用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于工程勘探領(lǐng)域的水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試的裝置，尤其涉及一種用于水文地質(zhì)勘探中非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，包括長(zhǎng)方體堰箱、設(shè)置在長(zhǎng)方體堰箱一端的水堰板，水堰板兩側(cè)分別設(shè)置有測(cè)量堰口水深的標(biāo)尺，長(zhǎng)方體堰箱一側(cè)壁上遠(yuǎn)離水堰板的位置設(shè)置有進(jìn)水管和回水管，進(jìn)水管和回水管上分別安裝有進(jìn)水閥和回水閥，在長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部還設(shè)有與堰箱端面平行的消能板和穩(wěn)流板，本發(fā)明可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)回水閥，或同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水閥與回水閥的開度，實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)定流量控制，在進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)抽水試驗(yàn)的目的及需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)出水流量，實(shí)現(xiàn)流量的基本恒定，并可對(duì)出水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【專利說(shuō)明】用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于工程勘探領(lǐng)域的水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)試的裝置，尤其涉及一種用于水文地質(zhì)勘探中非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程勘探領(lǐng)域，含水層水文地質(zhì)參數(shù)是確定含水層的富水程度，評(píng)價(jià)井孔出水能力及工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，水文地質(zhì)參數(shù)的獲取通常采用室內(nèi)試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)確定。室內(nèi)試驗(yàn)需要現(xiàn)場(chǎng)原位取土，受取樣代表性、取土擾動(dòng)等因素影響，試驗(yàn)結(jié)果往往不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況?，F(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)通過(guò)對(duì)試驗(yàn)含水層現(xiàn)場(chǎng)抽水，通過(guò)實(shí)測(cè)的水位降深及井孔對(duì)應(yīng)涌水量資料，選用合適的計(jì)算公式，即可求出含水層的相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，試驗(yàn)結(jié)果較室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果更為可靠。
[0003]現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)分為穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)和非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求在一定持續(xù)的時(shí)間內(nèi)流量和水位同時(shí)相對(duì)穩(wěn)定，主要用于計(jì)算含水層的滲透系數(shù)。非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，是在抽水鉆孔中僅保持水量穩(wěn)定并使水位不斷改變，或僅保持水位穩(wěn)定使水量不斷改變的抽水試驗(yàn)。通過(guò)非穩(wěn)定抽水試驗(yàn)可以測(cè)求含水層的導(dǎo)水系數(shù)(T)、壓力傳導(dǎo)系數(shù)(a)、滲透系數(shù)(K)，及給水度(μ )或釋水系數(shù)(S)。
[0004]采用定流量非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)時(shí)，流量的定量控制受地下水滲出量的影響，雖然規(guī)定鉆孔涌水量變化幅度應(yīng)不大于3%，但由于地下水滲出量難以準(zhǔn)確估計(jì)，適宜水泵的選擇難度較大，因而造成出水流量難以控制。實(shí)際抽水試驗(yàn)過(guò)程中，一般通過(guò)在水泵出水管加裝回水系統(tǒng)，通過(guò)回水系統(tǒng)閥門控制回流入鉆孔(或井)中水量的方式，實(shí)現(xiàn)出水量的定流量控制。上述方法雖然可以實(shí)現(xiàn)出水流量的控制，但流量的監(jiān)測(cè)需要加裝流量計(jì)或量水堰等流量測(cè)定裝置。
[0005]生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，也可通過(guò)堰箱測(cè)定出水流量。堰箱為一側(cè)加裝量水堰板(直角三角堰或矩形堰)的長(zhǎng)方體水箱，進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)將水泵出水管置入水箱內(nèi)，通過(guò)測(cè)量堰口水深測(cè)算水流量。但該方法在進(jìn)行定流量非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)時(shí)僅具有流量監(jiān)測(cè)功能，不能控制流量，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有水文地質(zhì)勘探中非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量技術(shù)的不足，而提供一種用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，在進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)抽水試驗(yàn)的目的及需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)出水流量，實(shí)現(xiàn)流量的基本恒定，并可對(duì)出水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案:
