一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统及方法。包括注射井和若干排依次连接的观测井；每排观测井中的首端或末端观测井均与注射井连接，形成观测网络；所述注射井的底部侧壁为多孔结构；所述观测井的侧壁上设置有不同高度的细孔。本发明专利技术的注射井与观测井的连接方式简单，可提高系统整体的稳定性，形成不同的观测网络。本监测系统方便监测不同时间不同点位的溶质浓度变化情况，适用于潜流带溶质运移过程的现场观测和实验模拟研究。

【技术实现步骤摘要】
一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统及方法
本专利技术涉及一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统及方法，属于地下水监测

技术介绍
潜流带溶质运移过程是潜流交换研究领域长期备受关注的重点科学问题。受到潜流带溶质运移现场监测困难的影响，当前针对此方向的研究多围绕数值模拟展开，在现场观测和实验方面一直未能取得较好的突破，急缺相对成熟的监测辅助系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统及方法，以解决现有技术中存在的缺少监测辅助系统的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，包括注射井和若干排依次连接的观测井；每排观测井中的首端或末端观测井均与注射井连接；所述注射井的底部侧壁为多孔结构；所述观测井的侧壁上设置有不同高度的细孔。进一步的，所述观测井与观测井之间、注射井与观测井之间均通过连接杆连接；所述注射井的上部外侧壁上设置有环状滑道；与注射井连接的连接杆一端设置有球形接头；所述球形接头安装在环状滑道内；所述连接杆与观测井连接的一端均设置有铰接接头；所述连接杆与观测井之间均通过铰接接头铰接。进一步的，所述环状滑道上设置有滑道开口；所述滑道开口用于安装连接杆的球形接头。进一步的，所述注射井和观测井的底部均设置有螺旋钻钻头；所述螺旋钻钻头的上部设置有螺纹孔；所述螺旋钻钻头通过螺纹孔安装有钻杆。进一步的，所述细孔的外部设置有滤层。进一步的，所述注射井和观测井均采用聚氯乙烯材料；所述观测井的滤层采用土工滤网材料；所述螺旋钻钻头采用碳钢材料。一种河道潜流带地下水溶质运移监测方法，所述方法采用河道潜流带地下水溶质运移监测系统实现；所述监测系统包括：注射井和若干排依次连接的观测井；每排观测井中的首端或末端观测井均与注射井连接，形成观测网络；所述注射井的底部侧壁为多孔结构；所述观测井的侧壁上设置有不同高度的细孔；所述方法包括以下步骤：根据河道水流条件确定潜流带溶质的扩散方向；根据溶质的扩散方向选取溶质运移监测阵型；根据监测阵型安装注射井和观测井至指定点位河床以下固定深度，形成观测网络；向注射井中注入溶质溶液；抽取观测井中不同时刻溶质溶液并测量其溶质浓度；根据溶质浓度绘制溶质过程曲线；根据溶质过程曲线分析溶质在潜流带的运移情况以及潜流交换强度。进一步的，所述观测井与观测井之间、注射井与观测井之间均通过连接杆连接；所述注射井的上部外侧壁上设置有环状滑道；与注射井连接的连接杆一端设置有球形接头；所述球形接头安装在环状滑道内；所述连接杆与观测井连接的一端均设置有铰接接头；所述连接杆与观测井之间均通过铰接接头铰接。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术将多排依次连接的观测井与注射井连接，形成不同的观测网络，注射井与观测井的连接方式简单，提高了系统整体的稳定性。本监测系统方便监测不同时间不同点位的溶质浓度变化情况，适用于潜流带溶质运移过程的现场观测和实验模拟研究；螺旋钻头有助于将注射井及观测井装置安装到地下指定深度处；环形滑道方便增减连接杆的数量，且方便监测不同方向的溶质运移情况。附图说明图1是本专利技术河道潜流带地下水溶质运移监测系统正视图；图2是本专利技术河道潜流带地下水溶质运移监测系统俯视图；图3是螺旋钻钻头与钻杆连接的细节图；图4是滑道与球铰连接的细节图。附图标记：1-注射井；2-螺旋钻钻头；3-螺纹孔；4-钻杆；5-环形滑道；6-连接杆；7-球铰；8-铰接接头；9-观测井；10-细孔；11-滤层；12-滑道开口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。一种河流潜流带地下水溶质运移监测系统，包括底部侧壁多孔的注射井1装置，注射井1装置底部与螺旋钻钻头2相连，钻头上部设置带有螺纹的孔洞3，与底部具有螺纹的可拆卸钻杆4以螺纹连接的方式相接，注射井1装置上部的外侧壁上设置有一环状滑道5，滑道内接入数组可伸缩的连接杆6并设一开口以供连接杆一端的球铰7接入，连接杆6的另一端为铰接接头8，铰接接头8与观测井9装置铰接，观测井9装置具有多组，每组的观测井9之间依次通过连接杆6连接；每组观测井9中的首端或末端观测井9均与注射井1通过连接杆6连接。