【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文地质参数探测，尤其涉及一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置和探测方法。
技术介绍
1、地下水是可溶性污染物迁移的重要载体，通过监测地下水流向和流速，能够厘定地下水流场和污染物迁移路径，从而为地下水污染治理提供有力依据。然而，喀斯特地区地层高度非均质性，地表落水洞、天窗等岩溶地貌发育，地下裂缝、溶洞和管道等错综复杂，从而使高精准度测量地下水流向和流速具有重要挑战。即便是探穴人员进入，也存在不便探明地下水流向和流速的情况。现有水文地质示踪试验中应用最广的是荧光素类和盐类示踪剂。然而，当矿区地下水的ph低和矿化度高时，上述示踪剂的应用具有一定的局限性；当地下水与饮用水连通时，选用的示踪剂必须无毒、绿色环保。
2、中国专利授权公告号为cn 116148941 b提供了地下水流速流向测量装置、系统及方法，该方法以温度为示踪剂，利用地下水流动速度的大小与温度探头接收到温度变化的时间计算出地下水流速的大小，利用陀螺仪获取地下水位姿状态。中国专利授权公告号为cn 110146939 b提供了一种深部地下水流速测定方法，通过可视摄像头观测水流的方向，利用多普勒流速仪测定地下水流速。中国专利授权公告号为cn 105467468 b提供了一种用于地下水文检测的示踪剂及其制备方法和应用，该专利技术利用多种化学组分制得络合物作为示踪剂对岩溶地下水的流速、流向进行检测，然而并未明确提供特定位点如何获得地下水流向的方法。中国专利授权公告号为cn 114384224 b提供了基于多同位素联合示踪的流域氮磷污染物解析方法与系统，联
3、如何开发一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置和探测方法，能够高精准度、绿色环保的适用于地下水流向和流速的探测，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，解决
技术介绍
中所列的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，包括圆筒壳、多个管夹、空心多孔柱、多个溶解氧测定探头、多段套管和空气泵,多段所述套管拼接成一个整体，且最后一段所述套管与所述圆筒壳连通，所述圆筒壳的内壁上均匀分布有多个所述管夹，所述管夹上固定安装有所述溶解氧测定探头，所述圆筒壳的内部中间位置上设置有空心多孔柱，且在所述空心多孔柱内通过所述套管安装有所述溶解氧测定探头，所述空气泵通过空气管线与所述空心多孔柱连通；
4、还包括数据采集器，所述数据采集器位于所述圆筒壳的内部，所述溶解氧测定探头与所述数据采集器电连接，所述数据采集器与放置在地面上的数据处理器电连接。
5、优选的，所述圆筒壳包括壳体，所述壳体的上端设置有圆筒壳母扣接头，所述圆筒壳母扣接头与所述套管密封连接。
6、优选的，所述圆筒壳母扣接头的外侧壁上设置有圆筒壳360°刻度线。
7、优选的，所述壳体的内侧壁上安装有隔盖，所述隔盖将所述壳体的内部分隔成敞开段和封闭段，所述管夹、溶解氧测定探头位于所述敞开段内，所述空心多孔柱安装在所述隔盖的下表面中间位置，空气管线贯穿所述隔盖后分别与所述空气泵、空心多孔柱连通，所述数据采集器位于所述封闭段内。
8、优选的，所述壳体的外侧壁上设置有网状保护罩。
9、优选的，所述空心多孔柱的侧壁上设置有细孔。
10、优选的，单个所述套管包括管体，所述管体的两端开口处分别设置有母丝扣接头和公丝扣接头，任意相邻的两个所述套管通过所述公丝扣接头、母丝扣接头配合连接在一起。
11、优选的，所述管体两端开口的外周面上设置有套管360°刻度线。
12、一种基于溶解氧的地下水流向流速探测方法，包括如下步骤：
13、步骤一、组装探测装置，在壳体的内壁上放置隔盖，在隔盖的下表面安装空心多孔柱，并在壳体内壁的圆周面上和空心多孔柱内通过管夹安装溶解氧测定探头，溶解氧测定探头与数据采集器，多个套管相互拼接成一个整体后与圆柱壳拼接在一起，数据采集器通过数据传输线沿着套管的内部与放置在地面上的数据处理器电连接，地面上的空气泵通过空气管线沿着套管的内部与空心多孔柱连通；
14、步骤二、获取地下水溶解氧值的背景值，通过套管360°刻度线和圆筒壳360°刻度线的读数在组装拼接过程中保持一致，即多个套管上的0°刻度线均与圆筒壳上的0°刻度线保持一致，用来标定每个溶解氧测定探头所处的方位角，并将溶解氧测定探头安置于地下水液面下，获得地下水溶解氧值的背景值do0；
15、步骤三、启动空气泵向空心多孔柱内提供稳定空气源，空气泵向空心多孔柱内通气，通过安装在空心多孔柱内和壳体内壁圆周布置的溶解氧测定探头，获得空心多孔柱内空气源溶解氧量do1和壳体内壁呈圆周布置的溶解氧测定探头处的溶解氧量don；
16、步骤四：确定地下水流向，将获得的每个溶解氧测定探头获得溶解氧的浓度值与溶解氧测定探头所处方位角数据矢量化，绘制地下水溶解氧浓度等高线图，壳体内壁外周面上均匀布置的溶解氧测定探头测得的溶解氧浓度由低到高的方向，即为地下水的一维流向；
