[發明專利]一種定量監測地下水流的對井裝置及拔井套環

有效

• 申請號: 201610986375.9
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106405679B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李剛;李海龍;王超月;石曉閃;孫銳;原平
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01V9/02
• 分類號: G01V9/02
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及環境監測與監測水流方面，具體涉及一種定量監測地下水流的對井裝置及拔井套環。

背景技術

一般情況下，地下水在松散沉積物中的運移是很緩慢的滲流，我們在實際測量中，難以簡單有效地直接監測其流動方向。在環境監測與水質評價方面，地下水的運移方向也是十分重要的水文要素。比如：垃圾填滿場污染物的擴散，海岸帶地區地下水淡水與咸水的交互作用，濕地系統地下水的排泄與補給等。

另外，地下水在某地區的運移速率和流量同樣也是環境評價與治理的重要因素。我們對于難于直接觀測的地下水流的運移方向與交換速率監測，本發明提供了一種定量化監測地下水流的對井裝置。

發明內容

本發明的目的是解決難于直接觀測的地下水流的運移方向與交換速率的監測的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種定量化監測地下水流的對井裝置，該裝置包括：固定連接桿的一端連接上井外筒的一面，上井外筒的另一面安裝有平衡氣泡；固定連接桿的另一端連接下井外筒的一面，下井外筒的另一面設置為圓錐狀尖端；上井外筒和下井外筒內部分別設置有內筒；內筒中放置有傳感器。

上井外筒、下井外筒和內筒為一端為開口、另一端為封閉的高度相同的圓柱筒狀；上井外筒和下井外筒底部內側中心處設置用于圈定內筒位置的定位環，上井外筒和下井外筒開口端外壁有螺紋，可與上井外筒和下井外筒的外筒井蓋旋緊。

外筒井蓋內有螺紋，可與上井外筒和下井外筒的開口端旋緊；外筒井蓋內側中心處有用于圈定內筒位置的定位環，與上井外筒和下井外筒底部的定位環位置對應；定位環的直徑與內筒外徑相同，當外筒井蓋旋緊時，內筒被上井外筒和下井外筒和外筒井蓋定位環固定，定位于外筒井蓋中軸位置處；外筒井蓋外側突出端有螺紋接頭可與固定連接桿相連。

上井外筒、下井外筒和內筒的筒壁上均勻地布設至少一個孔洞。

在上井外筒與內筒之間放置加砂漏斗，加砂漏斗底部中心處設置一個向下倒扣的圓柱筒，圓柱筒直徑大于內筒且小于上井外筒和下井外筒；加砂漏斗周圍設置為同心圓環形的網；加砂漏斗上部分為廣口倒圓錐狀。

固定連接桿設置有傾斜角儀表和方位羅盤；其中，傾斜角儀表用于測量對井裝置任意傾斜情況下的傾斜角度，用于后期的數據計算和分析中；方位羅盤測量對井裝置水平埋設時的方位角，用于后期的數據計算和分析中。

平衡氣泡為扁圓柱狀，平衡氣泡用于控制整個對井裝置在安裝時保持豎直轉態；埋設對井裝置時，當氣泡偏離中心一側時，相應的壓低這一側，直至氣泡位于中心圓圈內。

固定連接桿用于固定連接組裝后的上井外筒和下井外筒；固定連接桿為空心桿，固定連接桿兩端為螺紋接頭，與上井外筒和上井內筒相連。

對井裝置中的各組件可采用有機玻璃或PVC材質。

一種拔井套環，拔井套環用于安置對井裝置，拔井套環為鋼筋材質，拔井套環包括上套環和下套環，上套環和下套環之間用直彎鋼筋焊接；上環直徑大于上井外筒與內筒的直徑，上環設置有拱形活動提手；下環直徑小于上井外筒與內筒的直徑。

本發明的有益效果是:(1)適用范圍廣：本發明可用于濱海潮間帶地區水量交換的監測、咸(海)水入侵的水質監測剖面、(干旱區)湖積物地下水與湖水的交互作用分析、河床地區(如階地、河漫灘)的水量交換研究等。

(2)判斷地下水流方向和變化：當對井豎直埋設時，通過上、下井傳感器監測到的水頭信息判斷地下水在沉積物中的垂向運移方向；當上井水頭高于下井時，水流方向向下，反之亦然；通過中長期的監測，還可以得到該地區地下水運移方向的變化規律與趨勢。另外，需要說明的是，對井裝置不限于豎置埋設，它可以結合研究目的和地下水的優勢流向，借助傾斜角儀表和方位羅盤按照任意指定方向埋設。

(3)地下水交換定量化：通過一段時間的傳感器監測數據的記錄，可以定量計算得到地下水流的交換量。

(4)平衡氣泡、傾斜角儀表和方位羅盤的結合使用：可以保證對井按照任意指定方向埋設，平衡氣泡可使其保持豎直狀態，傾斜角儀表可確定對井裝置的傾斜角，方位羅盤可記錄對井裝置(例如：水平狀態時)的方位角，這些都為監測地下水在沉積物中運移與交換的定向定量化計算提供了保障。

(5)數據準確度高：盡量減少了擾動沉積物，埋設好對井裝置后，需要靜置恢復一段時間，然后開始正式監測，此過程保證了采集數據的真實可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的具體實施方式提供的一種定量監測地下水流的對井裝置立體結構示意圖；

圖2為本發明的具體實施方式提供的一種定量監測地下水流的對井裝置中內筒示意圖；