[發明專利]一種負壓條件下地下水位的可視化測量裝置與測量方法

有效

• 申請號: 201410612230.3
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104316144A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李平;劉偉;劉漢龍;賴建英;丁選明
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01F23/66
• 分類號: G01F23/66
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

1.一種負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：包括透水管，所述透水管為中空結構，全段埋于土中，透水管下端設有底蓋，透水管上端設有頂蓋，透水管側壁全面設有滲透孔，透水管側壁外部包裹土工濾布，測量時頂蓋埋設在密封膜之下；浮塊位于透水管內部，透水管內側壁縱向至少設置一條凹槽軌道，一滑輪嵌入所述凹槽軌道內，所述滑輪與浮塊固定連接；凹槽軌道中的一條設有刻度，刻度以透水管上端為零點，帶有光源的高清攝像頭、指標針固定于浮塊上端，所述帶有光源的高清攝像頭與指標針方向一致，均指向設有刻度的軌道；外接顯示裝備位于透水管外，測量時通過導線與帶有光源的高清攝像頭連接。

2.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述凹槽軌道總數為四條，沿透水管的內壁圓周每隔90度設置一條，與凹槽軌道相對應滑輪為四個。

3.根據權利要求2所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述四個滑輪設置高度相同。

4.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述導線通過固定導線接口固定于頂蓋，所述固定導線接口位于頂蓋中央，透水管與頂蓋之間密封連接。

5.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述透水管直徑為90mm-100mm。

6.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述浮塊高度為20-25cm，直徑為80-90mm。

7.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述指標針采用輕質材料聚苯乙烯，表面有熒光粉層。

8.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置，其特征在于：所述帶有光源的高清攝像頭采用微距高清攝像頭，自帶LED光源。

9.根據權利要求1所述的負壓條件下地下水位的可視化測量裝置的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）利用成孔鉆機在工作區預定測點定位開孔，將透水管全段埋入孔中，使透水管側壁全面的滲透孔全部埋設在密封膜之下；

（2）待透水管固定后，用高壓水沖洗透水管內壁，防止土顆粒影響滑輪的上下自由滑動；

（3）將帶有光源的高清攝像頭和指標針固定于浮塊上端，調整高清攝像頭和指標針方向，使高清攝像頭和指標針均指向其中一個滑輪方向，放置浮塊進入透水管，選擇指標針所指的滑輪嵌入設有刻度的凹槽軌道，其他滑輪相應嵌入軌道中，留有導線在透水管內，連接固定導線接口，安置頂蓋并密封頂蓋和透水管的連接處，在透水管外用導線連接固定導線接口，并將導線延伸至密封膜外，用于連接外接顯示裝備；

（4）地下水通過滲透孔進入透水管，測量時將帶有光源的高清攝像頭與外接顯示裝備進行連接，待透水管中地下水位及浮塊位置穩定后，由外接顯示裝備讀出指標針的讀數；

（5）在工作區之外確定基準點，負壓施加前利用水準儀測量透水管上端口的初始標高H_z0，再根據指標針到水面的垂直距離h_z和指標針初始讀數h₀可計算出初始地下水位H₀=H_z0-h₀-h_z；

（6）抽真空負壓施加過程中，浮塊隨著地下水位的變化而上下自由浮動，帶動指標針和高清攝像頭同步浮動，每次測量讀取指標針讀數h_i及相對于基準點透水管上端的高程H_zi，由公式H_i=H_zi-h_i-h_z得出相應的地下水位值H_i，根據測量頻率的要求，重復步驟（4）、（5）、（6）從而獲得負壓條件下地下水位的實時變化值。