專利名稱：一種模擬天然河道的實驗系統裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及模擬河道治理工程技術領域，具體涉及一種模擬天然河道的實驗系統裝置。
背景技術：
污染河流的治理備受關注，河流污染一方面破壞景觀環境，另一方面河流是湖泊等水體污染物質輸入的重要途徑。通過研究河流，不但對其本身的治理有幫助，更重要的是可為其他淡水水體污染的防治打下基礎。針對污染河流的治理，人們作出了很多努力并取得了一些研究成果，如中國專利申請201010228681. 9修復微污染水體的模擬河道生物反應裝置、中國專利200920067766 一種河道綜合治理修復系統等。不過目前的研究成果均為較小的模擬裝置，其放大效果尚有待進一步研究。河流在治理過程中受其本身條件的影響很大，比如其所處地域氣候條件、河流水體理化環境、營養鹽狀態、流量大小等。針對每條河流自身的特征，研發或者選擇相關技術， 是有必要的。而這些研發或選擇通常需要在前人研究的基礎之上通過實地考察和模擬研究才能得以開展。直接的河流治理工程項目投入非常大，為了避免不必要的風險損失，在全面的工程項目之前進行小試研究是具有其重要性和必要性的。在小試研究的過程中，所模擬的河流環境(如流量、營養鹽含量)要盡量能夠合乎其實際特征。這些工作尚有待相關領域的科研工作者們加以開展。

實用新型內容針對現有技術中存在的河流治理中需要考慮的實際問題，本實用新型的目的在于提供了一種模擬天然河道的實驗系統裝置，該目的通過以下技術方案來實現—種模擬天然河道的實驗系統裝置，包括在水位自動控制器開關、水位自動控制器上浮球和水位自動控制器下浮球控制下的水泵，高位蓄水池，多個獨立的模擬河道以及管路系統；所述的水泵將經過過濾頭過濾后的水抽吸推送至高位蓄水池，高位蓄水池向模擬河道供水。過濾頭可以去除河流水體中的大型渣滓，防止管道堵塞或者損毀水泵。所述的高位蓄水池自下而上以夯實土層、鋼筋混凝土層、磚砌基座為基座，四周修建磚砌水泥池壁。所述的高位蓄水池的內規格為長3m、寬3m、高2m ；所述的鋼筋混凝土層厚度為0. 05m、磚砌基座厚度為0. lm，磚砌水泥池壁的厚度不低于0. lm。所述的模擬河道為夯實的土質斜坡池壁，包含進水口均勻布水槽和出水口均勻布水槽，模擬河道的底部鋪設有河道沉積物。模擬河道18的規格為上底長5m、寬4m，下底長3m、寬 2m,深 Im ； 所述的進水口均勻布水槽和出水口均勻布水槽的內規格均為長4m、寬0. lm、高 0. lm，進水口均勻布水槽高于出水口均勻布水槽0. lm。模擬河道底部鋪設的河道沉積物可以為擬研究的任何水體沉積物，例如擬研究的河道沉積物、擬研究的湖泊沉積物等，鋪設厚度為 0. 1-0. 2m。所述的管路系統包括連通過濾頭、水泵和高位蓄水池的進水管路，與模擬河道的進水口均勻布水槽相通的布水管路，與模擬河道的出水口均勻布水槽相通的出水管路以及各管路交匯相接處的連通器。所述的進水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為63-110mm，管壁厚度2. 5_3mm ；所述的布水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為50-90mm，管壁厚度2. 5_3mm ；所述的出水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為50-90mm，管壁厚度2. 5_3mm。所述的水泵為自吸式電力水泵，其功率不低于1. 5kw，揚程不低于20m。所述的高位蓄水池設置于地平線之上，模擬河道設置于地平線之下。本實用新型的模擬河道數目可以根據用地以及擬開展的模擬研究規模情況靈活設計。本實用新型的優點和有益效果在于1、本實用新型裝置的結構特點使得相關技術研發工作便于對比開展。不同的模擬池可以通過調節水閘采用不同的流量以及采取不同的工程治理措施從而進行對比研究。2、本實用新型裝置的結構特點使得系統自動控制，減少了人力投入。調節好各水閘后，通過水位自動控制器控制水泵的開啟，保證系統的持續運行且節省人力。3、本實用新型裝置構建于待治理的河流旁邊，針對性強，水泵取水方便，模擬更真實，結果的放大性更好。4、本實用新型裝置還可用于模擬湖泊等相對靜止的水體。
