隨著國家發(fā)展,越來越多的工程需要建設和維修。但人們面對地下水滲流引起的潛在事故卻一直沒什么好辦法。如江河堤壩的管涌滲漏,礦山的涌水,公路鐵路地基坍塌,地下鐵路、隧道、涵洞、人防工程、地下建筑等的滲漏,CS901地下水流速流向儀目前通常只能消極面對,被動地應付,而這些問題的發(fā)生,都和地下水流動滲漏有關。由于地下的土壤及基巖存在縫隙和空洞,在水的壓力作用下,水會從高壓區(qū)域流向低壓區(qū)域,在流動的過程中,首先是那些細小的土壤顆粒隨水流走,如果水壓進一步變大并足以帶動較粗顆粒時,滲流將進一步變成大,帶走更多更粗的砂礫,結果事故就可能形成,當然實際過程要復雜的多。地下水流的流速、流向、滲透系數(shù)、水力坡度等都是重要的地質參數(shù),通過它們,我們就能對地質狀況有一個總體的了解,對事態(tài)的發(fā)展趨勢有一個總體的估計,但是地下幾十米數(shù)百米,我們怎么能知道水的運動狀況并測量出這些參數(shù)呢?傳統(tǒng)的方法是打井,通過對取出的巖芯和抽水灌水,對地下水情況有一個粗略的估計,要想了解的稍微細致一點,就要打多口探測井,費錢費時,結果還不很準確,隨著事故的影響和損失越來越大,對潛在事故的預測和治理越來越迫切,對地下水測量提出了更高更新的要求,我們致力于這項研究多年,研制出這款智能地下水參數(shù)測量儀,它能在單孔內就測出水的流速,流向等參數(shù),結合其它測量手段和計算公式,能較準確地測出大部分重要的地下水參數(shù)。
地下水流速流向儀介紹:
智能地下水參數(shù)測量儀的測量是一個復雜的過程,為了讓其它專業(yè)的人員能對這些技術有個粗略的了解和認識,我們在這里做一下通俗的介紹。該儀器的核心技術之一是地下水流速和流向的定量測量,經許多次的挑選和試驗,我們選定了放射性同位素示蹤作為我們的測量方法,示蹤測量猶如動物學家觀測候鳥,先給標記鳥帶上小型無線發(fā)報機,然后放回鳥群,裝有發(fā)報機的鳥隨鳥群遷飛,我們就能夠知道鳥群的飛行路線,飛行速度,在何處停留等系列問題,這里先讓我們解釋一下什么是同位素?我們知道物質是由原子組成的,不同的原子是由于它的外層電子數(shù)和質子數(shù)不同。那些質子數(shù)相同(在元素周期表中處在同一位置)但中子數(shù)不同的元素我們稱它們?yōu)橥凰?,會發(fā)射出射線的同位素被稱作放射性同位素。選擇同位素作為示蹤劑,是因為采用同位素測量的靈敏度特別高,它甚至可以探測到單個同位素原子的存在,因此所使用的同位素的濃度可以很低,能很好示蹤水的流動,在地下數(shù)百米的水下,存在很大的水壓,并且可能存在泥漿,工作條件苛刻,探頭必須完全密封,因為同位素發(fā)出的射線能穿過探頭的金屬壁被探測到,能適應這種工作條件。能精確可信地直接測量出地下水的運動參數(shù),結合抽壓水實驗等現(xiàn)有的測量手段和地質數(shù)學模型,就能計算出地下水的流速,流向,滲透系數(shù),導水系數(shù),等效水力隙寬等多種地質參數(shù),優(yōu)越性是其他測量方法無法比擬的。
地下水流速流向儀應用:
智能化地下水動態(tài)參數(shù)測量儀(地下水流速流向儀)可在不小于50mm井孔中測量到地下水滲流場的水平CS901地下水流速流向儀與垂直的運動速度和方向、各含水層的涌水量和吸水量、地下水的動儲量和靜儲量、基坑的總排水量;每米含水層的滲透系數(shù)、靜水頭、水力梯度,各地下水體之間的水力聯(lián)系、滲透特性;農田地下水的溶質運移速度,彌散度和彌散系數(shù)等。該技術將高科技的航空定向技術與同位素稀釋測井技術相結合,研制出一種智能化的地下水動態(tài)參數(shù)測量儀。在天然流場下的單井中測量了地下滲透流速、流向;垂向流速、流向,并對儀器的結構、原理、工作過程作了詳細的討論,該測量儀可廣泛地應用于堤壩滲漏路徑的探測、水源地的地下水勘察、煤礦涌水預測、環(huán)境保護、農田地下水溶質運移等,適用于孔隙、裂隙、溶隙地下水測量,已測量過深度700米。
