測去除效果的一個重要前提。
[0003]然而由于植被過濾帶去除污染物的機理及其復(fù)雜，過濾效果受到氣候、植被類型、土壤理化性質(zhì)(如土壤pH值、含水率、容重、營養(yǎng)元素含量等)、水流條件等多種因素的影響；其中過濾帶水流條件對其污染物去除效果的影響最為顯著，水流條件直接影響污染物在過濾帶中的水利停留時間，即污染物與過濾帶系統(tǒng)的作用時間。因此水流條件、植被、土壤等特征指標的改變，導(dǎo)致過濾帶去除污染物機制極其復(fù)雜。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種植被過濾帶凈化模擬裝置，能夠模擬外界環(huán)境改變條件下植被過濾帶凈化效果的變化規(guī)律，解決植被過濾帶去除機制研究可控性差的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施例提供技術(shù)方案如下:
[0006]一方面，提供一種植被過濾帶凈化模擬裝置，包括:
[0007]內(nèi)部填塞有土體的土槽，所述土槽的首端設(shè)置有調(diào)節(jié)水池；
[0008]用于控制所述土槽內(nèi)液體指標的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備通過一液體連通器與所述調(diào)節(jié)水池相連通；
[0009]用于調(diào)節(jié)所述土槽內(nèi)土體的坡度的調(diào)節(jié)設(shè)備。
[0010]進一步地，上述方案中，所述裝置還包括:
[0011]支撐所述土槽的土槽支架；
[0012]支撐所述控制設(shè)備的控制設(shè)備支架。
[0013]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:多個用于采集水樣、設(shè)置在所述土槽中部的采集孔。
[0014]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:設(shè)置在所述土槽底端或末端的排水管。
[0015]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:設(shè)置在土體的底部與所述排水管之間的過濾設(shè)備。
[0016]進一步地，上述方案中，所述過濾設(shè)備由紗網(wǎng)和紗布組成。[0017]進一步地，上述方案中，所述控制設(shè)備為配水箱。
[0018]進一步地，上述方案中，所述配水箱為采用PVC制成。
[0019]進一步地，上述方案中，所述配水箱的體積為2-4小時流出液體的體積。
[0020]本實用新型的實施例具有以下有益效果:
[0021]上述方案中，通過植被過濾帶凈化模擬裝置可以改變土槽的進水流量、水質(zhì)、植被以及土壤物理特性等相關(guān)指標，通過檢測進出水水質(zhì)及土槽內(nèi)土體的化學(xué)指標變化情況，可以達到多角度多因素交叉組合分析多影響因素對植被過濾帶凈化的影響情況，進而探索影響植被過濾帶凈化效果的主要影響因素及其控制因子，為植被過濾帶去除機制研究的順利進行提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1為本實用新型實施例植被過濾帶凈化模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標記
[0025]100 土槽200控制設(shè)備300調(diào)節(jié)設(shè)備
[0026]101排水管102調(diào)節(jié)水池103過濾設(shè)備
[0027]105采集孔
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型的實施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0029]本實用新型的實施例針對現(xiàn)有技術(shù)中植被過濾帶去除機制研究可控性差的問題，提供一種植被過濾帶凈化模擬裝置，能夠模擬外界環(huán)境改變條件下植被過濾帶凈化效果的變化規(guī)律，解決植被過濾帶去除機制研究可控性差的問題。
[0030]本實用新型的實施例提供了一種植被過濾帶凈化模擬裝置，包括:
[0031]內(nèi)部填塞有土體的土槽，所述土槽的首端設(shè)置有調(diào)節(jié)水池；
[0032]用于控制所述土槽內(nèi)液體指標的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備通過一液體連通器與所述調(diào)節(jié)水池相連通；
