專利名稱：一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地下水動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水文地質(zhì)參數(shù)原位測(cè)試的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前在地下水動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)量中，利用室內(nèi)試驗(yàn)法和野外試驗(yàn)法均可獲取水文地質(zhì)參數(shù)，其中，室內(nèi)試驗(yàn)法是在室內(nèi)應(yīng)用達(dá)西定理等求得野外原狀土滲透系數(shù)，而野外試驗(yàn)法主要是利用抽水法和壓水法求得含水層的滲透系數(shù)，所述的抽/壓水法主要有定流量抽/壓水法、定降深抽/壓水法等，其中，定流量抽/壓水法是以固定流量抽取測(cè)井中的水體(也即定流量往測(cè)井中注入水體)，使含水層與測(cè)井間的水流運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，根據(jù)穩(wěn)態(tài)情況的流量與降深關(guān)系獲取含水層的滲透系數(shù)；而定降深抽/壓水法是通過(guò)抽/壓水使測(cè)井內(nèi)的水位降深保持不變，根據(jù)流量與降深的關(guān)系求得含水層的滲透系數(shù)。然而，現(xiàn)有的測(cè)試方法有其不足存在室內(nèi)試驗(yàn)法需要將原狀土體取回試驗(yàn)室測(cè)量，這種方法破壞了土體的天然結(jié)構(gòu)；而作為野外試驗(yàn)法的定降深抽/壓水法雖然可在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施試驗(yàn)，求取含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，但是此種方法設(shè)備繁瑣、操作復(fù)雜，需要消耗大量的人力、物力和財(cái)力，實(shí)施成本較高?；谝陨希瑖?guó)外研究出一種沖擊試驗(yàn)法，它是一種野外試驗(yàn)法，實(shí)施時(shí)，主要是在測(cè)井中設(shè)置套管，將測(cè)井的內(nèi)壁隔離，并在套管的特定位置設(shè)置過(guò)濾器，利用水位的變化來(lái)測(cè)試該處含水層的滲透系數(shù)，然而，此種測(cè)試方法僅適合引起的水位波動(dòng)位于過(guò)濾器上部的情況下，若要用于螺孔測(cè)試，或者整孔都設(shè)置有過(guò)濾器的情況下，結(jié)果就會(huì)存在很大誤差；另外，此種測(cè)試方法必須配合套管才能實(shí)現(xiàn)，從而限制了其應(yīng)用范圍?；谝陨戏治觯景l(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有的滲透系數(shù)測(cè)試方法進(jìn)行研究改進(jìn)，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法，其可利用裸孔求得天然狀態(tài)下含水層的滲透系數(shù)，便于攜帶，操作方便，且使用成本低。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案是一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，包括傳感器、中央控制器、通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其中，數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)由中央控制器連接傳感器，控制傳感器的啟動(dòng)；所述的傳感器設(shè)于測(cè)井中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)井中的水位和示蹤劑濃度，并通過(guò)通訊模塊傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，而數(shù)據(jù)處理模塊則將傳感器獲取的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的水位信號(hào)和示蹤劑濃度信號(hào)，并據(jù)此計(jì)算獲得含水層的滲透系數(shù)。上述傳感器包括可監(jiān)測(cè)水壓的壓力傳感器和可監(jiān)測(cè)示蹤劑濃度的濃度探測(cè)器，而數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)水壓計(jì)算得到測(cè)井水位數(shù)據(jù)。
一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試方法，包括如下步驟(1)在需測(cè)試的含水層處開(kāi)鑿測(cè)井；(2)將混合均勻的示蹤液快速注入測(cè)井中；(3)實(shí)時(shí)采集測(cè)井中的水位和示蹤劑濃度，并根據(jù)裸孔沖擊試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算含水層的滲透系數(shù)。上述步驟(3)中，測(cè)井中的水位采集方法為在測(cè)井中設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時(shí)采集測(cè)井中的水壓，并根據(jù)下式將水壓換算為此時(shí)測(cè)井中的水位
權(quán)利要求
1.一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括傳感器、中央控制器、通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，其中，數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)由中央控制器連接傳感器，控制傳感器的啟動(dòng)；所述的傳感器設(shè)于測(cè)井中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)井中的水位和示蹤劑濃度，并通過(guò)通訊模塊傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，而數(shù)據(jù)處理模塊則將傳感器獲取的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的水位信號(hào)和示蹤劑濃度信號(hào)，并據(jù)此計(jì)算獲得含水層的滲透系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括可監(jiān)測(cè)水壓的壓力傳感器和可監(jiān)測(cè)示蹤劑濃度的濃度探測(cè)器，而數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)水壓計(jì)算得到測(cè)井水位數(shù)據(jù)。
3.一種采用如權(quán)利要求1所述的含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于包括如下步驟(1)在需測(cè)試的含水層處開(kāi)鑿測(cè)井；(2)將混合均勻的示蹤液快速注入測(cè)井中；(3)實(shí)時(shí)采集測(cè)井中的水位和示蹤劑濃度，并根據(jù)裸孔沖擊試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算含水層的滲透系數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試方法，其特征在于所述步驟(3)中， 測(cè)井中的水位采集方法為在測(cè)井中設(shè)置壓力傳感器，實(shí)時(shí)采集測(cè)井中的水壓，并根據(jù)下式將水壓換算為此時(shí)測(cè)井中的水位H=P/PG其中，H為相對(duì)于水平面的水位高度； P為測(cè)得水壓值； P為水的密度； g為重力加速度。
5.如權(quán)利要求3所述的一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試方法，其特征在于所述步驟(3)中， 所述的裸孔沖擊試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷谋磉_(dá)式為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試方法，包括如下步驟在需測(cè)試的含水層處開(kāi)鑿測(cè)井；將混合均勻的示蹤液快速注入測(cè)井中；實(shí)時(shí)采集測(cè)井中的水位和示蹤劑濃度，并根據(jù)裸孔沖擊試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算含水層的滲透系數(shù)。此種測(cè)試方法克服現(xiàn)有技術(shù)需要配合套管使用的缺陷，將示蹤技術(shù)和沖擊試驗(yàn)技術(shù)有效地結(jié)合，可利用裸孔求得天然狀態(tài)下含水層的滲透系數(shù)，便于攜帶，操作方便，且使用成本低。本發(fā)明還公開(kāi)一種含水層滲透系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102183447SQ201110056080
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者付長(zhǎng)靜, 李剛, 林統(tǒng), 詹滬成, 陳亮 申請(qǐng)人:河海大學(xué)