观测井9分别在不同高度的侧壁上设有细孔10，细孔10外部设有滤层11，以实现阻隔泥沙、保障水流流入的功能。观测井9装置底部与螺旋钻钻头2相连，钻头上部设置带有螺纹的孔洞3，与底部具有螺纹的可拆卸钻杆4以螺纹连接的方式相接，将注射井1、观测井9与螺旋钻钻头2相接，保证在钻孔同时将注射井1及观测井9安装至地下指定深度。螺旋钻钻头2与钻杆4通过螺纹连接的方式相接，便于在将注射井1和观测井9安装至指定深度后取下钻杆4，形成完整的注射井1、观测井9。注射井1和观测井9采用聚氯乙烯（PVC）材料，滤层11采用土工滤网材料，螺旋钻钻头采用碳钢材料。为了能够将观测井1和注射井9安装至指定位置，将钻杆4与螺旋钻钻头2旋紧，手工将观测井1和注射井9钻至指定位置后，反方向旋转，取出钻杆4；为了形成更为自由、稳定的观测网络，将连接注射井1与观测井9的可伸缩连接杆6的球铰7端从滑道开口12处装入环形滑道5，另一端通过铰接方式与观测井9相连；同理，将连接两观测井9的连接杆6的两端铰接接头8与两观测井9铰接；通过球接与铰接的方式形成稳定的观测网络。本专利技术的实施过程参阅图1所示，首先根据河道水流条件确定潜流带溶质的扩散方向；根据溶质的扩散方向选取合适的监测阵型，将钻杆4与螺旋钻钻头2旋紧，分别将注射井1与观测井9安装至指定位点的指定深度处，将钻杆4旋出取下；将连接注射井1与观测井9的可伸缩连接杆6的球铰7端从滑道开口12处装入环形滑道5，另一端通过铰接方式与观测井9相连；同理，将连接两观测井9的连接杆6与两观测井9铰接；通过球接与铰接的方式形成稳定的观测网络；将配制好的溶液从注射井1注入，定时抽取观测井9中的溶液检测溶质浓度，绘制溶质过程曲线，监测溶质在潜流带的运移情况及当地潜流交换的强度。本专利技术提供的装置便于安装、操作简单、整体稳定、可任意增减观测井数量组成多种观测网的河流潜流带地下水溶质运移监测系统。螺旋钻头2有助于将注射井1及观测井9安装到地下指定深度处；环形滑道5方便增减连接杆6的数量，且方便监测不同方向的溶质运移情况；注射井1与观测井9的连接方式简单，可提高系统整体的稳定性；通过球接、铰接的方式可形成不同的观测网络。本监测系统方便监测不同时间不同点位的溶质浓度变化情况，对研究潜流带的溶质交换具有重要意义。本专利技术针对当前潜流带溶质运移实验研究的空白，设计出满足实验要求的监测仪器，运用于实验并取得了良好的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，包括注射井和若干排依次连接的观测井；每排观测井中的首端或末端观测井均与注射井连接，形成观测网络；所述注射井的底部侧壁为多孔结构；所述观测井的侧壁上设置有不同高度的细孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，包括注射井和若干排依次连接的观测井；每排观测井中的首端或末端观测井均与注射井连接，形成观测网络；所述注射井的底部侧壁为多孔结构；所述观测井的侧壁上设置有不同高度的细孔。


2.根据权利要求1所述的一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，所述观测井与观测井之间、注射井与观测井之间均通过连接杆连接；所述注射井的上部外侧壁上设置有环状滑道；与注射井连接的连接杆一端设置有球形接头；所述球形接头安装在环状滑道内；所述连接杆与观测井连接的一端均设置有铰接接头；所述连接杆与观测井之间均通过铰接接头铰接。


3.根据权利要求2所述的一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，所述环状滑道上设置有滑道开口；所述滑道开口用于安装连接杆的球形接头。


4.根据权利要求1所述的一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，所述注射井和观测井的底部均设置有螺旋钻钻头；所述螺旋钻钻头的上部设置有螺纹孔；所述螺旋钻钻头通过螺纹孔安装有钻杆。


5.根据权利要求1所述的一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于，所述细孔的外部设置有滤层。


6.根据权利要求1所述的一种河道潜流带地下水溶质运移监测系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁程鹏，林雨竹，吴成城，秦巍，季柯妍，司海洋，孙龙，张颖，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32