[0033]用于調(diào)節(jié)所述土槽內(nèi)土體的坡度的調(diào)節(jié)設(shè)備。
[0034]進一步地，上述方案中，所述裝置還包括:
[0035]支撐所述土槽的土槽支架；
[0036]支撐所述控制設(shè)備的控制設(shè)備支架。
[0037]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:多個用于采集水樣、設(shè)置在所述土槽中部的采集孔。
[0038]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:設(shè)置在所述土槽底端或末端的排水管。
[0039]進一步地，上述方案中，所述土槽包括:設(shè)置在土體的底部與所述排水管之間的過濾設(shè)備。[0040]進一步地，上述方案中，所述過濾設(shè)備由紗網(wǎng)和紗布組成。
[0041]進一步地，上述方案中，所述控制設(shè)備為配水箱。
[0042]進一步地，上述方案中，所述配水箱為采用PVC制成。
[0043]進一步地，上述方案中，所述配水箱的體積為2-4小時流出液體的體積。
[0044]本實用新型的實施例具有以下有益效果:
[0045]上述方案中，通過植被過濾帶凈化模擬裝置可以改變土槽的進水流量、水質(zhì)、植被以及土壤物理特性等相關(guān)指標，通過檢測進出水水質(zhì)及土槽內(nèi)土體的化學(xué)指標變化情況，可以達到多角度多因素交叉組合分析多影響因素對植被過濾帶凈化的影響情況，進而探索影響植被過濾帶凈化效果的主要影響因素及其控制因子，為植被過濾帶去除機制研究的順利進行提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[0046]下面結(jié)合附圖對本實用新型的植被過濾帶凈化模擬裝置進行詳細介紹:
[0047]參見圖1所示，本實用新型的植被過濾帶凈化模擬裝置包括內(nèi)部填塞有土體的土槽100 ;用于控制土槽內(nèi)液體指標的控制設(shè)備200，控制設(shè)備200通過一液體連通器與土槽100內(nèi)調(diào)節(jié)水池相連通；用于調(diào)節(jié)土槽內(nèi)土體坡度的調(diào)節(jié)設(shè)備；以及土槽支架和控制設(shè)備支架。
[0048]其中，控制設(shè)備200控制土槽100內(nèi)的進水流量，從而保持過濾帶水流速度在同一試驗周期內(nèi)保持一致，為試驗可控性提供基礎(chǔ)條件；另一方面根據(jù)需要配置控制設(shè)備200內(nèi)的污染物濃度，從而分析不同進水濃度對植被過濾帶凈化效果的影響。
[0049]具體地，土槽100內(nèi)的土體可以分為兩種:非擾動的原狀土和填裝土。原狀土較好的代表了研究對象的原土壤結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)。填裝土可以是經(jīng)過篩分的一種土壤，也可以是按一定比例混合的幾種土壤，填裝土雖然不能保持原土壤結(jié)構(gòu)，但是可用于一定目的的專門研究，可控性強。例如，通過改變土壤各種參數(shù)(土壤粒徑，土壤水的pH值，或土壤養(yǎng)分含量等)，來研究土壤對不同研究內(nèi)容的影響情況。
[0050]本實施例中可以采用原狀土放置在土槽中。若土槽100內(nèi)的土體為原狀土，填裝土體時，應(yīng)分層填裝，每層適當(dāng)停留一定時間再進行上層土回填，以滿足原狀土的要求。
[0051]優(yōu)選地，土槽100包括多個用于采集水樣的采集孔105，采集孔105均設(shè)置在土槽100的中部。通過設(shè)置在土槽100中部的采集孔105可以進行水體樣品的采集，能夠用于土壤水分營養(yǎng)物質(zhì)的含量分析，從而比較不同水流條件和進水濃度對植被過濾帶凈化的影響情況。
[0052]進一步地，土槽100還包括排水管101，排水管101設(shè)置在土槽100底端和末端的任一側(cè)。排水管101可以用于調(diào)節(jié)土槽100內(nèi)的水文條件，滿足不同的試驗需求。
[0053]進一步地，土槽100還包括過濾設(shè)備，該過濾設(shè)備103設(shè)置在土體的底部與排水管101之間。過濾設(shè)備103可以由紗網(wǎng)和紗布組成，能夠調(diào)節(jié)土槽100內(nèi)的水文條件，過濾設(shè)備103要求有良好的過水性能，又能防止顆粒物的滲漏。
