[发明专利]测定渗流速度的电导率单孔稀释法

说明书

技术领域

本发明测定渗流速度的电导率单孔稀释法，涉及利用示踪稀释方法测量地下 水运动，尤其是一种通过测量电导率变化计算渗流流速的方法，属于渗流和地下 水运动观测领域。

背景技术

示踪稀释法测流速的原理最早是由Kocherin提出的，其基本原理是在一个 垂直揭露含水层的滤水管中，先用栓塞隔离含水层，然后用某种示踪剂标记地下 水，并和水体混和均匀，示踪剂的浓度会随着水流不断降低，用探头测得该段水 柱前后两次的示踪剂浓度，就可计算出含水层的渗透流速。后来该方法经Moser、 Drost等研究人员逐步得到完善。

在满足地下水流稳定、测试孔段内的示踪剂浓度始终混和均匀、不存在垂向 水流干扰等假设的条件下，1957年，Moser提出了测定地下水渗透流速的放射性 单孔稀释法，采用放射性同位素作为示踪剂标记地下水。

上世纪80年代，我国的科技人员陆续从国外引进了放射性同位素测速方法， 并在同位素示踪仪器设备和方法上有了新的发展和突破，并将该技术成功地应用 于水利工程、冶金、煤田测井、水资源、环保等领域，取得了可喜的成果。1988 年，该方法被纳入国家标准《供水水文地质勘察规范(GBJ27-88)》。

放射性单孔稀释法原理：在一定的水力坡降下，介质渗透性越强，通过钻孔 断面的流量就越大，放射性指示剂浓度的稀释速度也就越快。以少量放射性指示 剂标记被检测的渗透水流，根据放射性指示剂在钻孔被地下水流稀释的速率和被 带出的方向来确定其运动规律。

单孔稀释法的测量步骤：在钻孔中注入一定量的放射性溶液，搅拌均匀后利 用潜水核子探测仪或取样测出其被地下水流所稀释的速率计算出渗透速度。

目前同位素单孔稀释法是最常用的渗流速度测定法，但是其缺点在于：

同位素单孔稀释试验在示踪剂投放过程中属于带有放射性操作，放射同位 素的存放、现场投放、防护、测试以及辅助人员配合工作中容易发生放射性事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种无放射性污染的利用电导率变化率测定地下水流 速的方法。

技术方案：测定渗流速度的电导率单孔稀释法，包括：选择测孔位置并打 钻孔，根据现场钻孔水体电导率的不同选取示踪剂，试验室内测定电导率与示踪 剂溶液浓度关系，向孔内投入示踪剂溶液，测量钻孔内水体电导率，利用测得电 导率的变化速率计算渗流流速。

上述的选择测孔位置并打孔为在待测区域选择地质稳定，无破碎带位置打 孔，测孔内置滤管；

上述的滤管外存在填砾层或不存在填砾层，当测孔口径过大时使用填砾层 稳定滤管，当测孔口径与滤管口径相当时可不设置填砾层。

上述的根据现场钻孔水体电导率的不同选取示踪剂为当钻孔水体电导率较 低时，选取强电解质溶液为示踪剂；钻孔水体电导率较高时，选取去离子水为示 踪剂；

上述的钻孔水体电导率较低时指电导率值为：0～15ms/cm；

上述的钻孔水体电导率较高时指电导率值为：＞15ms/cm。

上述的试验室内测定电导率与示踪剂溶液浓度关系为：选取强电解质溶液 为示踪剂时，使用被测钻孔中水体，按照被测位置温度，配置不同浓度的强电解 质溶液，测量其电导率，每个浓度强电解质溶液电导率测量3次，取其平均值， 通过数据拟合，得出强电解质溶液浓度与电导率之间关系；

选取去离子水为示踪剂时，按照被测位置温度，使用被测钻孔中水体，与 去离子水按不同体积比配置溶液，测量溶液电导率，每个体积比溶液电导率测量 3次，取其平均值，得出不同的体积比值与电导率之间关系。

本发明中作为示踪剂使用的强电解质，主要利用其溶解在水中后的电导率 与浓度成正比的性质，因此具体使用哪种强电解质不做规定，如NaCl、KCl、 NaNO₃等绝大多数强酸强碱盐都可以作为本发明中所述强电解质示踪剂使用。

上述的向孔内投入示踪剂为向孔内投入所选取示踪剂并在被测管段内用搅 拌器搅拌均匀。这里所述的所选取示踪剂是指强电解质溶液或去离子水。