專利名稱：一種含水層滲透系數(shù)測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于地下水動力學(xué)參數(shù)的測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水文地質(zhì)參數(shù)原位測試的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在地下水動力學(xué)參數(shù)的測量中，利用室內(nèi)試驗法和野外試驗法均可獲取水文地質(zhì)參數(shù)，其中，室內(nèi)試驗法是在室內(nèi)應(yīng)用達西定理等求得野外原狀土滲透系數(shù)，而野外試驗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井中的水體(也即定流量往測井中注入水體)，使含水層與測井間的水流運動達到穩(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/壓水法是通過抽/壓水使測井內(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)有的測試方法有其不足存在室內(nèi)試驗法需要將原狀土體取回試驗室測量，這種方法破壞了土體的天然結(jié)構(gòu)；而作為野外試驗法的定降深抽/壓水法雖然可在試驗現(xiàn)場實施試驗，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、物力和財力，實施成本較高?；谝陨希瑖庋芯砍鲆环N沖擊試驗法，它是一種野外試驗法，實施時，主要是在測井中設(shè)置套管，將測井的內(nèi)壁隔離，并在套管的特定位置設(shè)置過濾器，利用水位的變化來測試該處含水層的滲透系數(shù)，然而，此種測試方法僅適合引起的水位波動位于過濾器上部的情況下，若要用于螺孔測試，或者整孔都設(shè)置有過濾器的情況下，結(jié)果就會存在很大誤差；另外，此種測試方法必須配合套管才能實現(xiàn)，從而限制了其應(yīng)用范圍?；谝陨戏治觯驹O(shè)計人針對現(xiàn)有的滲透系數(shù)測試裝置進行研究改進，本案由此產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，是針對前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種含水層滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，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。本實用新型為解決以上技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種含水層滲透系數(shù)測試系統(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；所述的傳感器設(shè)于測井中，實時監(jiān)測測井中的水位和示蹤劑濃度，并通過通訊模塊傳送至數(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轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的水位信號和示蹤劑濃度信號，并據(jù)此計算獲得含水層的滲透系數(shù)。上述傳感器包括可監(jiān)測水壓的壓力傳感器和可監(jiān)測示蹤劑濃度的濃度探測器，且壓力傳感器和濃度探測器均通過通訊模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊，而數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)水壓計算得到測井水位數(shù)據(jù)。采用上述方案后，本實用新型具有以下改進(1)本實用新型改變了現(xiàn)有的測試方式，將示蹤技術(shù)和沖擊試驗技術(shù)有效地結(jié)合， 利用測井中示蹤劑濃度的變化來獲取含水層的滲透系數(shù)，本實用新型適用于裸孔測試，克服了現(xiàn)有技術(shù)必須配合套管使用的缺陷，由于不再使用套管，對測井的要求相應(yīng)降低，適用性廣，同時也節(jié)省安裝套管所需的人力、物力，減少使用成本；(2)本實用新型操作方便，便于攜帶。

圖1是本實用新型的整體架構(gòu)示意圖；圖2是應(yīng)用本實用新型的流程圖；圖3是本實用新型的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理進行詳細說明。首先參考圖1所示，本實用新型提供一種含水層滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，包括傳感器 1、中央控制器2、通訊模塊3和數(shù)據(jù)處理模塊4，其中，數(shù)據(jù)處理模塊4連接中央控制器2，而所述的中央控制器2的輸出端連接傳感器1，數(shù)據(jù)處理模塊4向中央控制器2發(fā)送測試命令，再由中央控制器2控制傳感器1啟動，開始進行數(shù)據(jù)監(jiān)測；所述的傳感器1包括壓力傳感器和濃度探測器，均設(shè)于測井中，分別用于監(jiān)測測井中的水壓和示蹤劑的濃度，并通過通訊模塊3傳送至數(shù)據(jù)處理模塊4，而數(shù)據(jù)處理模塊4則將傳感器1獲取的電信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的水壓信號和示蹤劑濃度信號，并根據(jù)水壓計算得到水位數(shù)據(jù)，再據(jù)此計算獲得含水層的滲透系數(shù)。再請參考圖2所示，是應(yīng)用本實用新型的流程圖，包括如下步驟(1)在需測試的含水層處開鑿測井；(2)將一定量的示蹤劑溶解在一定體積的水中，混合均勻制作成示蹤液，并快速注入測井中，使測井內(nèi)瞬時產(chǎn)生一定的水頭差；(3)將傳感器置入測井中，配合圖3所示，此時測井中注入的示蹤液為達到水壓平衡，會向測井內(nèi)壁滲透，在此過程中水位不斷降低，而示蹤劑的濃度也會減??；此時壓力傳感器和濃度探測器分別實時采集測井中的水壓和示蹤劑濃度，并以電信號的形式通過通訊模塊發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；(4)數(shù)據(jù)處理模塊將接收到的電信號分別轉(zhuǎn)換為測井中的水壓信號和示蹤劑濃度信號，并將水壓換算為水位信號，所述的水壓換算公式為
TT _ PH = 一
Pg其中，H為相對于水平面的水位高度；ρ為測得的水壓值；ρ為水的密度；g為重力加速度。[0028] 然后，再根據(jù)裸孔沖擊試驗?zāi)Ｐ陀嬎愫畬拥臐B透系數(shù)，所述的裸孔沖擊試驗?zāi)Ｐ腿缦率?br> 權(quán)利要求1.一種含水層滲透系數(shù)測試系統(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；所述的傳感器設(shè)于測井中，實時監(jiān)測測井中的水位和示蹤劑濃度，并通過通訊模塊傳送至數(shù)據(jù)處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含水層滲透系數(shù)測試系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括可監(jiān)測水壓的壓力傳感器和可監(jiān)測示蹤劑濃度的濃度探測器，且壓力傳感器和濃度探測器均通過通訊模塊連接數(shù)據(jù)處理模塊。
專利摘要本實用新型公開一種含水層滲透系數(shù)測試系統(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；所述的傳感器設(shè)于測井中，實時監(jiān)測測井中的水位和示蹤劑濃度，并通過通訊模塊傳送至數(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轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的水位信號和示蹤劑濃度信號，并據(jù)此計算獲得含水層的滲透系數(shù)。此種測試系統(tǒng)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。
文檔編號G01N15/08GK202002868SQ20112005973
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者付長靜, 李剛, 林統(tǒng), 詹滬成, 陳亮 申請人:河海大學(xué)