用于抽水试验流量控制与测量的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于工程勘探领域的水文地质参数测试的装置，尤其涉及一种用于水文地质勘探中非稳定流抽水试验流量控制与测量的装置，包括长方体堰箱、设置在长方体堰箱一端的水堰板，水堰板两侧分别设置有测量堰口水深的标尺，长方体堰箱一侧壁上远离水堰板的位置设置有进水管和回水管，进水管和回水管上分别安装有进水阀和回水阀，在长方体堰箱内部还设有与堰箱端面平行的消能板和稳流板，本发明可通过单独调节回水阀，或同时调节进水阀与回水阀的开度，实现抽水试验定流量控制，在进行抽水试验时，可根据抽水试验的目的及需要动态调节出水流量，实现流量的基本恒定，并可对出水量进行监测，本发明结构简单，操作方便。
【专利说明】用于抽水试验流量控制与测量的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于工程勘探领域的水文地质参数测试的装置，尤其涉及一种用于水文地质勘探中非稳定流抽水试验流量控制与测量的装置。
【背景技术】
[0002]在工程勘探领域，含水层水文地质参数是确定含水层的富水程度，评价井孔出水能力及工程设计的重要依据，水文地质参数的获取通常采用室内试验或现场抽水试验确定。室内试验需要现场原位取土，受取样代表性、取土扰动等因素影响，试验结果往往不能准确反映实际情况。现场抽水试验通过对试验含水层现场抽水，通过实测的水位降深及井孔对应涌水量资料，选用合适的计算公式，即可求出含水层的相关水文地质参数，试验结果较室内试验结果更为可靠。
[0003]现场抽水试验分为稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验，稳定流抽水试验要求在一定持续的时间内流量和水位同时相对稳定，主要用于计算含水层的渗透系数。非稳定流抽水试验，是在抽水钻孔中仅保持水量稳定并使水位不断改变，或仅保持水位稳定使水量不断改变的抽水试验。通过非稳定抽水试验可以测求含水层的导水系数(T)、压力传导系数(a)、渗透系数(K)，及给水度(μ )或释水系数(S)。
[0004]采用定流量非稳定流抽水试验时，流量的定量控制受地下水渗出量的影响，虽然规定钻孔涌水量变化幅度应不大于3%，但由于地下水渗出量难以准确估计，适宜水泵的选择难度较大，因而造成出水流量难以控制。实际抽水试验过程中，一般通过在水泵出水管加装回水系统，通过回水系统阀门控制回流入钻孔(或井)中水量的方式，实现出水量的定流量控制。上述方法虽然可以实现出水流量的控制，但流量的监测需要加装流量计或量水堰等流量测定装置。
[0005]生产实际中进行抽水试验时，也可通过堰箱测定出水流量。堰箱为一侧加装量水堰板(直角三角堰或矩形堰)的长方体水箱，进行抽水试验时将水泵出水管置入水箱内，通过测量堰口水深测算水流量。但该方法在进行定流量非稳定流抽水试验时仅具有流量监测功能，不能控制流量，具有一定的局限性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有水文地质勘探中非稳定流抽水试验流量控制与测量技术的不足，而提供一种用于抽水试验流量控制与测量的装置，在进行抽水试验时，可根据抽水试验的目的及需要动态调节出水流量，实现流量的基本恒定，并可对出水量进行监测。
[0007]本发明所采用的技术方案:
一种用于抽水试验流量控制与测量的装置，包括长方体堰箱、设置在长方体堰箱一端的水堰板，其特征在于:所述的水堰板两侧分别设置有测量堰口水深的标尺，所述的长方体堰箱一侧壁上远离水堰板的位置设置有进水管和回水管，进水管和回水管上分别安装有进水阀和回水阀。[0008]所述的水堰板为直角三角堰堰板。
[0009]所述的标尺竖直安装在水堰板两侧，且标尺的零点与水堰板堰口的最下端保持水平。
[0010]所述的长方体堰箱内部还设置有与堰箱端面平行的消能板和稳流板。