圖1為本實用新型的結構示意圖。附圖標記說明如下1-過濾頭、2-水泵、3-水位自動控制器開關、4-水位自動控制器上浮球、5-導線、6-磚砌基座、7-鋼筋混凝土層、8-夯實土層、9-磚砌水泥池壁、10-水閘、11-河道沉積物、12-進水口均勻布水槽、13-出水口均勻布水槽、14-進水管路、15-布水管路、16-出水管路、17-高位蓄水池、18-模擬河道、19-地平線、20-連通器、21-水位自動控制器下浮球。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細介紹本實用新型裝置的組成結構以及工作過程。本實用新型的一種模擬天然河道的實驗系統裝置建在待治理的河道、湖泊岸邊， 針對當地的河流的實際狀況，有效運用于大規模河道工程或是湖泊工程的前期小試以及相關技術開發研究，能為污染水體修復工程的參數優化與穩定運行提供可靠的技術支持。實施例1 一種模擬天然河道的實驗系統裝置，如圖1所示，包括在水位自動控制器開關3、水位自動控制器上浮球4和水位自動控制器下浮球21控制下的水泵2，高位蓄水池17，多個獨立的模擬河道18以及管路系統；水泵2可將經過過濾頭1過濾后的水抽吸推送至高位蓄水池17，高位蓄水池17可向模擬河道18供水。過濾頭1的主要作用是去除河流水體中的大型渣滓、防止其堵塞管道或者損毀水泵。水泵2為自吸式電力水泵，功率不低于1.5kw， 揚程不低于20m。所述高位蓄水池17設置于地平線19之上，自下而上以夯實土層8、鋼筋混凝土層7、磚砌基座6為基座，四周修建磚砌水泥池壁9。高位蓄水池17的內規格為長 3m、寬3m、高2m ；鋼筋混凝土層7的厚度為0. 05m、磚砌基座6的厚度為0. lm，磚砌水泥池壁 9的厚度不低于0. lm。所述的模擬河道18為夯實的土質斜坡池壁，模擬河道18設置于地平線19之下，包含進水口均勻布水槽12和出水口均勻布水槽13，模擬河道18的底部鋪設有河道沉積物11。河道沉積物11可以為擬研究的任何水體沉積物，例如擬研究的河道沉積物、擬研究的湖泊沉積物等，鋪設厚度為0. 1-0. 2m。模擬河道18的上底長5m、寬4m，下底長3m、寬2m，深Im ；進水口均勻布水槽12和出水口均勻布水槽13的內規格均 為長4m、寬 0. lm、高0. Im ；進水口均勻布水槽12高于出水口均勻布水槽130. Im0所述的管路系統包括與過濾頭1、水泵2、高位蓄水池17相通的進水管路14 ；與各模擬河道18的進水口均勻布水槽12相通的布水管路15 ；與模擬河道18的出水口均勻布水槽13相通的出水管路16 ；各管路交匯相接處的連通器20。進水管路14的材質為硬質PVC，管外徑63mm-110mm，管壁厚度2. 5-3mm ；布水管路15的材質為硬質PVC，管外徑50mm-90mm，管壁厚度2. 5_3mm ；出水管路16的材質為硬質PVC，管外徑50mm-90mm，管壁厚度2. 5_3mm。本實用新型裝置的工作過程如下河流水體(試驗用水)經過濾頭1過濾后，經由水泵2抽吸和推送灌注入高位蓄水池17。水位到達水位自動控制器上浮球4時，水位自動控制器開關3斷開，水泵2停止工作；水位下降至水位自動控制器下浮球21時，水位自動控制器開關3閉合，水泵2開始工作。高位蓄水池17將試驗用水經布水管路15以及在水間10的控制下布水給各進水口均勻布水槽12，流向模擬河道18，最后溢出各出水口均勻布水槽13，經由出水管路16排出系統。試驗過程中要保證水泵2在運轉狀態下單位時間內向高位蓄水池17輸送的水量大于高位蓄水池17向各模擬河道18的總布水量。實際案例2009于太涌運河涌湖入河口段建立了一本實用新型的模擬天然河道的實驗系統裝置，包括天然河道試驗系統裝置的所有結構，其中共設立模擬河道6條。該系統用于“人工漂浮濕地對入湖河流原位凈化模擬研究”以及“沉水植物對河道沉積物改善作用模擬研究”，作為太涌運河污染物生物攔截與強化凈化示范工程的技術支撐。河道沉積物在本案例中采自涌湖河口湖蕩區域。實施中共模擬了太涌運河春夏秋冬四個季節、水體交換時間 14. 8h、29. 6h、59. 2h情況下人工漂浮濕地對太涌運河水質凈化、沉水植物苦草以及馬來眼子菜對沉積物改善作用的研究。研究中設立了空白模擬河道以及相應措施處理河道，對比研究效果良好。所取得的成果均在相應的示范工程中得到了運用。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
