一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置及方法

本发明涉及塌陷监测预警，更具体地说，本发明涉及一种地下岩溶水动力影响的地面塌陷监测预警装置及方法。

背景技术：

1、岩溶塌陷是我国岩溶区的主要地质灾害之一，其中土层岩溶塌陷占岩溶塌陷总数量的95％以上，而这些土层岩溶塌陷主要由于岩溶地下水动力条件剧烈变化产生，怎么方便的监侧和预警地下水动力条件的变化引起的岩溶塌陷分为基岩塌陷和土层塌陷是人们要面临的难题，岩溶塌陷分为基岩塌陷和土层塌陷，现有的检测技术主要是利用投入式方法来进行，检测水头压力的变化换算得到地下水间接检测，不能直接监测使得监测预警精度还远不能满足防灾减灾需求。因此监测岩溶水动力条件变化对覆盖土层的直接作用，进而有效提高岩溶塌陷区域的塌陷预警精准度。。

技术实现思路

1、为了本发明的目的在于提供一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置，地面塌陷监测预警装置包括有压力探头、注水塞、止水带、数据传输系统；

4、所述数据传输系统还包括有传输器、接收器、分析器、储存器、传输介质；

5、所述压力探头，所述注水塞位于压力探头的上端，所述注水塞与压力探头相互连接，所述止水带位于注水塞外侧，所述注水塞与止水带相互连接，所述数据传输系统完全贯穿注水塞，所述数据传输系统与压力探头相互固定连接，所述传输器与压力探头相互连接，所述传输器与传输介质相互连接，所述传输介质与接收器相互连接，所述接收器与分析器相互连接，所述分析器与储存器相互连接。

6、优选地，所述地面塌陷监测预警装置的安装使用步骤为：

7、a1：要选择可能发生地面塌陷的区域，并确保装置的稳定性和准确性；

8、a2：要考虑周围环境的影响，如建筑物、道路、地下管线，确保装置不会收到影响或者破坏；

9、a3：在地面岩溶易发地区，进行钻孔和取样，钻孔需要到达一定深度才足够；

10、a4：钻孔需求达到后，在改用小口径的钻头，继续钻孔到一点的深度，深度足够监测和预警才有意义；

11、a5：安装包含有压力传感探头和钻孔封堵器，在按照原状将土回填入钻孔；

12、a6：将土回填后，就传感探头和地面的数据传输系统相互连接，所述压力探头和实时检测，检测开口岩溶顶面土体所受到的正压和负压数据，分析进而预警岩溶塌陷，同时，要确保连接线路的可靠性和安全性；

13、a7：要对安装好的设备进行调试，确保其正常运转和数据的准确性。同时，要根据实际情况对设备进行必要的调整和优化；

14、a8：完成后可与投入式地下水位探头和土层渗压记住，组成综合监测点；

15、a9：要对安装好的设备进行测试，检查其是否能够正确发出预警信号；同时，要确保设备在异常情况下的可靠性和安全性；

16、a10：要定期对预警装置进行维护和更新，确保其正常运转和数据的准确性。同时，要根据实际情况对设备进行必要的维修和更换。

17、优选地，所述土层渗压计，是一种用于测量土层内部渗透压力的传感器，通常用于水工结构物、混凝土结构物及土体内长期埋设，以监测结构物或土体内部的孔隙水压力，通过测量土层内部渗透压力的变化，反映出土层的渗透性质和稳定性。

18、优选地，所述压力探头安装完后，需要将挖开的地面复原，因此比监测井投入式对环境的影响小。

19、优选地，所述监测井投入式是一种水文地质调查或工程地质勘测中的方法，用于监测地下水位、水压、水温等变化情况，以及收集地下水样等.

20、优选地，所述数据传输系统的使用步骤入下；

21、b1：收集数据：根据压力探头得到的数据进行数据收集；

22、b2：发送数据：数据通过传输器发送，通过传输介质传输到接收器；

23、b3：接收数据：在通过接收器接收到数据进入分析器；

24、b4：检查数据：在分析器中，数据被检查以确保其完整性和准确性。

25、b5：保存数据：如果分析器分析出完整且准确的数据，分析器会将接受的数据存入储存器。

26、优选地，所述装置的具体尺寸可以自行调整，以达所需要的各种的需求，所述装置的制作材料可以自行调整，但要以高强度和耐腐蚀为原则，以达所需要的各种的需求

27、本发明的有益效果如下：

28、本发明通过测岩溶水动力条件变化对覆盖土层的直接作用，可以在适合地面塌陷易发地区布置，以达到长期检测和预警，装置的具体尺寸可以根据实际工况进行调整，可以满足大多数地面塌陷易发地区，在安装探测装置后，开挖的地面需用原状土回填钻孔以减少对地区土地的破坏，以减少破坏地质产生的伤害，结构简单，成本低廉，适合在重点防控地区密集布设，具有极好的市场推广前景。

技术特征：

1.一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置，其特征在于：

2.一种采用权利要求1所述的岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置的预警方法，其特征在于,所述地面塌陷监测预警装置的安装使用步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警方法，其特征在于：所述投入式地下水位探头由传感器和数据处理单元组成。

4.根据权利要求2所述的一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警方法，其特征在于：所述土层渗压计用于测量土层内部渗透压力的传感器，在水工结构物、混凝土结构物或土体内长期埋设，监测结构物或土体内部的孔隙水压力。

5.根据权利要求2所述的一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警方法，其特征在于：所述压力探头(1)安装完后，将挖开的地面复原。

6.根据权利要求2所述的一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警方法，其特征在于：所述数据传输系统的使用步骤入下：

技术总结
本发明属于塌陷监测预警技术领域，公开了一种岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置及方法，岩溶地下水动力影响的地面塌陷监测预警装置包括有压力探头，注水塞，止水带和数据传输系统。本发明通过测岩溶水动力条件变化对覆盖土层的直接作用，可以在适合地面塌陷易发地区布置，以达到长期检测和预警，装置的具体尺寸可以根据实际工况进行调整，可以满足大多数地面塌陷易发地区，在安装探测装置后，开挖的地面需用原状土回填钻孔以减少对地区土地的破坏，以减少破坏地质产生的伤害，结构简单，成本低廉，适合在重点防控地区密集布设，具有极好的市场推广前景。

技术研发人员：贾龙,蒙彦,石晓龙,李录娟,潘宗源,蒋小珍,戴建玲,吴远斌,殷仁朝,周富彪,马骁
受保护的技术使用者：中国地质科学院岩溶地质研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24