[发明专利]基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统

说明书

本发明公开了一种基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统，包括岩溶介质装配管道模型系统，用于模拟不同类型地下岩溶介质；试验台架用于支撑岩溶介质装配管道模型系统；供水系统连接岩溶介质装配管道模型系统为所述的岩溶介质装配管道模型系统供水；全自动示踪投放控制系统连接岩溶介质装配管道模型系统向岩溶介质装配管道模型系统内投入配制好的示踪溶液；无线实时荧光示踪监测系统，用于对荧光示踪剂浓度及流速的实时监控、实现数据的远程无线传输；中央控制系统控制全自动示踪投放控制系统、供水系统，无线实时荧光示踪监测系统和高清摄像记录系统与中央控制系统通讯。

技术领域

本发明涉及水文地质学、水文与水资源工程、地下水与科学工程、环境科学与工程、水资源与环境工程、工程地质等技术领域，特别是涉及一种基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统。

背景技术

在中国的西南地区存在着大量的喀斯特岩溶地层，地质条件极端复杂，形成了许多暗河、管道、落水洞、溶沟溶槽等喀斯特地貌。现阶段，随着经济建设的飞速发展，大批水利水电工程、铁路公路交通工程等重大基础工程正向这些岩溶地区转移，位于地表以下的暗河、管道不容易被发现，在地下工程施工时存在着极大安全隐患。因此，为保证工程施工安全，探明查清西南地区岩溶管道介质发育程度及构造条件是刻不容缓的。岩溶地下水示踪试验是一种能够准确地探测和分析岩溶管道介质的水文地质试验，是研究地下水运移、污染源、岩溶管道形态的重要工具之一。示踪技术根据接收的浓度曲线特征，能在较短时间内准确、经济地确定地下水流的水文参数、探测地下岩溶管道介质类型及结构特征。

目前，国内外学者针对水库、大坝、油田和煤层气井等工程开展了一系列现场示踪监测试验，对工程现场的岩溶地下水补给源和途径进行探查，但尚未进行过较为系统的室内示踪探查试验，缺乏针对岩溶管道介质的示踪技术分析相关装置设备及方法，尚未能提出对于室内示踪探查试验的切实可行的技术手段。综上所述，有必要开发一种基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统及操作方法，以解决以上问题。

发明内容

本发明为克服上述技术的不足，提供一种操作简便、方便监测的基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统分为四个部分，包括岩溶介质装配管道模型系统、试验台架、供水系统、全自动示踪投放控制系统、无线实时荧光示踪监测系统、中央控制系统及高清摄像记录系统；

所述的岩溶介质装配管道模型系统，由一系列设计尺寸样式的岩溶概念模型管道组成，用于模拟不同类型地下岩溶介质；在其入口处测定流速并进行示踪投放，在出口处进行实时数据采集和监测，获取不同岩溶介质结构的示踪曲线特征；

所述的试验台架用于支撑岩溶介质装配管道模型系统；

所述的供水系统连接岩溶介质装配管道模型系统为所述的岩溶介质装配管道模型系统供水；

所述的全自动示踪投放控制系统连接岩溶介质装配管道模型系统向岩溶介质装配管道模型系统内投入配制好的示踪溶液；

所述的无线实时荧光示踪监测系统，用于对荧光示踪剂浓度及流速的实时监控、实现数据的远程无线传输；

所述的高清摄像记录系统，用于对荧光示踪剂在管道中运移全过程进行记录和拍摄，通过无线传输，将图像及视频实时传输到中央控制系统，结合收集到的示踪浓度及流速，在显示屏进行直观展示，为后期数据的处理和分析提供依据和帮助；

所述的中央控制系统控制全自动示踪投放控制系统、供水系统，无线实时荧光示踪监测系统和高清摄像记录系统与中央控制系统通讯。