水文地質參數自動監測處理系統的研制與應用

　　摘要：水文地質參數自動監測處理系統的研制與應用在減少水文試驗次數、降低工作人員的勞動強度、節約試驗成本以及提高試驗效率等方面都起到了重要作用。而且系統還能同時完成穩定和非穩定抽水流試驗、根據試驗中得出的數據，生成試驗報告。
　　關鍵詞：水文地質 水文地質參數 自動監測處理系統
　　中圖分類號：P345文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0201-01
　　1951年，M.J.沃斯列夫首次將沖擊試驗技術引入到科學試驗中來，并對其進行不斷的完善和改進。沖擊試驗技術從開始至今，經過不斷的完善和優化，已經越來越成熟。隨著沖擊試驗的不斷應用和發展，它已經成為進行水文地質試驗，獲取水力傳導指數的一個重要試驗技術。隨著我國經濟的迅速發展，將沖擊試驗技術應用到我國各個領域內試驗活動中，是很有必要的。本文將以沖擊試驗技術為基礎，對水文地質參數自動監測處理系統的研究與開發進行詳細探討。
　　1 基礎
　　1951年，M.J.沃斯列夫在進行水文地質試驗時，首次使用沖擊試驗技術，同時也開發出了相對應的數學模式。在水文地質試驗過程中，沖擊試驗的中心思想是：在某一特定區域內的水位相對平穩以后，迅速的向里注入或者向外抽取定額的水量。然后對區域的內水位的恢復情況進行仔細觀察，并根據觀察得到的一些數據進行分析處理，然后總結出這一區域內水文地質參數。
　　2 水文地質參數的自動監測處理系統的研制
　　2.1 系統的組成
　　水文地質參數自動監測處理系統的作用可以主要分為兩個方面，一是通過科學的方法，對傳統水文試驗數據進行處理、分析，二是用選擇新的試驗方式代替傳統的水文試驗，即沖擊試驗。
　　在傳統的水文試驗過程中，對非平穩性水流的試驗數據處理是一個極其繁雜的過程，而且受技術和方法的限制，得出的結論，準確度并不高。但是在自動監測處理系統中，設計者根據平穩性水流試驗和非平穩性水流試驗的特點，建立了相對科學、系統的計算方法。在系統中，可以通過曲線參照對比法、內插法、比對法等計算方式對平穩性水流和非平穩性水流的試驗數據進行科學、快速的分析和處理。
　　自動監測處理系統是由數據監測系統和后處理系統組合而成的。其中數據監測系統是由攪動水文設備、鉆孔探頭、數據傳送線、數據統計程序等組成的。而在后處理系統的組成部分中，不包含硬件設備。在水文試驗的過程中，兩個系統可以分開獨立展開工作。也就說，在水文試驗的過程中，得出的試驗數據可以由監測系統進行單獨的處理和分析，而后處理系統也能通過其他試驗方法獲取所需的試驗數據。
　　2.2 數據監測系統
　　2.2.1 水位攪動設備
　　攪動設備作為沖擊試驗中的專業配置設備，它的主要作用就是能讓特定區域的的水位量在短時內發生變化。在這個環節中，硬聚氯乙烯管是最經常使用的。在使用時，要將流砂填入內管道內部，并將硬聚氯乙烯管兩端端口封閉起來。這種管道有個明顯的缺點就不易攜帶。在試驗過程中，為了讓管道內的水位量發生明顯的變化，必要要選擇體積大的硬聚氯乙烯管。尤其是在試驗過程中，碰到滲透性比較強的地層，則會選擇使用更大體積的管道。在試驗過程中，必要將管道內部填入流砂，管道的重量勢必會加重，這樣就導致管道攜帶起來很不方便。在試驗過程中，可選擇使用提桶，提桶內部裝有鋼珠，這就省去往桶內填塞流砂的步驟，而且下端鏤空易于進水。提桶內部呈節狀，能隨意調整提桶的長度，而且提桶體積小，重量輕，易于攜帶。在試驗過程中，為了確保提桶與鉆孔之間相吻合，在將提桶放入到鉆孔內時，還應放入一條電纜，直接大約4mm即可。同時，在將提桶從孔內提出的過程中，為了不會造成對孔內電纜產生負面影響。桶的直徑必須在69mm以下。而且為了確保電纜不會在桶內遭到破壞，桶的兩端在轉角的地方應打磨變成半圓形，以防止提桶在上提過程中，會對電纜損壞。
　　2.2.2 試驗數據的整理與收集程序
　　在水文試驗過程中，數據的傳輸量、測量系數之間的關系大都不成線性關系，所以這就要求我們要對這些數據之間進行一個科學、合理的處理。處理方法一般可分為兩種，一種是硬件處理法，另一種是軟件處理法。數據監測系統一般是使用軟件處理方法對這些問題進行處理。在水文試驗開始之前，通過使用專業的設備，在特定的區域內，從水面到水泵間的區域進行標注。每隔一米標注一次。直至水泵底端。然在在管道口周圍將電纜定住，以防止在試驗過程中，傳感器發生位置上的變化。
　　監測系統能夠在無人操控、干涉的前提下，在水文試驗過程中，對特點區域內的水位變化進行高效、全方位和準確的監控。在試驗過程中，如果不能掌握好將提桶提上水面的準確時間，那可以在整個試驗開始之前就對對該區域的內的水位量進行一個詳細的記錄，并以坐標的形式將區域內水位地變化呈現出來。等試驗完成后，再從已經得出的試驗數據中，選擇計算時所需要數據。對那些在試驗過程中，水位量變化頻繁的區域，可以縮短記錄時間的間隔。在數據存儲這方面。監測系統有很大的存儲量，可以同時保存數十萬組的試驗數據。相比較水力傳導性強的地層而言，那些滲透性比較弱地層需要存儲更多的試驗數據。
　　2.2.3 后處理系統
　　在后處理系統采用專業軟件編寫程序，程序中包含了試驗數據分析以及生產報表等兩個項目。將這些軟件安裝在電腦等高科技設備上，通過對現場試驗數據進行篩選和分析，選擇計算時所需要的試驗數據，利用專業的計算方式來計算該區域內的水文地質指數。并將這些數據以及結論整理出來，生產試驗報表。
　　在后處理系統中可以分為沖擊試驗模塊、定性水流分析模塊和非定性水流分模塊等三個模塊。系統中可以將應用界面劃分成幾個部分：計算方法選擇區域、數據信息區域、側欄區域，在測欄區域的設計上，選側自動設計，同時建立一個相對應的目錄、數據的錄入以及生產報表等其他一些功能。在計算方法選擇區域上，實現定性和非穩定性水流和沖擊試驗計算方法以及一些特別數據的輸入。而在數據信息區域則主要是實現對試驗數據進行一些特定的處理和分析，比如搜索、選取等。
　　在沖擊試驗的過程中，在提桶提出水面之前，就應開始對區域的水位變化進行詳細記錄，直至這次試驗結束。試驗完成后，從收集整理的試驗數據中，選擇一些計算時所需要的數據，其他的，可以剔除。
　　3 結語
　　水文地質參數自動監測處理系統的研制與應用在減少水文試驗次數、降低工作人員的勞動強度、節約試驗成本以及提高試驗效率等方面都起到了重要作用。這就要求我們要切實的做好水文地質參數監測處理系統的研究與應用工作。
　　參考文獻
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