地下水流速流向儀配置清單:
●測量探頭(含:多路探測器、放大電路、甄別電路、高壓電路、單片計算機系統(tǒng)、數(shù)字傳送電路、示蹤劑投放裝置等,由無磁不銹鋼加工而成,可承受500米深水壓)
●高精度電子羅盤定向系統(tǒng)
●上下位機通訊儀(數(shù)據(jù)通訊和處理系統(tǒng),各種參數(shù)計算和可視化顯示,人機對話,數(shù)據(jù)貯存)
●專用分析軟件(兼容WINDOWS98/2000/XP)
●筆計本計算機(IBM/SONY)
●專用夾鋼絲電纜、電導儀、水位計、劑量儀、供電系統(tǒng)及輔助設備
地下水流速流向儀參數(shù):
適用井徑:50-300mm 測定流速范圍:0.01-100m
流向誤差≦2% 流速誤差≦5%
測量深度:≦700m 電子羅盤精度≦1度
探頭功耗≦50mA 投源電機≦100mA
電導測量法地下水流速流向儀
CS901地下水流速流向儀是我公司最新研制成的地下水流速流向儀,它采用多種最新的科技成果,可在已有的口徑大于50毫米的成井中直接測量地下水的流速和流向。它的測量基于示蹤原理,即利用水中已有的示蹤物(如細小的懸浮顆粒),或人為地加入特定的示蹤劑,利用不同波長顏色大功率LED燈形成多角度顯影背景和投射光源,通過顯微拍攝的方式連續(xù)記錄不同時段微粒所在的位置,通過分析這些微粒行進軌跡,加上水下探頭所帶的高精度電子羅盤所確定的實際方向,就能得出地下水的流速流向參數(shù),為了減小微粒受外界其它微粒的分子熱運動碰撞、溶液溶質的比重差異、濃度差異等等引起的測量誤差,使用人員可通過大量的水下紀錄信息利用統(tǒng)計的方法逐步逼近所需的精度,該方法從原理上講和放射性同位素采用的測量原理是一致的,但它避免了放射性同位素操作種種特殊要求的限制,是可信度很高的直接測量地下水流速流向的一種先進的方法。在地下水流速小于能推動傳統(tǒng)機械式葉輪流速儀的流速段,這是目前唯一可實用的測量法。較正在試驗中的電熱傳導法、電導溶質測量法有著更高的精度與可信度。
為了進一步提高測量的精度和應用范圍,在水下自身示蹤微粒較少或顯示不清楚的情況下,本儀器還設計有示蹤劑投射裝置,可人為遠程操控投射少量的示蹤劑或螢光劑,該示蹤劑與本儀器的LED燈所照射的波長相配套,能較好地顯現(xiàn)微粒的影象。
根據(jù)原樣機試用結果,我們放棄了原設計采用的視頻電纜的圖像傳送方式,這種方法電纜易損壞且操作不便,數(shù)百米的視頻電纜與電線收放是極困難的事,所以本儀器采用了新的設計方案,充分利用微電子技術的最新成果,使用ARM9系例的高速數(shù)據(jù)處理器,將圖像數(shù)字化后上傳至上位機復原,不僅傳送的距離提高,而且可以使用多芯通用電纜,單根線且線徑較細柔軟,不僅操作使用方便,堅固耐用,而且價格大大下降,為推廣應用打下了好的基礎。
和所有的儀器一樣,本儀器也有它的局限性,在使用時要有良好的洗井過程,水的清潔度要達到可分辨出微粒的條件。地下水流的速度不低于米/日 的數(shù)量級,水下比重變化在測量時間段內小于10%等。如水流小于該范圍,建議采用放射性同位素的測量方法。
電導測量法技術參數(shù):
測量速度:1-100米/日
測深:200米
適用井徑:50-300mm
電子羅盤精度:≦1度
圖片上傳速度:1幀/秒
流速流向誤差:≦5%
電源:12V40A聚合物鋰電池組
平均耗電:<12V1A