一种渗流监测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种渗流监测装置和方法，渗流监测装置，包括渗流场监测设施和温度场监测设施；所述渗流场监测设施包括多个测压管，每个所述测压管布置于防渗体系下游侧的每个监测点位，所述测压管的底部穿过监测点位地面和地面下方的渗流监测地层；每个所述测压管的管内安装水位测量装置；所述温度场监测设施包括第一测温光缆、第二测温光缆、钢球、渗流测量控制箱、通信光缆、光纤温度测量系统、电源电缆和电源。本发明专利技术综合渗流场和温度场的异常变化分析防渗体系渗漏情况，从而实现渗漏通道或渗漏部位的追踪/定位。本发明专利技术能有效提高渗流监测的灵敏度，并能够准确追踪/定位防渗体系渗漏通道。道。道。

【技术实现步骤摘要】
一种渗流监测装置和方法
[0001]

[0002]本专利技术属于水利水电工程安全监测
，具体涉及一种渗流监测装置和方法。

技术介绍

[0003]现有渗流监测技术，通过监测防渗体系下游岩土体内地下水位获取渗流场，根据渗流场水位与库水位的相关程度及渗流场水力梯度的异常变化，分析评判防渗体系防渗效果，具有灵敏度低、分析难度大且不能分析定位渗漏通道的不足。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种渗流监测装置和方法，可有效解决上述问题。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种渗流监测装置，包括渗流场监测设施和温度场监测设施；所述渗流场监测设施包括多个测压管（2），每个所述测压管（2）布置于防渗体系下游侧的每个监测点位，所述测压管（2）的底部穿过监测点位地面和地面下方的渗流监测地层；每个所述测压管（2）的管内安装水位测量装置（4）；所述温度场监测设施包括第一测温光缆（5
‑
1）、第二测温光缆（5
‑
2）、渗流测量控制箱（7）、通信光缆（8）、光纤温度测量系统（9）、电源电缆（15）和电源（16）；所述第一测温光缆（5
‑
1）整段连续，所述第一测温光缆（5
‑
1）的两端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第一测温光缆（5
‑
1）的中部，在每个监测点位下沉入对应的所述测压管（2）的管底；所述第二测温光缆（5
‑
2）的两端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第二测温光缆（5
‑
2）的中部经过防渗体系上游侧；各个所述测压管（2）内的所述水位测量装置（4）接入所述渗流测量控制箱（7）；所述渗流测量控制箱（7）通过通信光缆（8）与所述光纤温度测量系统（9）连接；所述电源（16）通过所述电源电缆（15），分别与所述渗流测量控制箱（7）和所述光纤温度测量系统（9）连接。
[0006]优选的，所述第一测温光缆（5
‑
1）的一端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第一测温光缆（5
‑
1）的另一端伸入到一个所述测压管（2）的管底后，再向上折弯从所述测压管（2）的管口伸出，使所述第一测温光缆（5
‑
1）在所述测压管（2）的管内呈U型形状，在所述测压管（2）内放置钢球（6）对所述第一测温光缆（5
‑
1）的U型形状进行限位；然后，从所述测压管（2）的管口伸出的所述第一测温光缆（5
‑
1），再采用U型形状下放至另一个所述测压管（2）的管内，如此使所述第一测温光缆（5
‑
1）经过各个所述测压管（2）后，形成测温网络，再接入
到所述渗流测量控制箱（7）。
[0007]优选的，每个所述渗流测量控制箱（7）安装有电源避雷器（14）。
[0008]优选的，所述光纤温度测量系统（9）内集成安装分布式光纤温度测量仪（10）、交换机（11）、服务器（12）和控制计算机（13）。
[0009]本专利技术还提供一种渗流监测装置的渗流监测方法，包括以下步骤：步骤1，渗流场的监测：防渗体系下游侧呈网格状分布多个监测点位，每个监测点位安装一个测压管（2），所述测压管（2）内安装一个水位测量装置（4），因此，每个监测点位的水位测量装置（4）自动测量其水位值，并发送给渗流测量控制箱（7），由此得到每个监测时刻每个监测点位的水位值，形成渗流场；步骤2，温度场的监测：在每个监测时刻，通过第二测温光缆（5
‑
2）测量得到防渗体系上游侧库水温；同时，分别采用梯度法和电热脉冲法，通过第一测温光缆（5
‑
1）测量每个监测点位沿测压管深度方向的梯度法温度分布和电热脉冲法温度分布；不同监测时刻的防渗体系上游侧库水温，形成库水温温度分布；各个所述监测点位的梯度法温度分布，形成梯度法温度场；各个所述监测点位的电热脉冲法温度分布，形成电热脉冲法温度场；步骤3，对防渗体系下游侧的渗流场、库水温温度分布、梯度法温度场和电热脉冲法温度场进行综合分析，定位渗漏部位的地理位置以及渗漏通道经过的地层位置。