[0011]所述的消能板和稳流板的中间位置设置有栅孔，所述的栅孔呈梅花状均匀分布在消能板和稳流板上。
[0012]所述的长方体堰箱内部侧壁上设置有挡板卡槽，消能板和稳流板通过插入挡板卡槽内而安装在长方体堰箱内部。
[0013]所述的挡板卡槽位于长方体堰箱内部两侧壁上，沿长方体堰箱中轴线呈对称布置。
[0014]所述的进水阀和回水阀为球阀或蝶形阀。
[0015]所述的堰箱底部四个角的支架上都设置有调平旋钮，调平旋钮可相互配合保证直角三角堰直角中心线铅直。
[0016]所述的长方体堰箱两个相邻的外壁上分别设置有一个水准泡，水准泡平行于长方体堰箱的底面，用于指示箱体的水平和直角三角堰堰板的垂直。
[0017]本发明的有益效果:
1、本发明可同时实现抽水试验出水流量的定量控制和监测。
[0018]2、本发明可通过位于长方体堰箱底部的调平旋钮的调节和水准泡的指示，实现堰箱位置的调整，尤其是可以保证直角三角堰直角等分线的铅直，确保直角三角堰测定结果的准确性。
[0019]3、本发明可通过单独调节回水阀，或同时调节进水阀与回水阀的开度，实现抽水试验定流量的控制。
[0020]4、由于本发明堰箱内侧壁设置有多对挡板插槽，抽水试验时可根据现场含水层的涌水量或水泵出水量灵活确定安装消能板的数量，并根据直角三角堰规范要求确定稳流板的位置。
[0021]5、本发明结构简单，操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明总体结构示意图。
[0023]图2是本发明中挡板卡槽示意图。
[0024]图3是本发明中消能板和稳流板栅孔分布示意图。
[0025]图4是本发明中直角三角堰堰板结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1-4所示，一种用于抽水试验流量控制与测量的装置，包括长方体堰箱1，在长方体堰箱的左端上部设置有直角三角堰堰板2，直角三角堰堰板2的两侧各安装有一个标尺3，标尺3在竖直方向，其零点与水堰板堰口的最下端保持水平，标尺3用来测量直角三角堰堰板2的堰口水位深度；长方体堰箱I的前壁上靠近右端的位置设置有进水管7和回水管8，进水管7和回水管8上分别安装有进水阀9和回水阀10，进水阀9和回水阀10为球阀或蝶形阀。长方体堰箱I的前壁和右壁上都安装有水准泡12，水准泡12平行于长方体堰箱I的底面，用于指示长方体堰箱I的箱体的水平和直角三角堰堰板的垂直。长方体堰箱I的底部四个角的支架上都安装有调平旋钮11，调平旋钮11可相互配合保证直角三角堰直角中心线铅直。长方体堰箱I的内部前壁和后壁上安装有多对挡板卡槽6，挡板卡槽6沿长方体堰箱中轴线呈对称布置，消能板4和稳流板5通过插入挡板卡槽6内而安装在长方体堰箱I内部，消能板4和稳流板5平行于长方体堰箱的左右端面。消能板4和稳流板5的中间位置呈梅花状均匀设置有栅孔13。
[0027]在利用本发明抽水时，首先将进水管7与水泵出水管相连，回水管8与回流入钻孔(井)的水管一端相连，然后根据预抽水试验确定的钻孔(井)涌水量进而确定插入消能板4的数量以及稳流板5的位置。消能板4和稳流板5插入挡板卡槽6中。在进行抽水试验前，通过调整长方体堰箱I底部的调平旋钮11，使长方体堰箱I侧壁水平安装的水准泡12中水珠位于中心位置，以保证长方体堰箱I底部水平和直角三角堰堰板2的直角等分线铅直。进行定流量非稳定流抽水试验时，通过以下方式实现抽水试验出水流量的恒定:首先，打开进水阀9至最大开度，打开回水阀10至一定开度，启动水泵，地下水自进水管7流入长方体堰箱1，进入长方体堰箱I的水经消能板4消能和稳流板5整流后，超过直角三角堰堰板2堰口底部的水经堰口流出，通过直角三角堰堰板2两侧安装的标尺3可观测堰口水深，利用直角三角堰流量计算公式可计算出抽水试验出水流量。试验时，观测直角三角堰堰板2的堰口水深，当堰口水深减小或过小时，可逐渐减小回水阀10的开度，此时经回水管8流入钻孔(井)的水量减少，实际流入长方体堰箱I的水量将会增加。