專利名稱：測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，涉及利用示蹤稀釋方法測(cè)量地下水運(yùn)動(dòng)，尤其是一種通過測(cè)量電導(dǎo)率變化計(jì)算滲流流速的方法，屬于滲流和地下水運(yùn)動(dòng)觀測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
示蹤稀釋法測(cè)流速的原理最早是由Kocherin提出的，其基本原理是在一個(gè)垂直揭露含水層的濾水管中，先用栓塞隔離含水層，然后用某種示蹤劑標(biāo)記地下水，并和水體混和均勻，示蹤劑的濃度會(huì)隨著水流不斷降低，用探頭測(cè)得該段水柱前后兩次的示蹤劑濃度，就可計(jì)算出含水層的滲透流速。后來該方法經(jīng)Moser、Drost等研究人員逐步得到完善。
在滿足地下水流穩(wěn)定、測(cè)試孔段內(nèi)的示蹤劑濃度始終混和均勻、不存在垂向水流干擾等假設(shè)的條件下，1957年，Moser提出了測(cè)定地下水滲透流速的放射性單孔稀釋法，采用放射性同位素作為示蹤劑標(biāo)記地下水。
上世紀(jì)80年代，我國的科技人員陸續(xù)從國外引進(jìn)了放射性同位素測(cè)速方法，并在同位素示蹤儀器設(shè)備和方法上有了新的發(fā)展和突破，并將該技術(shù)成功地應(yīng)用于水利工程、冶金、煤田測(cè)井、水資源、環(huán)保等領(lǐng)域，取得了可喜的成果。1988年，該方法被納入國家標(biāo)準(zhǔn)《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范(GBJ27-88)》。
放射性單孔稀釋法原理在一定的水力坡降下，介質(zhì)滲透性越強(qiáng)，通過鉆孔斷面的流量就越大，放射性指示劑濃度的稀釋速度也就越快。以少量放射性指示劑標(biāo)記被檢測(cè)的滲透水流，根據(jù)放射性指示劑在鉆孔被地下水流稀釋的速率和被帶出的方向來確定其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
單孔稀釋法的測(cè)量步驟在鉆孔中注入一定量的放射性溶液，攪拌均勻后利用潛水核子探測(cè)儀或取樣測(cè)出其被地下水流所稀釋的速率計(jì)算出滲透速度。
目前同位素單孔稀釋法是最常用的滲流速度測(cè)定法，但是其缺點(diǎn)在于 同位素單孔稀釋試驗(yàn)在示蹤劑投放過程中屬于帶有放射性操作，放射同位素的存放、現(xiàn)場(chǎng)投放、防護(hù)、測(cè)試以及輔助人員配合工作中容易發(fā)生放射性事故。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無放射性污染的利用電導(dǎo)率變化率測(cè)定地下水流速的方法。
技術(shù)方案測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，包括選擇測(cè)孔位置并打鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系，向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率，利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化速率計(jì)算滲流流速。
上述的選擇測(cè)孔位置并打孔為在待測(cè)區(qū)域選擇地質(zhì)穩(wěn)定，無破碎帶位置打孔，測(cè)孔內(nèi)置濾管； 上述的濾管外存在填礫層或不存在填礫層，當(dāng)測(cè)孔口徑過大時(shí)使用填礫層穩(wěn)定濾管，當(dāng)測(cè)孔口徑與濾管口徑相當(dāng)時(shí)可不設(shè)置填礫層。
上述的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑為當(dāng)鉆孔水體電導(dǎo)率較低時(shí)，選取強(qiáng)電解質(zhì)溶液為示蹤劑；鉆孔水體電導(dǎo)率較高時(shí)，選取去離子水為示蹤劑； 上述的鉆孔水體電導(dǎo)率較低時(shí)指電導(dǎo)率值為0～15ms/cm； 上述的鉆孔水體電導(dǎo)率較高時(shí)指電導(dǎo)率值為＞15ms/cm。
上述的試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系為選取強(qiáng)電解質(zhì)溶液為示蹤劑時(shí)，使用被測(cè)鉆孔中水體，按照被測(cè)位置溫度，配置不同濃度的強(qiáng)電解質(zhì)溶液，測(cè)量其電導(dǎo)率，每個(gè)濃度強(qiáng)電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，通過數(shù)據(jù)擬合，得出強(qiáng)電解質(zhì)溶液濃度與電導(dǎo)率之間關(guān)系； 選取去離子水為示蹤劑時(shí)，按照被測(cè)位置溫度，使用被測(cè)鉆孔中水體，與去離子水按不同體積比配置溶液，測(cè)量溶液電導(dǎo)率，每個(gè)體積比溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，得出不同的體積比值與電導(dǎo)率之間關(guān)系。
本發(fā)明中作為示蹤劑使用的強(qiáng)電解質(zhì)，主要利用其溶解在水中后的電導(dǎo)率與濃度成正比的性質(zhì)，因此具體使用哪種強(qiáng)電解質(zhì)不做規(guī)定，如NaCl、KCl、NaNO3等絕大多數(shù)強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽都可以作為本發(fā)明中所述強(qiáng)電解質(zhì)示蹤劑使用。
上述的向孔內(nèi)投入示蹤劑為向孔內(nèi)投入所選取示蹤劑并在被測(cè)管段內(nèi)用攪拌器攪拌均勻。這里所述的所選取示蹤劑是指強(qiáng)電解質(zhì)溶液或去離子水。
上述的測(cè)量電導(dǎo)率為將電導(dǎo)率儀置入測(cè)孔，若每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，選用的是常規(guī)電導(dǎo)率變化測(cè)量間隔時(shí)間，即可得到電導(dǎo)率的變化規(guī)律。所述的測(cè)量電導(dǎo)率為6min內(nèi)至少每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，6～10min之間至少每10s測(cè)量一次電導(dǎo)率，10～60min之間至少每30s測(cè)量一次電導(dǎo)率，是一種試驗(yàn)中總結(jié)出來的節(jié)省測(cè)次的測(cè)量方式，用這種測(cè)量方式可以減少總的測(cè)量電導(dǎo)率的次數(shù)。
上述的利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化率計(jì)算滲流流速為使用公式