[0054]優(yōu)選地，控制設(shè)備200為配水箱。配水箱的主要材質(zhì)可以為PVC (聚氯乙烯)，控制設(shè)備200 —方面用于控制土槽100內(nèi)水流條件，從而保證過濾帶水流速度在同一試驗周期內(nèi)保持一致；另一方面通過改變配水箱內(nèi)溶液(根據(jù)試驗內(nèi)容自行調(diào)配)中不同污染物含量，可以滿足不同的試驗要求。
[0055]配水箱的大小根據(jù)不同試驗要求、土槽的大小及流速自行設(shè)計，由于部分試驗要求配水箱內(nèi)液體為營養(yǎng)液，因此配水箱的大小應(yīng)考慮到配水箱內(nèi)液體的添加時間及液體保存時間，可以根據(jù)試驗設(shè)定的流速，計算2-4小時流出液體體積作為配水箱的額定體積。
[0056]按照不同試驗事先計劃好的要求配好營養(yǎng)液濃度好，將營養(yǎng)液添加到配水箱內(nèi)，為保證營養(yǎng)液質(zhì)量，并考慮到試驗的可操作性，控制配水箱內(nèi)營養(yǎng)液體積滿足4小時試驗以內(nèi)即可，考慮到配水箱內(nèi)液體的蒸發(fā)等因素的影響，配水箱應(yīng)加蓋。
[0057]由于植被過濾帶凈化模擬裝置涉及的環(huán)境影響因素較多(流速、植被、土壤、含水量及有機質(zhì)含量等)，排列組合方式非常復(fù)雜，試驗的設(shè)計需要在野外數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ)上進行設(shè)計，以植被過濾帶水力停留時間為例，如900秒，可以設(shè)置不同的水流速度。如果考慮更多因素將更加復(fù)雜。通過本實用新型的植被過濾帶凈化模擬裝置可以改變土槽的進水流量、水質(zhì)、植被以及土壤物理特性等相關(guān)指標，通過檢測進出水水質(zhì)及土槽內(nèi)土體的化學(xué)指標變化情況，可以達到多角度多因素交叉組合分析多影響因素對植被過濾帶凈化的影響情況，進而探索影響植被過濾帶凈化效果的主要影響因素及其控制因子，為植被過濾帶去除機制研究的順利進行提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[0058]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，包括: 內(nèi)部填塞有土體的土槽，所述土槽的首端設(shè)置有調(diào)節(jié)水池； 用于控制所述土槽內(nèi)液體指標的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備通過一液體連通器與所述調(diào)節(jié)水池相連通； 用于調(diào)節(jié)所述土槽內(nèi)土體的坡度的調(diào)節(jié)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 支撐所述土槽的土槽支架； 支撐所述控制設(shè)備的控制設(shè)備支架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述土槽包括:多個用于采集水樣、設(shè)置在所述土槽中部的采集孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述土槽包括:設(shè)置在所述土槽底端或末端的排水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述土槽包括:設(shè)置在土體的底部與所述排水管之間的過濾設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述過濾設(shè)備由紗網(wǎng)和紗布組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備為配水箱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述配水箱為采用PVC制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植被過濾帶凈化模擬裝置，其特征在于，所述配水箱的體積為2-4小時流出液體的體積。
【文檔編號】G09B25/00GK203444688SQ201320452523
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】吳佳鵬, 周懷東, 程東升, 王世巖, 毛戰(zhàn)坡, 王亮, 劉暢, 楊素珍, 杜彥良, 鄒曉雯, 霍煒潔 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院