[发明专利]一种地下水流向测量装置和方法

权利要求书

1.一种地下水流向测量装置，其特征在于，包括：

电源(1)；

电位测量部(2)；

供电电极(14)，所述供电电极(14)包括一对，供电电极(14)与电源(1)电连接；

第一测量部(11)，所述第一测量部(11)包括4对测量电极，4对测量电极与电位测量部(2)电连接；

4对测量电极与电位测量部(2)之间通过电极选择电路(3)与电位测量部(2)电连接；

第二测量部(12)，所述第二测量部(12)包括4对测量电极，4对测量电极与电位测量部(2)之间通过电极选择电路(3)与电位测量部(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的地下水流向测量装置，其特征在于，所述电极选择电路(3)包括：

第一测量线(3-1)，所述第一测量线(3-1)一端与电位测量部(2)的第一测量端电连接；

第二测量线(3-2)，所述第二测量线(3-2)一端与电位测量部(2)的第二测量端电连接；

第一继电器组(3-3)，所述第一继电器组(3-3)包括4个继电器，所述第一继电器组(3-3)中的4个继电器的出线端与第一测量线(3-1)的另一端电连接，所述第一继电器组(3-3)中的4个继电器的入线端分别与对应的一对测量电极中的其中一个测量电极电连接；

第二继电器组(3-4)，所述第二继电器组(3-4)包括4个继电器，所述第二继电器组(3-4)中的4个继电器的出线端与第二测量线(3-2)的另一端电连接，所述第二继电器组(3-4)中的4个继电器的入线端分别与对应的一对测量电极中的其中一个测量电极电连接；

控制器(7)，所述控制器(7)与第一继电器组(3-3)和第二继电器组(3-4)的控制端电连接，控制器(7)与电位测量部(2)电连接。

3.根据权利要求2所述的地下水流向测量装置，其特征在于，还包括：

显示器(13)，所述显示器(13)与控制器(7)电连接。

4.一种权利要求3所述的地下水流向测量装置的地下水流向测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S01、将供电电极(14)的其中一个放入钻孔的含水层中，其中放入钻孔的含水层中的供电电极(14)与钻孔上部开口的距离为d，将供电电极(14)的另一个放在预计来水方向并且与钻孔上部开口的距离为L，L/d15，通过电源(1)给供电电极(14)供电；

S02、以钻孔中心为原点，按45°夹角在地面上画出8条放射状测线(4)；

S03、以钻孔中心为圆心在地面上画出第一圆圈(5)，第一圆圈(5)与8条放射状测线(4)相交得到8个一级测点，将第一测量部(11)的4对测量电极设置在8个一级测点上，并且每对电极中的两个测量电极关于钻孔中心中心对称；

S04、测量第一测量部(11)的4对测量电极中每对测量电极内测量电极间的电势差并记录在控制器(7)中；

S05、画出电位原点，以电位原点为原点，按45°夹角画出8条辅助射线(8)，8条辅助射线(8)与8条放射状测线(4)一一对应，将第一测量部(11)的测量电极的电势差标记在放射状测线(4)电压更高的第一测量部(11)的测量电极对应辅助射线(8)上，第一测量部(11)的标记点与电位原点的距离与电势差大小成正比，电压越高距离电位原点距离越远，连接所有相邻的辅助射线(8)上的电势差标记组成闭合的一级初始电压分布圈(10)；

S06、放入钻孔的含水层中的供电电极(14)提出钻孔并在上面捆绑食盐袋，然后放入钻孔的含水层中；

S07、通过第一测量部(11)的4对测量电极实时测量4对测量电极中每对测量电极内测量电极间的电势差，如果电势差连续T1时段内保持稳定则将电势差及对应的测量电极记录在控制器(7)中；

S08、将第一测量部(11)的测量电极的电势差标记在放射状测线(4)电压更高的第一测量部(11)的测量电极对应辅助射线(8)上，第一测量部(11)的标记点与电位原点的距离与电势差大小成正比，电压越高距离电位原点距离越远，连接所有相邻的辅助射线(8)上的电压标记组成闭合的一级过程电压分布圈(9)；

S09、对比一级初始电压分布圈(10)与一级过程电压分布圈(9)，一级过程电压分布圈(9)相对于一级初始电压分布圈(10)在测线(4)上最大位移的反方向即为地下水流流向。

5.根据权利要求4所述地下水流向测量方法，其特征在于，

所述步骤S03还包括：以钻孔中心为圆心在地面上画出第二圆圈(6)，第二圆圈(6)半径与第一圆圈(5)半径不同，第二圆圈(6)与8条放射状测线(4)相交得到8个二级测点，将第二测量部(12)的4对测量电极设置在8个二级测点上，并且每对测量电极中的两个测量电极关于钻孔中心中心对称；所述步骤S04还包括：测量第二测量部(12)的4对测量电极中每对测量电极内测量电极间的电势差并记录在控制器(7)中；

所述步骤S05还包括：将第二测量部(12)的测量电极的电势差标记在放射状测线(4)电压更高的第二测量部(12)的测量电极对应辅助射线(8)上，第二测量部(12)的标记点与电位原点的距离与电势差大小成正比，电压越高距离电位原点距离越远，连接所有相邻的辅助射线(8)上的电势差标记组成闭合的二级初始电压分布圈(15)；

所述步骤S07还包括：通过第二测量部(12)的4对测量电极实时测量4对测量电极中每对测量电极内测量电极间的电势差，如果电势差连续T2时段内保持稳定则将电势差及对应的测量电极记录在控制器(7)中；

所述步骤S08还包括：将第二测量部(12)的测量电极的电势差标记在放射状测线(4)电压更高的第一测量部(11)的测量电极对应辅助射线(8)上，第二测量部(12)的标记点与电位原点的距离与电势差大小成正比，电压越高距离电位原点距离越远，连接所有相邻的辅助射线(8)上的电压标记组成闭合的二级过程电压分布圈(16)；

还包括：

步骤S10、将第一圆圈(5)的半径减去第二圆圈(6)的半径得到S，测量第一测量部(11)得到稳定的一级过程电压分布圈与第二测量部(12)得到稳定的二级过程电压分布圈(16)的时间差ΔT，地下水流速的计算方法如下：

V＝S/ΔT，其中V表示地下水流速。