人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，它包括储雨水箱、水泵、导水管、支架、水量调解箱、阀门、出水管、喷头、降雨孔、多孔布水板、实验土槽、小采样孔管和大采样孔管。其位置连接关系是：储雨水箱的下部出口与水泵进水口相连，水泵的出水口通过导水管与放置在支架上的水量调解箱相连通，水量调解箱出口处设置一阀门通过出水管与喷头相连，其上设置有许多降雨孔的多孔布水板放置在喷头之下、实验土槽之上方，小采样孔管位于实验土槽的中部位置，大采样孔管位于实验土槽的下部位置。本发明专利技术结构简单，可调节降雨强度与均匀度，实现了不同时间和不同结构空间土壤水样的采集，它在环境工程和生态工程领域里具有应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，主要用于人工降雨条件下，设计的生物滞留元对雨水水质水量影响的动力学研究，属于环境工 程和生态工程领域。(二)
技术介绍
城市非点源污染是伴随城市快速发展而出现的新问题。城市暴雨径流作为污染物 迁移的主要驱动力，是造成城市水体污染的主要原因。国内外相关研究表明城市土地利用 不仅是非点源污染产生的根源，也是污染物迁移的媒介，土地利用及其变化对非点源污染 存在显著影响。城市不透水下垫面的增加以及地下排水管道系统的建设，使得城市非点源 污染有别于农业非点源污染，且控制难度更大。目前，控制污染物质进入水体的方法主要 是采用最佳管理措施，在污染物产生的源和地表径流的迁移过程中截流并处理污染物。生 物滞留元是城市暴雨最佳管理措施中的一项技术措施，强调自然生态作用与景观效果，在 改善水质的同时能提供额外的环境效益，实现环境的经济增值，符合我国可持续发展的战 略思想，在非点源污染控制中具有重要的意义。目前，降雨径流所携带的污染物在生物滞留 元中的迁移转化机理还不太清楚，迫切需要在这方面进行实验研究。为此，生物滞留元实验 研究及应用对有效控制城市非点源污染、实现城市可持续发展，保护城市水环境、建立生态 城市意义重大。但现在生物滞留元的实验研究在国内属于起步阶段，到目前为止，只有深圳 水务局对生物滞留元的水量变化过程进行了室外观测研究，没有进行水质模拟和实验室模 拟。国内还没有现成的实验装置可利用。研究降雨径流所携带的污染物在生物滞留元中的 长时间迁移转化机理即水质水量的动态变化过程急需通过模拟实验来完成。针对实验需求 本专利技术对人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟实验装置进行设计。 国外虽然一些科研人员对生物滞留元进行了水质水量的室内和现场试验，但将人 工降雨装置与生物滞留元实验主体设施即实验土槽进行有机结合，构建人工降雨条件下生 物滞留元水质水量模拟研究的实验装置也未见报道。在评价生物滞留元对城市径流水文过 程与水质影响的研究中，迫切需要室内相似模拟实验来获取相关技术参数。现场实验及监 测过程，仅能反映出生物滞留元在某一特定条件下对城市径流水量及水质的影响，不能系 统反映出不同气候条件、不同雨强、植物类型和介质成分及深度、不同空间和时间等对水质 与水量的动态变化的影响，因而难以满足实际工程应用的各种要求。(三)
技术实现思路
1、目的 针对上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种人工降雨条件下生物滞留元水 质水量模拟研究的实验装置。该装置结构简单、操作方便、经济实用，适用于室内城市降雨 径流模拟实验的一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量的模拟研究。 2、技术方案 见图l，本专利技术一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，它 包括储雨水箱、水泵、导水管、支架、水量调解箱、阀门、出水管、喷头、降雨孔、多孔布水板、 实验土槽、小采样孔管和大采样孔管。它们之间的位置连接关系是 储雨水箱的下部出口与水泵进水口相连，水泵的出水口通过导水管与放置在支架 上的水量调解箱相连通，水量调解箱出口处设置一阀门通过出水管与喷头相连，其上设置 有许多降雨孔的多孔布水板放置在喷头之下、实验土槽之上方，小采样孔管位于实验土槽 的中部位置，大采样孔管位于实验土槽的底部位置。 所述储雨水箱是盒式结构的箱体； 所述水泵是基本型蠕动泵，其功能为将储雨水箱中的水通过导水管自动抽压到水 量调解箱中； 所述导水管是具有导水的作用的16#塑料管； 所述支架是金属结构支架，用来支托水量调解箱； 所述水量调解箱是圆柱形有机玻璃箱，设置在支架上，具有调解并稳定流速的作 用； 所述阀门是黄铜阀门，具有调解流量大小的作用； 所述出水管是塑料管，具有导水和给喷头供水的作用； 所述喷头是莲蓬型的铝合金材质，具有在多孔布水板表面喷洒雨水的作用； 所述降雨孔是布水板上用电钻钻出的均匀分布的圆孔，雨水从圆孔滴入到实验土 槽中； 所述多孔布水板是用板材制作，表面有均匀降雨孔，四周以高4-6mm的木条围成， 表面涂有双层防水涂料，具有暂时储存和均匀分布雨水的作用； 所述实验土槽是盒式结构箱体，表面涂有双层防水涂料，接缝口处用玻璃胶缝合， 具有防水、防腐作用。