計(jì)算流速，其中vf表示滲流流速，D表示測(cè)孔內(nèi)徑，C表示t時(shí)刻示蹤劑濃度，C0表示初始示蹤劑濃度，t表示經(jīng)歷時(shí)間，α表示流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)；C0和C通過上述試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系確定。
上述的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)的確定方法為用公知的方法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過模擬現(xiàn)場(chǎng)條件采用滲透性試驗(yàn)儀測(cè)得，也可通過公式計(jì)算，也可使用文獻(xiàn)中公布的商業(yè)性濾管和沙礫填料層組成鉆孔的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)。
以上流速計(jì)算公式的推導(dǎo)為 在鉆孔中的連續(xù)地下水流作勻速運(yùn)動(dòng)，其流動(dòng)方向與孔軸垂直。設(shè)鉆孔周圍土層中滲透速度為vf，鉆孔內(nèi)水流速度為vg，流量為Q。又設(shè)從鉆孔上取一單位長度(H＝1)的孔段，并用D表示鉆孔的內(nèi)徑，再設(shè)C表示鉆孔內(nèi)示蹤劑濃度。在dt時(shí)間內(nèi)，滲透水流帶走示蹤劑的量dql為 -dq1＝CQdt＝CυgHDdt＝CυgDdt公式1 同時(shí)，由于分子的擴(kuò)散作用，示蹤劑要從孔內(nèi)擴(kuò)散。為了使問題簡化，假設(shè)擴(kuò)散作用是均勻的，并從孔軸沿徑向向各方向擴(kuò)散。按照Fick擴(kuò)散定律，從孔內(nèi)向外擴(kuò)散出去的示蹤劑的量dq2可以表示為 公式2 式中φ——擴(kuò)散系數(shù)，m2/s； S——所取單位長度孔段的側(cè)面積，S＝πD，單位m2； L——擴(kuò)散區(qū)間的長度，一級(jí)近似地取它等于鉆孔的半徑，L＝D/2，單位m； 因此，被帶出的示蹤劑總量dq為 公式3 在dt時(shí)間內(nèi)，鉆孔中示蹤劑濃度發(fā)生變化的數(shù)值為 公式4 分離變量得 公式5 對(duì)上式兩邊進(jìn)行積分 公式6 式中t為濃度由C0變到C所用的時(shí)間，單位s。積分后得 公式7 將上式進(jìn)行簡單變換和整理之后可得 公式8 公式9 公式9右邊第二項(xiàng)是示蹤劑的擴(kuò)散速度。示蹤劑的分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，特別是在測(cè)量低滲透流速時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響。在水庫大壩滲漏觀測(cè)中，滲速都比較大，所以在一般條件下，擴(kuò)散速度與滲透速度相比是可以忽略不計(jì)的，得到 公式10 因?yàn)関g＝αvf，式中α為因鉆孔在含水層中引起的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)。代入公式10，得到 公式11 電導(dǎo)單孔稀釋法實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得的是孔內(nèi)溶液的電導(dǎo)率K，如果知道相應(yīng)條件下電導(dǎo)率所對(duì)應(yīng)的示蹤劑濃度C，將該條件下K所對(duì)應(yīng)的C值代入公式10、公式11即可求出流速。理論上，當(dāng)流速為勻速時(shí)只要獲得相應(yīng)的C0、C及兩濃度值變化經(jīng)過的時(shí)間就可以計(jì)算出流速。
但發(fā)明人通過在實(shí)驗(yàn)室中建立水槽人工控制流量，模擬野外鉆孔實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用強(qiáng)電解質(zhì)作為示蹤劑時(shí)，選擇投入示蹤劑后K0對(duì)應(yīng)的濃度C0和K＝K0/10對(duì)應(yīng)的濃度C值，以及相應(yīng)的濃度變化所經(jīng)歷的時(shí)間，代入公式11，所測(cè)得的流速與真實(shí)流速最接近，多組試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，見表A。
表A模擬實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果α＝2流速單位m/d
同樣地，發(fā)明人通過在實(shí)驗(yàn)室中建立水槽人工控制流量，模擬野外鉆孔實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電導(dǎo)率＞15ms/cm使用去離子水作為示蹤劑時(shí)，選取投入示蹤劑后的K0對(duì)應(yīng)的濃度C0和最接近現(xiàn)場(chǎng)水體電導(dǎo)率85％的K值對(duì)應(yīng)的C值，以及相應(yīng)的濃度變化所經(jīng)歷的時(shí)間，代入公式11，所測(cè)得的流速與真實(shí)流速最接近，見表B。
表B模擬實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果α＝2流速單位m/d
具體而言本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) 示蹤劑選取為無毒的強(qiáng)電解質(zhì)溶液或去離子水。原理明確，測(cè)量過程簡單方便安全，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，不會(huì)發(fā)生放射性事故和有毒物質(zhì)污染事故。