[0010]本专利技术提供的一种渗流监测装置和方法具有以下优点：本专利技术综合渗流场和温度场的异常变化分析防渗体系渗漏情况，从而实现渗漏通道或渗漏部位的追踪/定位。本专利技术能有效提高渗流监测的灵敏度，并能够准确追踪/定位防渗体系渗漏通道。
附图说明
[0011]图1为本专利技术提供的渗流监测装置的结构图；图2为本专利技术提供的某沥青混凝土心墙坝防渗体系渗流监测布置图；图3为本专利技术提供的某面板砂砾石坝水温观测孔位置图；图4为本专利技术提供的观测孔温度随高程分布曲线图。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0013]本专利技术在现有（平面）渗流监测技术的基础上，通过监测分布在渗流场各监测点位沿深度的水温分布获取温度场，综合渗流场和温度场的异常变化分析防渗体系渗漏情况，根据温度场异常变化映射（三维）渗流场变化，从而实现渗漏通道或渗漏部位的追踪/定位。本专利技术能有效提高渗流监测的灵敏度，并能够准确追踪/定位防渗体系渗漏通道。
[0014]本专利技术依据的原理：
当防渗体系发生渗漏时，渗漏部位和渗漏通道的水力梯度增大，相应地层的渗流流速变大，若渗漏水与流经地层存在温差时，渗漏部位和渗漏通道的温度将被改变，这种温度变化利用测温光纤/缆采用梯度法（即直接量测测压管水温分布的异常变化）即可量测并追踪/定位；若渗漏水与流经地层温度相当时，渗流流速变大将使加热光纤/缆温升的速度变慢，温度分布在渗漏水流经光纤/缆的部位因温升慢而出现温度低谷，利用测温光纤/缆采用电热脉冲法（即加热测温光缆的金属套或特制的电导体使测温光缆升温后量测测压管水温分布的异常变化）可量测并追踪/定位这种温度低谷。
[0015]参考图1，本专利技术提供一种渗流监测装置，包括渗流场监测设施和温度场监测设施；渗流场监测设施包括多个测压管2，每个测压管2布置于防渗体系下游侧的每个监测点位，测压管2的底部穿过监测点位地面和地面下方的渗流监测地层；每个测压管2的管内安装水位测量装置4；水位测量装置4可采用压力式水位计；温度场监测设施包括第一测温光缆5
‑
1、第二测温光缆5
‑
2、渗流测量控制箱7、通信光缆8、光纤温度测量系统9、电源电缆15和电源16；第一测温光缆5
‑
1整段连续，第一测温光缆5
‑
1的两端与渗流测量控制箱7连接，第一测温光缆5
‑
1的中部，在每个监测点位下沉入对应的测压管2的管底；具体的，第一测温光缆5
‑
1的一端与渗流测量控制箱7连接，第一测温光缆5
‑
1的另一端伸入到一个测压管2的管底后，再向上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渗流监测装置，其特征在于，包括渗流场监测设施和温度场监测设施；所述渗流场监测设施包括多个测压管（2），每个所述测压管（2）布置于防渗体系下游侧的每个监测点位，所述测压管（2）的底部穿过监测点位地面和地面下方的渗流监测地层；每个所述测压管（2）的管内安装水位测量装置（4）；所述温度场监测设施包括第一测温光缆（5
‑
1）、第二测温光缆（5
‑
2）、渗流测量控制箱（7）、通信光缆（8）、光纤温度测量系统（9）、电源电缆（15）和电源（16）；所述第一测温光缆（5
‑
1）整段连续，所述第一测温光缆（5
‑
1）的两端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第一测温光缆（5
‑
1）的中部，在每个监测点位下沉入对应的所述测压管（2）的管底；所述第二测温光缆（5
‑
2）的两端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第二测温光缆（5
‑
2）的中部经过防渗体系上游侧；各个所述测压管（2）内的所述水位测量装置（4）接入所述渗流测量控制箱（7）；所述渗流测量控制箱（7）通过通信光缆（8）与所述光纤温度测量系统（9）连接；所述电源（16）通过所述电源电缆（15），分别与所述渗流测量控制箱（7）和所述光纤温度测量系统（9）连接。2.根据权利要求1所述的一种渗流监测装置，其特征在于，所述第一测温光缆（5
‑
1）的一端与所述渗流测量控制箱（7）连接，所述第一测温光缆（5
‑
1）的另一端伸入到一个所述测压管（2）的管底后，再向上折弯从所述测压管（2）的管口伸出，使所述第一测温光缆（5
‑
1）在所述测压管（2）的管内呈U型形状，在所述测压管（2）内放置钢球（6）对所述第一测温光缆（5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永晖，喻葭临，夏天倚，张晨亮，葛鹏，周宜红，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：