[发明专利]一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定装置与方法

说明书

本发明公开一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定装置，包括探测器和投源器，探测器连接数据采集仪器，投源器连接投源控制仪器。采用上述装置的方法包括实验室内测定电导率与示踪剂溶液浓度在不同温度下的对应关系；选择至少两个钻孔；选取目标含水层段；将探测器下入孔中目标含水层段，测试电导率背景值及温度值；使用投源器在投源孔中投入示踪剂溶液，使用探测器在探测孔中测量孔中水电导率及温度，得到示踪剂溶液溶度随时间的分布曲线；进行交叉测试，计算得到孔中地下水渗流流速、流向。本发明提供的深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定方法，能够快速、无放射性污染的完成对地下水流速、流向及相关地下水水文地质参数的测定。

技术领域

本发明涉及地下水参数测定技术领域，特别是涉及一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定装置与方法。

背景技术

地下水速度、流向是地下水渗流场研究中两个重要动态参数，是测定含水层渗透系数、渗流量的依据。随着地下工程的快速发展，越来越多工程建设施工中需要掌握地下水渗流的基本参数，才能解决可能带来的事故隐患，诸如深井注浆扩散过程、水库渗漏入口的探测、江河堤坝的管涌渗漏、矿山水害防治、公路桥涵边坡渗流、地下铁道水文地质测量与监护、基坑开挖排水等，无不与地下水流速、流向相关。

目前，测定地下水流速、流向常规方法主要有地下水抽水试验方法和示踪法，前者通过抽水试验和三角形观测孔水位绘制等水位线图，获得流速、流向，该方法不仅扰动了天然流场，且试验成本高，试验过程复杂，尤其在含水层埋深较大时难以实施。示踪法主要为单井同位素稀释技术，以放射性同位素为示踪剂。1957年德国科学家Moser首先提出利用放射性同位素作为指示剂在单井中测定地下水流速流向，至今为止，世界各国利用该方法测定含水层中地下水的渗透流速流向已近六十年，取得了较好的效果。但同位素单孔稀释试验在示踪剂投放过程中属于带有放射性操作，放射性同位素的存放、现场投放、防护、测试以及辅助人员配合工作容易发生放射性事故，对工作人员人身健康及环境造成极其严重的伤害，且放射性示踪剂种类稀少，每次使用前都需重新检验其是否适用，存在一定的局限性。特别是深孔中地下水含水层基本参数的实时测定有一定的难度，所以，需要进一步提供深井孔中地下水含水层的渗流流速、流向的测定方法及装置，更具有实践意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定装置与方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够高效、快捷、准确、无放射性污染的对地下水流速、流向及相关地下水水文地质参数的测定。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定装置，包括探测器和投源器，所述探测器用于放置于测试孔中；所述投源器用于放置于投源孔中；所述探测器连接有数据采集仪器，所述投源器连接有投源控制仪器。

可选的，所述探测器和所述投源器分别设置在电缆上，且分别通过位于测试孔和投源孔外的定滑轮在所述测试孔和投源孔内上下移动。

可选的，所述探测器具有两个探头，包括电阻率仪器探头及高精度温度传感单元。

可选的，位于测试孔内的电缆上等间距的安装有三组探测器。

可选的，位于测试孔和投源孔内的电缆收放长度不大于测试孔和投源孔中目标含水层段深度。

本发明还提供一种深井跨孔地下水流速流向及地质参数测定方法，包括如下步骤：

(1)实验室内测定电导率与示踪剂溶液浓度在不同温度下的对应关系；

(2)选择钻孔，钻孔数至少为两个；

(3)对钻孔岩性进行地质编录，选取目标含水层段；

(4)选取两个目标钻孔，将探测器下入孔中目标含水层段，测试电导率背景值及温度值；