一種用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，包括長(zhǎng)方體堰箱、設(shè)置在長(zhǎng)方體堰箱一端的水堰板，其特征在于:所述的水堰板兩側(cè)分別設(shè)置有測(cè)量堰口水深的標(biāo)尺，所述的長(zhǎng)方體堰箱一側(cè)壁上遠(yuǎn)離水堰板的位置設(shè)置有進(jìn)水管和回水管，進(jìn)水管和回水管上分別安裝有進(jìn)水閥和回水閥。[0008]所述的水堰板為直角三角堰堰板。
[0009]所述的標(biāo)尺豎直安裝在水堰板兩側(cè)，且標(biāo)尺的零點(diǎn)與水堰板堰口的最下端保持水平。
[0010]所述的長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部還設(shè)置有與堰箱端面平行的消能板和穩(wěn)流板。
[0011]所述的消能板和穩(wěn)流板的中間位置設(shè)置有柵孔，所述的柵孔呈梅花狀均勻分布在消能板和穩(wěn)流板上。
[0012]所述的長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部側(cè)壁上設(shè)置有擋板卡槽，消能板和穩(wěn)流板通過(guò)插入擋板卡槽內(nèi)而安裝在長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部。
[0013]所述的擋板卡槽位于長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部?jī)蓚?cè)壁上，沿長(zhǎng)方體堰箱中軸線呈對(duì)稱布置。
[0014]所述的進(jìn)水閥和回水閥為球閥或蝶形閥。
[0015]所述的堰箱底部四個(gè)角的支架上都設(shè)置有調(diào)平旋鈕，調(diào)平旋鈕可相互配合保證直角三角堰直角中心線鉛直。
[0016]所述的長(zhǎng)方體堰箱兩個(gè)相鄰的外壁上分別設(shè)置有一個(gè)水準(zhǔn)泡，水準(zhǔn)泡平行于長(zhǎng)方體堰箱的底面，用于指示箱體的水平和直角三角堰堰板的垂直。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明可同時(shí)實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)出水流量的定量控制和監(jiān)測(cè)。
[0018]2、本發(fā)明可通過(guò)位于長(zhǎng)方體堰箱底部的調(diào)平旋鈕的調(diào)節(jié)和水準(zhǔn)泡的指示，實(shí)現(xiàn)堰箱位置的調(diào)整，尤其是可以保證直角三角堰直角等分線的鉛直，確保直角三角堰測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0019]3、本發(fā)明可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)回水閥，或同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水閥與回水閥的開度，實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)定流量的控制。
[0020]4、由于本發(fā)明堰箱內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有多對(duì)擋板插槽，抽水試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)含水層的涌水量或水泵出水量靈活確定安裝消能板的數(shù)量，并根據(jù)直角三角堰規(guī)范要求確定穩(wěn)流板的位置。
[0021]5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明中擋板卡槽示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明中消能板和穩(wěn)流板柵孔分布示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明中直角三角堰堰板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1-4所示，一種用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，包括長(zhǎng)方體堰箱1，在長(zhǎng)方體堰箱的左端上部設(shè)置有直角三角堰堰板2，直角三角堰堰板2的兩側(cè)各安裝有一個(gè)標(biāo)尺3，標(biāo)尺3在豎直方向，其零點(diǎn)與水堰板堰口的最下端保持水平，標(biāo)尺3用來(lái)測(cè)量直角三角堰堰板2的堰口水位深度；長(zhǎng)方體堰箱I的前壁上靠近右端的位置設(shè)置有進(jìn)水管7和回水管8，進(jìn)水管7和回水管8上分別安裝有進(jìn)水閥9和回水閥10，進(jìn)水閥9和回水閥10為球閥或蝶形閥。長(zhǎng)方體堰箱I的前壁和右壁上都安裝有水準(zhǔn)泡12，水準(zhǔn)泡12平行于長(zhǎng)方體堰箱I的底面，用于指示長(zhǎng)方體堰箱I的箱體的水平和直角三角堰堰板的垂直。長(zhǎng)方體堰箱I的底部四個(gè)角的支架上都安裝有調(diào)平旋鈕11，調(diào)平旋鈕11可相互配合保證直角三角堰直角中心線鉛直。長(zhǎng)方體堰箱I的內(nèi)部前壁和后壁上安裝有多對(duì)擋板卡槽6，擋板卡槽6沿長(zhǎng)方體堰箱中軸線呈對(duì)稱布置，消能板4和穩(wěn)流板5通過(guò)插入擋板卡槽6內(nèi)而安裝在長(zhǎng)方體堰箱I內(nèi)部，消能板4和穩(wěn)流板5平行于長(zhǎng)方體堰箱的左右端面。消能板4和穩(wěn)流板5的中間位置呈梅花狀均勻設(shè)置有柵孔13。