用于长时间盛装实验所用的各种类型的潮湿土壤及碎石等； 所述小采样孔管的上面割开宽为14-16mm、长为945_955mm的矩形槽，用网孔直径 小于2mm的钢丝网铺在矩形槽表面，并用钢丝将其固定。此管水平放置，用于采集土壤中的 水样； 所述大采样孔管的表面正上方每间隔75mm处打上直径为8mm的小孔，每二个正上 方小孔中间的正前后两侧表面再打上直径为8mm的小孔，即侧孔与最近的正上方小孔所在 管直径圆面的距离为37. 5mm，管总长度为1290-1310m。此管水平放置，用于采集碎石层处 的水样； 其中，该储雨水箱用板材制成；该板材可选用木板或有机玻璃板或不锈钢板或其 它防水材料； 其中，该水泵的型号为BT100-2J、泵头为YZ1515X ; 其中，该阀门的型号为MC6100B ;其中，该出水管是厚度为1. 5-2. 5mm、外径为18_22mm塑料管； 其中，该喷头的型号为400PL ; 其中，该降雨孔的直径为2. 5-3. 5mm ; 其中，该多孔布水板是长宽分别为1. 21-1. 23m、l. 21-1. 23m，厚度为18_20mm的板 材制作； 其中，该实验土槽的长宽高尺寸分别为1. 21-1. 23m、l. 21-1. 23m、l. 21-1. 23m ;板 厚19-21mm，其中，该小采样孔管的厚度为2. 4-2. 6mm、外径为19-21mm、长度为1. 29-1. 31米；该小采样孔管可选用PVC管；其中，该大采样孔管的厚度为2. 4-2. 6mm、外径为49-51mm、长度为1. 29-1. 31米； 该大采样孔管可选用PVC管； 本专利技术工作流程如下 所述的多孔布水板置于支架的顶部，人工雨水用泵抽到水量调解箱中，通过调解 水泵、水量调解箱中的水位和阀门来控制雨水径流速度，由调解箱流出的雨水由喷头均匀 喷洒在多孔布水板中，多孔布水板是由高为5cm的木条围住的木板，并以电钻钻出直径为 3mm的降雨孔。实验主体装置是实验土槽，包括表面雨水滞留层，种植土壤覆盖层，植被及种 植层，第一、第二、第三采样层、砂滤层、碎石层和第四采样层。为了节约费用，多孔布水板和 实验土槽主要以木材作为实验材料，其各表面涂有双层防水涂料，以期达到防水、防腐的目 的。 采用上述技术方案，用本专利技术的人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的 装置，使用自制人工降雨器可以调节降雨强度，采用的采样管可以采集不同时间和空间分 布情况下的水样。利用该装置同时能进行土壤含水量、土壤温度及水量的监测，并且用于人 工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟的试验。 3、优点及功效本专利技术的人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装 置，具有结构简单、造价低和经济实用等特点。本专利技术可调节降雨强度，方便采集不同时间 和空间结构下用于生物滞留元水质水量模拟研究的土壤水样，节约了劳动量。(四) 附图说明 图1生物滞留元实验装置图 图2生物滞留元的主体设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工降雨条件下生物滞留元水质水量模拟研究的实验装置，其特征在于：它包括储雨水箱、水泵、导水管、支架、水量调解箱、阀门、出水管、喷头、降雨孔、多孔布水板、实验土槽、小采样孔管和大采样孔管；它们之间的位置连接关系是：储雨水箱的下部出口与水泵进水口相连，水泵的出水口通过导水管与放置在支架上的水量调解箱相连通，水量调解箱出口处设置一阀门通过出水管与喷头相连，其上设置有许多降雨孔的多孔布水板放置在喷头之下、实验土槽之上方，小采样孔管位于实验土槽的中部位置，大采样孔管位于实验土槽的下部位置；所述储雨水箱是盒式结构的箱体；所述水泵是基本型蠕动泵，其功能为将储雨水箱中的水通过导水管自动抽压到水量调解箱中；所述导水管是具有导水的作用的１６↑［＃］塑料管；所述支架是金属结构支架，用来支托水量调解箱；所述水量调解箱是圆柱形有机玻璃箱，设置在支架上，具有调解并稳定流速的作用；所述阀门是黄铜阀门，具有调解流量大小的作用；所述出水管是塑料管，具有导水和给喷头供水的作用；所述喷头是莲蓬型的铝合金材质，具有在多孔布水板表面喷洒雨水的作用；所述降雨孔是布水板上用电钻钻出的均匀分布的圆孔，雨水从圆孔滴入到实验土槽中；所述多孔布水板是用板材制作，表面有均匀降雨孔，四周以高４－６ｍｍ的木条围成，表面涂有双层防水涂料，具有暂时储存和均匀分布雨水的作用；所述实验土槽是盒式结构箱体，表面涂有双层防水涂料，接缝口处用玻璃胶缝合，具有防水、防腐作用；所述小采样孔管的上面开有矩形槽，用网孔直径小于２ｍｍ的钢丝网铺在矩形槽表面，并用钢丝将其固定，此管水平放置，用于采集土壤中的水样；所述大采样孔管的表面正上方打上小孔，每二个正上方小孔中间的正前后两侧表面再打上小孔，此管水平放置，用于采集碎石层处的水样；。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓华，美英，佘敦先，秦伟，韩英，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]