圖1測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，鉆孔截面示意圖 圖2測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，選用強(qiáng)電解質(zhì)溶液作為示蹤劑時(shí)，不同濃度強(qiáng)電解質(zhì)溶液與對(duì)應(yīng)電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果示意圖，其中橫軸為濃度單位為mol/l，縱軸為電導(dǎo)率單位為ms/cm，斜線的方程為K＝83.592C+0.3552； 圖3測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，選用去離子水作為示蹤劑時(shí)，不同濃度去離子水溶液與對(duì)應(yīng)電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果示意圖，其中橫軸為濃度單位為mol/l，縱軸為電導(dǎo)率單位為ms/cm，斜線的方程為K＝-0.3177C+17.917。

具體實(shí)施例方式 以下實(shí)施例只用來說明發(fā)明的特點(diǎn)，并不用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例一 測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，包括選擇測(cè)孔位置并打鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系，向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率，利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化速率計(jì)算滲流流速。
在待測(cè)區(qū)域選擇地質(zhì)穩(wěn)定，無破碎帶位置打孔，孔深至預(yù)估含水層1以下，測(cè)孔2內(nèi)置濾管3；所述的濾管3外設(shè)填礫層4，見圖1； 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，測(cè)得鉆孔水體電導(dǎo)率為0.4ms/cm，屬于電導(dǎo)率較低范圍。因此選擇強(qiáng)電解質(zhì)NaCl溶液作為示蹤劑。
在現(xiàn)場(chǎng)水溫23.5℃下，配置0.005～0.20mol/l的NaCl溶液，使用DDB-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)量其電導(dǎo)率，每個(gè)濃度NaCl溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，得出NaCl溶液濃度與電導(dǎo)率之間關(guān)系，見圖2。
表1不同濃度NaCl溶液對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率

所述的電導(dǎo)率與NaCl濃度之間有如下線性關(guān)系K＝83.592C+0.3552，其中K為電導(dǎo)率，C為NaCl溶液濃度。
向孔內(nèi)投入NaCl溶液，投入0.5mol/l的NaCl溶液200ml并用垂向攪拌器攪勻。
將DDB-11A型電導(dǎo)率儀置入測(cè)孔，10min內(nèi)每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，10min后每10s測(cè)量一次電導(dǎo)率，10～60min之間每30s測(cè)量一次電導(dǎo)率，結(jié)果見表2。
表2實(shí)施例一測(cè)量數(shù)據(jù)