[0027]在利用本發(fā)明抽水時(shí)，首先將進(jìn)水管7與水泵出水管相連，回水管8與回流入鉆孔(井)的水管一端相連，然后根據(jù)預(yù)抽水試驗(yàn)確定的鉆孔(井)涌水量進(jìn)而確定插入消能板4的數(shù)量以及穩(wěn)流板5的位置。消能板4和穩(wěn)流板5插入擋板卡槽6中。在進(jìn)行抽水試驗(yàn)前，通過(guò)調(diào)整長(zhǎng)方體堰箱I底部的調(diào)平旋鈕11，使長(zhǎng)方體堰箱I側(cè)壁水平安裝的水準(zhǔn)泡12中水珠位于中心位置，以保證長(zhǎng)方體堰箱I底部水平和直角三角堰堰板2的直角等分線鉛直。進(jìn)行定流量非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)出水流量的恒定:首先，打開進(jìn)水閥9至最大開度，打開回水閥10至一定開度，啟動(dòng)水泵，地下水自進(jìn)水管7流入長(zhǎng)方體堰箱1，進(jìn)入長(zhǎng)方體堰箱I的水經(jīng)消能板4消能和穩(wěn)流板5整流后，超過(guò)直角三角堰堰板2堰口底部的水經(jīng)堰口流出，通過(guò)直角三角堰堰板2兩側(cè)安裝的標(biāo)尺3可觀測(cè)堰口水深，利用直角三角堰流量計(jì)算公式可計(jì)算出抽水試驗(yàn)出水流量。試驗(yàn)時(shí)，觀測(cè)直角三角堰堰板2的堰口水深，當(dāng)堰口水深減小或過(guò)小時(shí)，可逐漸減小回水閥10的開度，此時(shí)經(jīng)回水管8流入鉆孔(井)的水量減少，實(shí)際流入長(zhǎng)方體堰箱I的水量將會(huì)增加。相對(duì)，如果直角三角堰堰板2的堰口水深過(guò)大時(shí)，可逐漸增大回水閥10的開度，此時(shí)經(jīng)回水管8流入鉆孔(井)的水量增加，實(shí)際流入長(zhǎng)方體堰箱I的水量將會(huì)減少，如此可保持堰口水深的基本恒定。試驗(yàn)過(guò)程中定時(shí)觀測(cè)鉆孔(井)地下水位，并做好同步記錄。當(dāng)單純調(diào)整回水閥10不能滿足抽水試驗(yàn)定流量控制需要時(shí)，也可通過(guò)進(jìn)水閥9和回水閥10的配合使用，實(shí)現(xiàn)直角三角堰堰板2的堰口水深基本恒定。具體操作時(shí)，可在啟動(dòng)水泵前將進(jìn)水閥9和回水閥10均設(shè)置于半開狀態(tài)，當(dāng)觀測(cè)的堰口水深過(guò)小或減小時(shí)，可同步減小回水閥10的開度和增大進(jìn)水閥9的開度，此時(shí)經(jīng)回水管8流入鉆孔(井)的水量減少，實(shí)際流入長(zhǎng)方體堰箱I的水量將會(huì)增加。相對(duì)，當(dāng)觀測(cè)的堰口水深過(guò)大時(shí)，可同步增加回水閥10的開度和減小進(jìn)水閥9的開度，此時(shí)經(jīng)回水管8流入鉆孔(井)的水量增加，實(shí)際流入長(zhǎng)方體堰箱I的水量將會(huì)減少，如此，可實(shí)現(xiàn)堰口水深的基本恒定。
[0028]定流量非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)要求抽水試驗(yàn)流量的基本恒定，由以上本發(fā)明的抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量裝置可以看出，本發(fā)明通過(guò)堰箱前壁的回水管上連接回水閥的單獨(dú)控制或進(jìn)水管連接進(jìn)水閥與回水閥的同步控制，可實(shí)現(xiàn)抽水試驗(yàn)出水流量的基本恒定，出水流量由堰箱一端的直角三角堰同步測(cè)定。本發(fā)明可根據(jù)預(yù)估的含水層涌水量靈活確定插入堰箱中消能板的數(shù)量和位置以及穩(wěn)流板的位置，通過(guò)位于堰箱底部調(diào)平旋鈕的調(diào)節(jié)和水準(zhǔn)泡的指示，實(shí)現(xiàn)直角三角堰直角中心線的鉛直，確保流量觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，包括長(zhǎng)方體堰箱、設(shè)置在長(zhǎng)方體堰箱一端的水堰板，其特征在于:所述的水堰板兩側(cè)分別設(shè)置有測(cè)量堰口水深的標(biāo)尺，所述的長(zhǎng)方體堰箱一側(cè)壁上遠(yuǎn)離水堰板的位置設(shè)置有進(jìn)水管和回水管，進(jìn)水管和回水管上分別安裝有進(jìn)水閥和回水閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的水堰板為直角三角堰堰板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的標(biāo)尺豎直安裝在水堰板兩側(cè)，且標(biāo)尺的零點(diǎn)與水堰板堰口的最下端保持水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部還設(shè)置有與堰箱端面平行的消能板和穩(wěn)流板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的消能板和穩(wěn)流板的中間位置設(shè)置有柵孔，所述的柵孔呈梅花狀均勻分布在消能板和穩(wěn)流板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部側(cè)壁上設(shè)置有擋板卡槽，消能板和穩(wěn)流板通過(guò)插入擋板卡槽內(nèi)而安裝在長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的擋板卡槽位于長(zhǎng)方體堰箱內(nèi)部?jī)蓚?cè)壁上，沿長(zhǎng)方體堰箱中軸線呈對(duì)稱布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的進(jìn)水閥和回水閥為球閥或蝶形閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的堰箱底部四個(gè)角的支架上都設(shè)置有調(diào)平旋鈕。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于抽水試驗(yàn)流量控制與測(cè)量的裝置，其特征在于:所述的長(zhǎng)方體堰箱兩個(gè)相鄰的外壁上分別設(shè)置有一個(gè)水準(zhǔn)泡，水準(zhǔn)泡平行于長(zhǎng)方體堰箱的底面。
【文檔編號(hào)】G01F1/00GK103439984SQ201310372627
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】樊向陽(yáng), 胡艷玲, 齊學(xué)斌, 李平, 李中陽(yáng), 黃仲冬, 吳海卿, 朱東海 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所