17、步骤五：确定地下水流速，获得单次空气泵入时间、空心多孔柱内空气源溶解氧量开始变化时间t1和泵入时间t2，并根据步骤三中溶解氧量在地下水流向上最高浓度与最低浓度的两个等高点的距离差，即可计算出地下水流速。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
19、本专利技术一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置和探测方法，通过以溶解氧为示踪剂，解决了传统化学示踪剂易对地下水造成污染的难题，该方法操作简单、结果精确、造价低廉、安全环保，具有较大的应用前景。
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1.一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：包括圆筒壳(1)、多个管夹(2)、空心多孔柱(3)、多个溶解氧测定探头(4)、多段套管(5)和空气泵(8),多段所述套管(5)拼接成一个整体，且最后一段所述套管(5)与所述圆筒壳(1)连通，所述圆筒壳(1)的内壁上均匀分布有多个所述管夹(2)，所述管夹(2)上固定安装有所述溶解氧测定探头(4)，所述圆筒壳(1)的内部中间位置上设置有空心多孔柱(3)，且在所述空心多孔柱(3)内通过所述套管(5)安装有所述溶解氧测定探头(4)，所述空气泵(8)通过空气管线与所述空心多孔柱(3)连通；
2.根据权利要求1所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述圆筒壳(1)包括壳体(17)，所述壳体(17)的上端设置有圆筒壳母扣接头(16)，所述圆筒壳母扣接头(16)与所述套管(5)密封连接。
3.根据权利要求2所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述圆筒壳母扣接头(16)的外侧壁上设置有圆筒壳360°刻度线(15)。
4.根据权利要求2所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置
5.根据权利要求4所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述壳体(17)的外侧壁上设置有网状保护罩(12)。
6.根据权利要求5所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述空心多孔柱(3)的侧壁上设置有细孔(31)。
7.根据权利要求4所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：单个所述套管(5)包括管体(54)，所述管体(54)的两端开口处分别设置有母丝扣接头(52)和公丝扣接头(51)，任意相邻的两个所述套管(5)通过所述公丝扣接头(51)、母丝扣接头(52)配合连接在一起。
8.根据权利要求7所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述管体(54)两端开口的外周面上设置有套管360°刻度线(53)。
9.一种基于溶解氧的地下水流向流速探测方法，利用权利要求1-8任一项所述的一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置完成，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：包括圆筒壳(1)、多个管夹(2)、空心多孔柱(3)、多个溶解氧测定探头(4)、多段套管(5)和空气泵(8),多段所述套管(5)拼接成一个整体，且最后一段所述套管(5)与所述圆筒壳(1)连通，所述圆筒壳(1)的内壁上均匀分布有多个所述管夹(2)，所述管夹(2)上固定安装有所述溶解氧测定探头(4)，所述圆筒壳(1)的内部中间位置上设置有空心多孔柱(3)，且在所述空心多孔柱(3)内通过所述套管(5)安装有所述溶解氧测定探头(4)，所述空气泵(8)通过空气管线与所述空心多孔柱(3)连通；
2.根据权利要求1所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述圆筒壳(1)包括壳体(17)，所述壳体(17)的上端设置有圆筒壳母扣接头(16)，所述圆筒壳母扣接头(16)与所述套管(5)密封连接。
3.根据权利要求2所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述圆筒壳母扣接头(16)的外侧壁上设置有圆筒壳360°刻度线(15)。
4.根据权利要求2所述的基于溶解氧的地下水流向流速探测装置，其特征在于：所述壳体(17)的内侧壁上安装有隔盖(11)，所述隔盖(11)将所述壳体(17)的内部分隔成敞开段(13)和封闭段(14)...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝海洋，吴攀，陈满志，张世鸿，杨斌，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：
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