相对，如果直角三角堰堰板2的堰口水深过大时，可逐渐增大回水阀10的开度，此时经回水管8流入钻孔(井)的水量增加，实际流入长方体堰箱I的水量将会减少，如此可保持堰口水深的基本恒定。试验过程中定时观测钻孔(井)地下水位，并做好同步记录。当单纯调整回水阀10不能满足抽水试验定流量控制需要时，也可通过进水阀9和回水阀10的配合使用，实现直角三角堰堰板2的堰口水深基本恒定。具体操作时，可在启动水泵前将进水阀9和回水阀10均设置于半开状态，当观测的堰口水深过小或减小时，可同步减小回水阀10的开度和增大进水阀9的开度，此时经回水管8流入钻孔(井)的水量减少，实际流入长方体堰箱I的水量将会增加。相对，当观测的堰口水深过大时，可同步增加回水阀10的开度和减小进水阀9的开度，此时经回水管8流入钻孔(井)的水量增加，实际流入长方体堰箱I的水量将会减少，如此，可实现堰口水深的基本恒定。
[0028]定流量非稳定流抽水试验要求抽水试验流量的基本恒定，由以上本发明的抽水试验流量控制与测量装置可以看出，本发明通过堰箱前壁的回水管上连接回水阀的单独控制或进水管连接进水阀与回水阀的同步控制，可实现抽水试验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测定。本发明可根据预估的含水层涌水量灵活确定插入堰箱中消能板的数量和位置以及稳流板的位置，通过位于堰箱底部调平旋钮的调节和水准泡的指示，实现直角三角堰直角中心线的铅直，确保流量观测数据的准确程度。
【权利要求】
1.一种用于抽水试验流量控制与测量的装置，包括长方体堰箱、设置在长方体堰箱一端的水堰板，其特征在于:所述的水堰板两侧分别设置有测量堰口水深的标尺，所述的长方体堰箱一侧壁上远离水堰板的位置设置有进水管和回水管，进水管和回水管上分别安装有进水阀和回水阀。
2.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的水堰板为直角三角堰堰板。
3.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的标尺竖直安装在水堰板两侧，且标尺的零点与水堰板堰口的最下端保持水平。
4.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的长方体堰箱内部还设置有与堰箱端面平行的消能板和稳流板。
5.根据权利要求4所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的消能板和稳流板的中间位置设置有栅孔，所述的栅孔呈梅花状均匀分布在消能板和稳流板上。
6.根据权利要求4所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的长方体堰箱内部侧壁上设置有挡板卡槽，消能板和稳流板通过插入挡板卡槽内而安装在长方体堰箱内部。
7.根据权利要求6所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的挡板卡槽位于长方体堰箱内部两侧壁上，沿长方体堰箱中轴线呈对称布置。
8.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的进水阀和回水阀为球阀或蝶形阀。
9.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的堰箱底部四个角的支架上都设置有调平旋钮。
10.根据权利要求1所述的用于抽水试验流量控制与测量的装置，其特征在于:所述的长方体堰箱两个相邻的外壁上分别设置有一个水准泡，水准泡平行于长方体堰箱的底面。
【文档编号】G01F1/00GK103439984SQ201310372627
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】樊向阳, 胡艳玲, 齐学斌, 李平, 李中阳, 黄仲冬, 吴海卿, 朱东海 申请人:中国农业科学院农田灌溉研究所