[发明专利]一种单井地下水渗流流速流向测量方法及测量仪

摘要

本发明提供了一种单井地下水渗流流速流向测量方法及测量仪，测量仪包括控制器和渗流探测器，所述渗流探测器包括外壳、上隔板、测斜集成传感器、摆锤和压力传感器，摆锤与上隔板的中心通过细绳连接，由于水流的作用，摆锤底部摆球会受到持续不断的渗流力，该渗流力通过圆盘传递到相邻的压力传感器上，同时测斜集成传感器测得测量仪的倾角与方位角以及压力传感器的方位角，可知此时摆锤重力分量，通过力的矢量计算可判断出渗流力的大小和方向从而间接地换算成渗流的流速和流向；本测量仪具有结构简单、功耗低等特点，测量方法可广泛应用于边坡、地下连续墙、水坝等岩土体或地下建筑的渗流情况监测。

主权项

一种单井地下水渗流流速流向测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将细杆、圆盘和摆球顺序连接形成摆锤，将摆锤的顶端与支撑装置活动连接使得摆锤可自由摆动，在支撑装置上安装3个以上压力传感器，各压力传感器处于同一平面上并且沿同一圆周均布，调整压力传感器或圆盘位置，使得圆盘位于各压力传感器所在平面上并且各压力传感器所围区域与圆盘间隙配合，随后将支撑装置置于地下水水流中；(2)测量摆锤圆盘与水平面的倾斜角θ、摆锤的方位角和各压力传感器的方位角，接收各压力传感器的压力信号并计算压力传感器的合力矢量F1，计算摆锤的重力在各压力传感器所在平面上的分力矢量F2，计算公式为F2＝mg*sinθ，其中m为摆锤的质量，g为重力加速度，将合力矢量F1与分力矢量F2合成得到合力矢量F3，通过摆锤的方位角和各压力传感器的方位角得到合力矢量F3的方位角，合力矢量F3的方向的反方向即为地下水渗流流向；(3)通过合力矢量F3计算地下水渗流流速v，计算公式为：v=2F3CF0A]]>其中，为已知的地下水总阻力系数，A为摆球的最大横截面积。