權利要求1.一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于包括在水位自動控制器開關、水位自動控制器上浮球和水位自動控制器下浮球控制下的水泵，高位蓄水池，多個獨立的模擬河道以及管路系統；所述的水泵將經過過濾頭過濾后的水抽吸推送至高位蓄水池，高位蓄水池向模擬河道供水；所述的高位蓄水池自下而上以夯實土層、鋼筋混凝土層、磚砌基座為基座，四周修建磚砌水泥池壁；所述的模擬河道包括進水口均勻布水槽和出 水口均勻布水槽，模擬河道的底部鋪設有河道沉積物；所述的管路系統包括連通過濾頭、水泵和高位蓄水池的進水管路，與模擬河道的進水口均勻布水槽相通的布水管路，與模擬河道的出水口均勻布水槽相通的出水管路以及各管路交匯相接處的連通器。
2.根據權利要求1所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的高位蓄水池設置于地平線之上；所述的模擬河道設置于地平線之下；所述的進水口均勻布水槽高于出水口均勻布水槽。
3.根據權利要求2所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的模擬河道為夯實的土質斜坡池壁。
4.根據權利要求1所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的河道沉積物為擬研究的任何水體沉積物。
5.根據權利要求1所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的水泵為自吸式電力水泵，其功率不低于1. 5kw，揚程不低于20m。
6.根據權利要求1所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的高位蓄水池的內規格為長3m、寬3m、高2m ；所述的鋼筋混凝土層厚度為0. 05m、磚砌基座厚度為0. lm，磚砌水泥池壁的厚度不低于 0. lm。
7.根據權利要求1、2、4中任一所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的模擬河道的規格為上底長5m、寬4m，下底長3m、寬2m，深Im ；所述的進水口均勻布水槽和出水口均勻布水槽的內規格均為長4m、寬0. lm、高0. Im ；所述的進水口均勻布水槽高于出水口均勻布水槽0. Im ；所述的河道沉積物鋪設厚度為0. 1-0. 2m。
8.根據權利要求1所述的一種模擬天然河道的實驗系統裝置，其特征在于所述的進水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為63-110mm，管壁厚度2. 5_3mm ；所述的布水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為50-90mm，管壁厚度2. 5_3mm ；所述的出水管路的材質為硬質PVC，其管外徑為50-90mm，管壁厚度2. 5_3mm。
專利摘要本實用新型公開了一種模擬天然河道的實驗系統裝置，本實用新型的天然河道模擬裝置主要包括水泵、水位自動控制器、高位蓄水池、模擬河道等單元。該模擬系統裝置可以運用于工程模擬和研發。特點是直接從原位取水，能夠有效地人工控制流量，便于進行對比實驗研究、采樣和監測分析。該模擬系統能針對當地的河流的實際狀況，有效運用于大規模河道工程或是湖泊工程的前期小試以及相關技術的開發研究，研究結果具有較好的放大性，能為污染水體修復工程的參數優化與穩定運行提供可靠的技術支持。
文檔編號E02B1/02GK202039320SQ20112011214
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月18日 優先權日2011年4月18日
發明者劉劍彤, 敖鴻毅, 景連東 申請人:中國科學院水生生物研究所