上述的利用測(cè)得電導(dǎo)率與濃度關(guān)系計(jì)算滲流流速為利用計(jì)算公式

計(jì)算流速，在本實(shí)施例中，D＝0.06m，投入示蹤劑后初始電導(dǎo)率K0＝10.78ms/cm，在表2中選擇K最接近K0/10的值，本實(shí)施例中K＝1.08ms/cm，則t＝(470-5)＝465s，根據(jù)C＝(K-0.3552)/83.592，可得C0＝0.1247mol/l；C＝0.0086mol/l，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過人造現(xiàn)場(chǎng)條件采用滲透性試驗(yàn)儀測(cè)得的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)α＝2。計(jì)算得vf＝11.80m/d。
實(shí)施例二 測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，包括選擇測(cè)孔位置并打鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系，向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率，利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化速率計(jì)算滲流流速。
在待測(cè)區(qū)域選擇地質(zhì)穩(wěn)定，無破碎帶位置打孔，孔深至預(yù)估含水層1以下，測(cè)孔2內(nèi)置濾管3；所述的濾管3外無填礫層； 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，測(cè)得鉆孔水體電導(dǎo)率為0.4ms/cm，屬于電導(dǎo)率較低范圍。因此選擇強(qiáng)電解質(zhì)NaCl溶液作為示蹤劑。
在現(xiàn)場(chǎng)水溫23.5℃下，配置0.005～0.20mol/l的NaCl溶液，使用DDB-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)量其電導(dǎo)率，每個(gè)濃度NaCl溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，得出NaCl溶液濃度與電導(dǎo)率之間關(guān)系，見圖2。
所述的電導(dǎo)率與NaCl濃度之間有如下線性關(guān)系K＝83.592C+0.3552，其中K為電導(dǎo)率，C為NaCl溶液濃度。
向孔內(nèi)投入NaCl溶液，投入1mol/l的NaCl溶液200ml并用垂向攪拌器攪勻。
將DDB-11A型電導(dǎo)率儀置入測(cè)孔，每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，結(jié)果見表3。
表3實(shí)施例二測(cè)量數(shù)據(jù)

上述的利用測(cè)得電導(dǎo)率與濃度關(guān)系計(jì)算滲流流速為利用計(jì)算公式

計(jì)算流速，在本實(shí)施例中，D＝0.06cm，投入示蹤劑后初始電導(dǎo)率K0＝11.71ms/cm，在表3中選擇K最接近K0/10的值，K＝1.18ms/cm，t＝(460-15)＝445s，根據(jù)C＝(K-0.3552)/83.592，可得C0＝0.1358mol/l；C＝0.0099mol/l，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過人造現(xiàn)場(chǎng)條件采用滲透性試驗(yàn)儀測(cè)得的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)α＝2。計(jì)算得vf＝12.00m/d。
實(shí)施例三 測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，包括選擇測(cè)孔位置并打鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系，向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率，利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化速率計(jì)算滲流流速。
在待測(cè)區(qū)域選擇地質(zhì)穩(wěn)定，無破碎帶位置打孔，孔深至預(yù)估含水層1以下，測(cè)孔2內(nèi)置濾管3；所述的濾管3外無填礫層； 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，測(cè)得鉆孔水體電導(dǎo)率為16.4ms/cm，屬于電導(dǎo)率較高范圍。因此選擇去離子水作為示蹤劑。
在現(xiàn)場(chǎng)水溫15℃下，按不同體積比配置溶液，使用DDB-11A型電導(dǎo)率儀測(cè)量其電導(dǎo)率，每個(gè)體積比溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值。計(jì)算時(shí)將示蹤劑去離子水作為溶質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)水體作為溶劑，可得出不同濃度示蹤劑溶液與電導(dǎo)率之間關(guān)系，見圖2。
表4不同濃度示蹤劑與電導(dǎo)率之間關(guān)系
所述的電導(dǎo)率與示蹤劑濃度之間有如下線性關(guān)系K＝-0.3177C+17.917，其中K為電導(dǎo)率，C為示蹤劑濃度，見圖3。
向孔內(nèi)投入去離子水500ml并用垂向攪拌器攪拌均勻，將DDB-11A型電導(dǎo)率儀置入測(cè)孔，每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，結(jié)果見表3。
表3實(shí)施例三測(cè)量數(shù)據(jù)

