礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的研制與應用

李 演，武玉璞，閆星光

（河北省地質環(huán)境監(jiān)測院，河北 邢臺 054000）

獲得準確的水文地質參數(shù)信息，就要注重對新的技術應用，監(jiān)測處理系統(tǒng)的研制和礦山水文地質參數(shù)的獲得需求相結合，研制針對性的監(jiān)測處理系統(tǒng)，就能促進實際礦山水文地質工作勘測工作質量的提高。通過從理論上深化礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的研究，就能為實際系統(tǒng)的科學設計提供有益發(fā)展思路。

1 礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)需求

礦山水文地質參數(shù)的獲得，是為礦山開采工作順利實施的重要基礎工作。處在當前的社會發(fā)展過程中，水文地質參數(shù)獲得準確性要求在不斷的提高，這就需要有更為高性能的參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的支持，為礦山水文地質工作的進行打下堅實的技術基礎。通過對礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測系統(tǒng)加強研究分析，就能有助于提高現(xiàn)場水文試驗的工作質量和效率，對水文地質工作人員的工作壓力也能大大的減輕，最大化的降低工作成本和縮短試驗周期[1]。在水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的應用下，能對穩(wěn)定和非穩(wěn)定抽水試驗有效完成，并能自動生成報告，這就能大大提高水文地質工作的效率。在20世紀50年代的時候，沃斯列夫在水文地質實驗當中采用了沖擊試驗技術，并研發(fā)了數(shù)學模型，這一試驗進行中在待測定地區(qū)水位達到平穩(wěn)狀態(tài)后快速向外抽一定量水，或是注入一定量水，觀察區(qū)域水文恢復狀況對數(shù)據(jù)分析。此次的礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的研究分析，是在這一理論基礎上進行發(fā)展的。

2 礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)組成和系統(tǒng)應用效果

2.1 礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)組成

礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的設計過程中，主要的作用有兩個，對傳統(tǒng)水文試驗數(shù)據(jù)的處理，以及使用沖擊試驗替代傳統(tǒng)水文試驗。傳統(tǒng)的試驗中，實驗數(shù)據(jù)是非穩(wěn)定流試驗，結果處理的過程比較復雜，系統(tǒng)內建立了常用的計算穩(wěn)定流和非穩(wěn)定流公式方法，這樣系統(tǒng)就能輕松的結合標準曲線加以對比和插值等處理。本文所研究的礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)，主要是通過數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)兩個重要部分所組成的[2]。其中的監(jiān)測系統(tǒng)主要是通過硬件以及數(shù)據(jù)傳輸電纜和軟件等組成。后處理系統(tǒng)則是軟件組成，兩個系統(tǒng)在實際的運行工作當中，能夠進行單獨化的工作，試驗能單獨通過數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)進行完成，然后進行數(shù)據(jù)處理以及報告生成是通過后處理系統(tǒng)來完成的。

2.2 礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)應用效果

（1）數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的應用過程中，不同的系統(tǒng)所發(fā)揮的功能也是不同的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)是多個部分所構成的，其中水位擾動設備的應用就發(fā)揮著重要作用。水位擾動設備的應用過程中，主要是專門為沖擊試驗配備的設備，為能有效實現(xiàn)井內水位瞬間變化的目標，常用PVR管，從中填充砂子上下進行封閉，在對其應用的時候管的體積不能過小，特別是對于強滲透的底層就要擴大體積。在攜帶方面也要注意，為方便攜帶讓水位能有明顯變化，就可通過類似提水試驗當中提筒，在下部設置進水口其中設置鋼球，一米一節(jié)，在使用的時候能結合井孔用水量增加以及減小提筒長度[3]。

為能保障和當前鉆孔直徑相適應，就要充分重視放置提筒的時候加上放入直徑五毫米通訊電纜，提筒的直徑不能大于七十毫米，兩端尖銳轉交處要打磨成半圓形狀，避免由于提升的速度比較快造成損壞的現(xiàn)象。

數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)中傳感器標定以及數(shù)據(jù)采集程序的部分，也在實際的監(jiān)測工作中發(fā)揮著關鍵作用。傳感器的輸出量以及被測量指標間的關系都是非線性的，要對其特性實施線性的處理就有軟件法和硬件法兩種方式，此次的處理系統(tǒng)應用是通過軟件法實施線性處理的。通過自動化的監(jiān)測系統(tǒng)的應用，就能實現(xiàn)高頻率以及全程化精確化的監(jiān)測水位變化的目標，不會有人工的干預。在系統(tǒng)的應用中對于出水量大的井孔，就要設置采數(shù)時間的間隔，精確測量水位值。

數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)當中的電纜以及探頭和支架也是重要的組成部分，在實際的監(jiān)測工作當中能發(fā)揮積極作用。如探頭部件的作用主要是對數(shù)據(jù)采集工作的重要硬件設備，對探頭設備的實際應用過程中，就要將探頭放在提筒下面，孔底上某位置上，另一端就要和通訊電纜進行連接好，以及要進行設置進水孔[5]。這樣水在進水孔就被傳感器感知水的壓力，并能將其轉換成電信號，在電纜的應用下傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集裝置上。對于電纜的實際應用過程中，就要將電纜纏繞在支架上，每米都會有刻度所以在實驗前就要對長度的刻度實施校正，保障長度的精確。

（2）參數(shù)自動監(jiān)測系統(tǒng)中后處理系統(tǒng)。對于后處理系統(tǒng)的應用，此次主要是應用了Visual Studio.NET 2005 編制，其中就涉及到數(shù)據(jù)分析和報表生成程序，將便攜PC作為軟件的載體，能夠對礦山水文地質的參數(shù)現(xiàn)場的采集和摘選，和實際計算無關的數(shù)據(jù)剔除。通過沖擊試驗數(shù)據(jù)以及傳統(tǒng)水文的試驗結合的方法應用，形成最終的水文試驗報告。后處理系統(tǒng)主要是幾個重要的模塊組成的，穩(wěn)定流分析以及沖擊試驗和非穩(wěn)定流分析幾個模塊。對于界面的部分能分割幾個重要部分，算法選擇區(qū)域，以及側邊欄區(qū)域和數(shù)據(jù)圖形區(qū)域。對于側邊欄主要是自動滑動的設計方式，對井孔目錄進行建立，將井孔的參數(shù)能夠錄入進入形成報表和進行實際的打印工作等。對于算法選擇的區(qū)域主要是進行沖擊試驗以及穩(wěn)定流等數(shù)據(jù)輸入的。在實際的沖擊試驗過程中，做好記錄數(shù)據(jù)的工作，一直到試驗結束[6]。通過后處理系統(tǒng)的應用，能夠對獲得的數(shù)據(jù)進行摘選以及分析處理等，獲得生動的數(shù)據(jù)曲線，這些對實際工作都發(fā)揮著重要作用。

3 結語

綜上所述，對于礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的設計，需要和實際系統(tǒng)需求緊密的結合，將數(shù)據(jù)的監(jiān)測以及后處理系統(tǒng)的作用充分發(fā)揮，保障礦山水文地質參數(shù)自動監(jiān)測工作順利實施，提高工作的質量和效率。

[1]吳偉偉.晉中地下水自動監(jiān)測及控制的現(xiàn)狀與研究[J].山西水利科技.2016(04).

[2]李洋,高志.國家地下水監(jiān)測工程水位自動監(jiān)測儀器選型分析[J].地下水.2017(05).

[3]韋國付.水文地質參數(shù)自動監(jiān)測處理系統(tǒng)的研制與應用[J].科技創(chuàng)新與應用.2014(22).