地下水动态参数测量仪/地下水流速流向仪

随着国家发展，越来越多的工程需要建设和维修。但人们面对地下水渗流引起的潜在事故却一直没什么好办法。如江河堤坝的管涌渗漏，矿山的涌水，公路铁路地基坍塌，地下铁路、隧道、涵洞、人防工程、地下建筑等的渗漏，目前通常只能消极面对，被动地应付，而这些问题的发生，都和地下水流动渗漏有关。由于地下的土壤及基岩存在缝隙和空洞，在水的压力作用下，水会从高压区域流向低压区域，在流动的过程中，首先是那些细小的土壤颗粒随水流走，如果水压进一步变大并足以带动较粗颗粒时，渗流将进一步变成大，带走更多更粗的砂砾，结果事故就可能形成，当然实际过程要复杂的多。地下水流的流速、流向、渗透系数、水力坡度等都是重要的地质参数，通过它们，我们就能对地质状况有一个总体的了解，对事态的发展趋势有一个总体的估计，但是地下几十米数百米，我们怎么能知道水的运动状况并测量出这些参数呢？传统的方法是打井，通过对取出的岩芯和抽水灌水，对地下水情况有一个粗略的估计，要想了解的稍微细致一点，就要打多口探测井，费钱费时，结果还不很准确，随着事故的影响和损失越来越大，对潜在事故的预测和治理越来越迫切，对地下水测量提出了更高更新的要求，我们致力于这项研究多年，研制出这款智能地下水参数测量仪，它能在单孔内就测出水的流速，流向等参数，结合其它测量手段和计算公式，能较准确地测出大部分重要的地下水参数。

地下水流速流向仪介绍：

智能地下水参数测量仪的测量是一个复杂的过程，为了让其它专业的人员能对这些技术有个粗略的了解和认识，我们在这里做一下通俗的介绍。该仪器的核心技术之一是地下水流速和流向的定量测量，经许多次的挑选和试验，我们选定了放射性同位素示踪作为我们的测量方法，示踪测量犹如动物学家观测候鸟，先给标记鸟带上小型无线发报机，然后放回鸟群，装有发报机的鸟随鸟群迁飞，我们就能够知道鸟群的飞行路线，飞行速度，在何处停留等系列问题，这里先让我们解释一下什么是同位素？我们知道物质是由原子组成的，不同的原子是由于它的外层电子数和质子数不同。那些质子数相同（在元素周期表中处在同一位置）但中子数不同的元素我们称它们为同位素，会发射出射线的同位素被称作放射性同位素。选择同位素作为示踪剂，是因为采用同位素测量的灵敏度特别高，它甚至可以探测到单个同位素原子的存在，因此所使用的同位素的浓度可以很低，能很好示踪水的流动，在地下数百米的水下，存在很大的水压，并且可能存在泥浆，工作条件苛刻，探头必须完全密封，因为同位素发出的射线能穿过探头的金属壁被探测到，能适应这种工作条件。能***可信地直接测量出地下水的运动参数，结合抽压水实验等现有的测量手段和地质数学模型，就能计算出地下水的流速，流向，渗透系数，导水系数，等效水力隙宽等多种地质参数，优越性是其他测量方法无法比拟的。

地下水流速流向仪应用：

智能化地下水动态参数测量仪（地下水流速流向仪）可在不小于50mm井孔中测量到地下水渗流场的水平与垂直的运动速度和方向、各含水层的涌水量和吸水量、地下水的动储量和静储量、基坑的总排水量；每米含水层的渗透系数、静水头、水力梯度，各地下水体之间的水力联系、渗透特性；农田地下水的溶质运移速度，弥散度和弥散系数等。该技术将高科技的航空定向技术与同位素稀释测井技术相结合，研制出一种智能化的地下水动态参数测量仪。在天然流场下的单井中测量了地下渗透流速、流向；垂向流速、流向，并对仪器的结构、原理、工作过程作了详细的讨论，该测量仪可广泛地应用于堤坝渗漏路径的探测、水源地的地下水勘察、煤矿涌水预测、环境保护、农田地下水溶质运移等，适用于孔隙、裂隙、溶隙地下水测量，已测量过深度700米。

地下水流速流向仪参数：

适用井径：50-300mm          测定流速范围：0.01-100m

流向误差≦2%                        流速误差≦5%

测量深度：≦700m                电子罗盘精度≦1度

电导测量法地下水流速流向仪
CS901地下水流速流向仪是我公司研制成的地下水流速流向仪，它采用多种的科技成果，可在已有的口径大于50毫米的成井中直接测量地下水的流速和流向。它的测量基于示踪原理，即利用水中已有的示踪物（如细小的悬浮颗粒），或人为地加入特定的示踪剂，利用不同波长颜色大功率LED灯形成多角度显影背景和投射光源，通过显微拍摄的方式连续记录不同时段微粒所在的位置，通过分析这些微粒行进轨迹，加上水下探头所带的高精度电子罗盘所确定的实际方向，就能得出地下水的流速流向参数，为了减小微粒受外界其它微粒的分子热运动碰撞、溶液溶质的比重差异、浓度差异等等引起的测量误差，使用人员可通过大量的水下纪录信息利用统计的方法逐步逼近所需的精度，该方法从原理上讲和放射性同位素采用的测量原理是一致的，但它避免了放射性同位素操作种种特殊要求的限制，是可信度很高的直接测量地下水流速流向的一种***的方法。在地下水流速小于能推动传统机械式叶轮流速仪的流速段，这是目前可实用的测量法。较正在试验中的电热传导法、电导溶质测量法有着更高的精度与可信度。

为了进一步提高测量的精度和应用范围，在水下自身示踪微粒较少或显示不清楚的情况下，本仪器还设计有示踪剂投射装置，可人为远程操控投射少量的示踪剂或萤光剂，该示踪剂与本仪器的LED灯所照射的波长相配套，能较好地显现微粒的影象。

根据原样机试用结果，我们放弃了原设计采用的视频电缆的图像传送方式，这种方法电缆易损坏且操作不便，数百米的视频电缆与电线收放是极困难的事，所以本仪器采用了新的设计方案，充分利用微电子技术的成果，使用ARM9系例的高速数据处理器，将图像数字化后上传至上位机复原，不仅传送的距离提高，而且可以使用多芯通用电缆，单根线且线径较细柔软，不仅操作使用方便，坚固耐用，而且价格大大下降，为推广应用打下了好的基础。

和所有的仪器一样，本仪器也有它的局限性，在使用时要有良好的洗井过程，水的清洁度要达到可分辨出微粒的条件。地下水流的速度不低于米/日 的数量级，水下比重变化在测量时间段内小于10%等。如水流小于该范围，建议采用放射性同位素的测量方法。

电导测量法技术参数：

测量速度：1-100米/日

测深：200米

适用井径：50-300mm

电子罗盘精度：≦1度

图片上传速度：1帧/秒
流速流向误差：≦5%

电源：12V40A聚合物锂电池组

平均耗电：<12V1A