上述的利用測(cè)得電導(dǎo)率與濃度關(guān)系計(jì)算滲流流速為利用計(jì)算公式

計(jì)算流速，在本實(shí)施例中，D＝0.06m，投入示蹤劑后初始電導(dǎo)率K0＝3.59ms/cm，選擇最接近現(xiàn)場(chǎng)水體電導(dǎo)率85％的值作為K值，K＝16.4*0.85＝13.92ms/cm，t＝605s，根據(jù)C＝(K-17.917)/(-0.3177)，可得C0＝45.1mol/l；C＝12.58mol/l，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過人造現(xiàn)場(chǎng)條件采用滲透性試驗(yàn)儀測(cè)得的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)α＝2。計(jì)算得vf＝4.31m/d。
權(quán)利要求
1.測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的方法包括
選擇測(cè)孔位置并打鉆孔；
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑；
試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系；
向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率；
利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化率計(jì)算滲流流速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度和滲流方向的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的選擇測(cè)孔位置并打孔為在待測(cè)區(qū)域選擇地質(zhì)穩(wěn)定，無破碎帶位置打孔，測(cè)孔內(nèi)置濾管；
所述的濾管外存在填礫層；
所述的濾管外不存在填礫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑為當(dāng)鉆孔水體電導(dǎo)率較低時(shí)，選取強(qiáng)電解質(zhì)溶液為示蹤劑；鉆孔水體電導(dǎo)率較高時(shí)，選取去離子水為示蹤劑；
所述的鉆孔水體電導(dǎo)率較低時(shí)指電導(dǎo)率值為0～15ms/cm；
所述的鉆孔水體電導(dǎo)率較高時(shí)指電導(dǎo)率值為＞15ms/cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系為選取強(qiáng)電解質(zhì)溶液為示蹤劑時(shí)，使用被測(cè)鉆孔中水體，按照被測(cè)位置溫度，配置不同濃度的強(qiáng)電解質(zhì)溶液，測(cè)量其電導(dǎo)率，每個(gè)濃度強(qiáng)電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，通過數(shù)據(jù)擬合，得出強(qiáng)電解質(zhì)溶液濃度與電導(dǎo)率之間關(guān)系；
選取去離子水為示蹤劑時(shí)使用被測(cè)鉆孔中水體，按照被測(cè)位置溫度，與去離子水按不同體積比配置溶液，測(cè)量溶液電導(dǎo)率，每個(gè)體積比溶液電導(dǎo)率測(cè)量3次，取其平均值，得出不同的體積比與電導(dǎo)率之間關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的向孔內(nèi)投入示蹤劑為向孔內(nèi)投入所選取示蹤劑并在被測(cè)管段內(nèi)用攪拌器攪拌均勻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的測(cè)量電導(dǎo)率為6min內(nèi)至少每5s測(cè)量一次電導(dǎo)率，6～10min之間至少每10s測(cè)量一次電導(dǎo)率，10～60min之間至少每30s測(cè)量一次電導(dǎo)率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化率計(jì)算滲流流速為利用計(jì)算公式
計(jì)算流速，其中D表示測(cè)孔內(nèi)徑，C表示t時(shí)刻示蹤劑濃度，C0表示初始示蹤劑濃度，t表示經(jīng)歷時(shí)間，α表示流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)；C0和C通過試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，其特征在于所述的流場(chǎng)畸變的校正系數(shù)的確定方法為在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過模擬現(xiàn)場(chǎng)條件采用滲透性試驗(yàn)儀測(cè)得。
全文摘要
本發(fā)明測(cè)定滲流速度的電導(dǎo)率單孔稀釋法，屬于滲流和地下水運(yùn)動(dòng)觀測(cè)領(lǐng)域。方法包括選擇測(cè)孔位置并打鉆孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔水體電導(dǎo)率的不同選取示蹤劑，試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定電導(dǎo)率與示蹤劑溶液濃度關(guān)系，向孔內(nèi)投入示蹤劑溶液，測(cè)量鉆孔內(nèi)水體電導(dǎo)率，利用測(cè)得電導(dǎo)率的變化率計(jì)算滲流流速。本發(fā)明方法操作簡便可靠，示蹤劑選取為無毒的強(qiáng)電解質(zhì)溶液或去離子水溶液，原理明確，測(cè)量過程簡單方便安全，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，環(huán)保安全，可以完全替代現(xiàn)有的放射性單孔流速測(cè)定方法。
文檔編號(hào)G01P5/08GK101713785SQ20091021271
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者郭永彬, 沈杰, 程和森, 曹更新, 王守家, 魏明成 申請(qǐng)人:水利部交通部電力工業(yè)部南京水利科學(xué)研究院