[發明專利]一種低滲透性含水層滲透系數參量的測量裝置及其方法

在審

• 申請號: 201710876561.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107449711A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 羅曉娟;王波;徐禮強;方俊;鄭玲;韓小良;潘海潮;余勇利
• 申請（專利權）人: 羅曉娟;王波
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 鄧世鳳

技術領域

本發明涉及水文地質環境參數的測量領域，具體涉及一種低滲透性含水層滲透系數參量的測量裝置及其方法。

背景技術

目前用于獲取滲透系數參量的常規試驗方法有抽水試驗和注水試驗，這兩種試驗方法基本上都是應用于滲透系數較大的含水層，如碎石土、砂等。

常規抽水試驗是在選定的鉆孔中或豎井中，對選定含水層(組)抽取地下水，形成人工降深場，利用涌水量與水位下降的歷時變化關系，測定含水層(組)富水程度和水文地質參數的試驗。

注水試驗就是往鉆孔中連續定量注水,使孔內保持一定水位,通過水位與注水量的函數關系,測定含水層滲透系數。

由于粘土、粉土、含碎石粘土等低滲透性含水層過水能力小、富水性弱、鉆孔單位涌水量不大，在這種低滲透性含水層中進行的野外試驗效果都不太理想。常規抽水試驗，出現“一抽就干”的現象，達不到穩定流的條件。注水試驗水位下降非常緩慢或幾乎不下降，試驗周期很長。因此，在低滲透性含水層進行的試驗一直是水文地質勘探中的難點。

在低滲透性含水層中獲取滲透系數參量的主要試驗方法有：提水試驗、室內實驗和微水試驗。

提水試驗就是用小提桶從鉆孔里把水提上來，直到孔內沒水，然后根據水位上升與時間的關系，計算出滲透系數。提水試驗雖然設備簡單、操作方便，但是受人為影響因素太大，出水量不易控制，動水位測量不準，導致求取的滲透系數可靠度不高。

室內試驗求取的滲透系數參量，因為破壞了含水層的原狀結構，受尺度效應影響，與野外試驗數據相差非常大，達到數量級的差別。

現在國外針對低滲透性含水層主要采取的是微水試驗，其實質是通過瞬時向鉆孔注入一定水量(或其它方式)引起水位突然變化，觀測鉆孔水位隨時間恢復規律，與標準曲線擬合確定鉆孔附近滲透系數。微水試驗對微水測試設備、鉆孔成孔工藝、孔徑要求較高，在國內還處起步階段，相關儀器、操作規程等還處于研究階段。就此，針對低滲透性含水層中如何精確、方便且真實地獲取滲透系數參量成為當前對低滲透性含水層的亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便、出水量穩定、數據精確可靠且實驗周期短的低滲透性含水層滲透系數參量的測量裝置及其方法。

為實現上述目的，本發明的一種低滲透性含水層滲透系數參量的虹吸測量裝置，包括虹吸管、水位測量元件和水量測量元件；

所述虹吸管進水口端伸入待測量穩定水位，所述虹吸管出水口端的高程低于所述待測量的穩定水位標高，所述待測量的穩定水位包括初始的穩定水位、抽水測量中的穩定水位及測量后的穩定水位；

所述水位測量元件配設在虹吸管的進水口端以測量虹吸管進水口端的穩定水位變化；

所述水量測量元件配設在虹吸管出水口端以測量虹吸管出水量。

優選方案為：所述虹吸管選用管道內徑為4毫米的虹吸管；

或，所述虹吸管選用PA軟管。

優選方案為：所述虹吸管并列設置四路；或者所述虹吸管并列設置六路。

優選方案為：所述水位測量元件選用電測水位計。

引用上述任一權利要求所述的虹吸測量裝置的低滲透性含水層滲透系數參量的測量方法，包括如下步驟：

步驟一，確定所述虹吸管的安裝位置；

步驟二，安裝所述虹吸測量裝置；

步驟三，引導虹吸管的初始虹吸；

步驟四，采集虹吸管的位置信息、測量所得的過程參數值，以及時間參數；

步驟五，存儲所述測量裝置的位置信息、過程參數值和時間參數的對應信息，及位置信息、過程參數值和時間參數；

其中，

步驟一中，虹吸管的安裝位置包括具體地理位置和安裝深度，所述虹吸管的安裝位置根據初始的穩定水位確定，其中初始的測定穩定水位的埋深為L，其中 L＜10米；

步驟二中，根據測量的初始的穩定水位，將虹吸管進水口端和配設的水位測量元件伸入待測量的穩定水位，其中所述虹吸管的出水口端的高程低于待測量的穩定水位的標高；

步驟四中，測量所得的參數值包括：待測量的穩定水位的水位值、所述虹吸管出水量及其對應的時間參數。

進一步地，步驟三中，所述引導初始虹吸包括：向虹吸測量裝置的虹吸管內注滿水，至虹吸管內沒有空氣且富有余壓，引導初始虹吸。

進一步地，步驟四中，所述待測量的穩定水位的水位值包括波動數值和穩定數值；

所述波動數值為一小時內的水位高程的波動為△S，所述△S為大于0.1米；