水文地质参数自动监测处理系统的研制与应用

　　摘要：水文地质参数自动监测处理系统的研制与应用在减少水文试验次数、降低工作人员的劳动强度、节约试验成本以及提高试验效率等方面都起到了重要作用。而且系统还能同时完成稳定和非稳定抽水流试验、根据试验中得出的数据，生成试验报告。
　　关键词：水文地质 水文地质参数 自动监测处理系统
　　中图分类号：P345文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0201-01
　　1951年，M.J.沃斯列夫首次将冲击试验技术引入到科学试验中来，并对其进行不断的完善和改进。冲击试验技术从开始至今，经过不断的完善和优化，已经越来越成熟。随着冲击试验的不断应用和发展，它已经成为进行水文地质试验，获取水力传导指数的一个重要试验技术。随着我国经济的迅速发展，将冲击试验技术应用到我国各个领域内试验活动中，是很有必要的。本文将以冲击试验技术为基础，对水文地质参数自动监测处理系统的研究与开发进行详细探讨。
　　1 基础
　　1951年，M.J.沃斯列夫在进行水文地质试验时，首次使用冲击试验技术，同时也开发出了相对应的数学模式。在水文地质试验过程中，冲击试验的中心思想是：在某一特定区域内的水位相对平稳以后，迅速的向里注入或者向外抽取定额的水量。然后对区域的内水位的恢复情况进行仔细观察，并根据观察得到的一些数据进行分析处理，然后总结出这一区域内水文地质参数。
　　2 水文地质参数的自动监测处理系统的研制
　　2.1 系统的组成
　　水文地质参数自动监测处理系统的作用可以主要分为两个方面，一是通过科学的方法，对传统水文试验数据进行处理、分析，二是用选择新的试验方式代替传统的水文试验，即冲击试验。
　　在传统的水文试验过程中，对非平稳性水流的试验数据处理是一个极其繁杂的过程，而且受技术和方法的限制，得出的结论，准确度并不高。但是在自动监测处理系统中，设计者根据平稳性水流试验和非平稳性水流试验的特点，建立了相对科学、系统的计算方法。在系统中，可以通过曲线参照对比法、内插法、比对法等计算方式对平稳性水流和非平稳性水流的试验数据进行科学、快速的分析和处理。
　　自动监测处理系统是由数据监测系统和后处理系统组合而成的。其中数据监测系统是由搅动水文设备、钻孔探头、数据传送线、数据统计程序等组成的。而在后处理系统的组成部分中，不包含硬件设备。在水文试验的过程中，两个系统可以分开独立展开工作。也就说，在水文试验的过程中，得出的试验数据可以由监测系统进行单独的处理和分析，而后处理系统也能通过其他试验方法获取所需的试验数据。
　　2.2 数据监测系统
　　2.2.1 水位搅动设备
　　搅动设备作为冲击试验中的专业配置设备，它的主要作用就是能让特定区域的的水位量在短时内发生变化。在这个环节中，硬聚氯乙烯管是最经常使用的。在使用时，要将流砂填入内管道内部，并将硬聚氯乙烯管两端端口封闭起来。这种管道有个明显的缺点就不易携带。在试验过程中，为了让管道内的水位量发生明显的变化，必要要选择体积大的硬聚氯乙烯管。尤其是在试验过程中，碰到渗透性比较强的地层，则会选择使用更大体积的管道。在试验过程中，必要将管道内部填入流砂，管道的重量势必会加重，这样就导致管道携带起来很不方便。在试验过程中，可选择使用提桶，提桶内部装有钢珠，这就省去往桶内填塞流砂的步骤，而且下端镂空易于进水。提桶内部呈节状，能随意调整提桶的长度，而且提桶体积小，重量轻，易于携带。在试验过程中，为了确保提桶与钻孔之间相吻合，在将提桶放入到钻孔内时，还应放入一条电缆，直接大约4mm即可。同时，在将提桶从孔内提出的过程中，为了不会造成对孔内电缆产生负面影响。桶的直径必须在69mm以下。而且为了确保电缆不会在桶内遭到破坏，桶的两端在转角的地方应打磨变成半圆形，以防止提桶在上提过程中，会对电缆损坏。
　　2.2.2 试验数据的整理与收集程序
　　在水文试验过程中，数据的传输量、测量系数之间的关系大都不成线性关系，所以这就要求我们要对这些数据之间进行一个科学、合理的处理。处理方法一般可分为两种，一种是硬件处理法，另一种是软件处理法。数据监测系统一般是使用软件处理方法对这些问题进行处理。在水文试验开始之前，通过使用专业的设备，在特定的区域内，从水面到水泵间的区域进行标注。每隔一米标注一次。直至水泵底端。然在在管道口周围将电缆定住，以防止在试验过程中，传感器发生位置上的变化。
　　监测系统能够在无人操控、干涉的前提下，在水文试验过程中，对特点区域内的水位变化进行高效、全方位和准确的监控。在试验过程中，如果不能掌握好将提桶提上水面的准确时间，那可以在整个试验开始之前就对对该区域的内的水位量进行一个详细的记录，并以坐标的形式将区域内水位地变化呈现出来。等试验完成后，再从已经得出的试验数据中，选择计算时所需要数据。对那些在试验过程中，水位量变化频繁的区域，可以缩短记录时间的间隔。在数据存储这方面。监测系统有很大的存储量，可以同时保存数十万组的试验数据。相比较水力传导性强的地层而言，那些渗透性比较弱地层需要存储更多的试验数据。
　　2.2.3 后处理系统
　　在后处理系统采用专业软件编写程序，程序中包含了试验数据分析以及生产报表等两个项目。将这些软件安装在电脑等高科技设备上，通过对现场试验数据进行筛选和分析，选择计算时所需要的试验数据，利用专业的计算方式来计算该区域内的水文地质指数。并将这些数据以及结论整理出来，生产试验报表。
　　在后处理系统中可以分为冲击试验模块、定性水流分析模块和非定性水流分模块等三个模块。系统中可以将应用界面划分成几个部分：计算方法选择区域、数据信息区域、侧栏区域，在测栏区域的设计上，选侧自动设计，同时建立一个相对应的目录、数据的录入以及生产报表等其他一些功能。在计算方法选择区域上，实现定性和非稳定性水流和冲击试验计算方法以及一些特别数据的输入。而在数据信息区域则主要是实现对试验数据进行一些特定的处理和分析，比如搜索、选取等。
　　在冲击试验的过程中，在提桶提出水面之前，就应开始对区域的水位变化进行详细记录，直至这次试验结束。试验完成后，从收集整理的试验数据中，选择一些计算时所需要的数据，其他的，可以剔除。
　　3 结语
　　水文地质参数自动监测处理系统的研制与应用在减少水文试验次数、降低工作人员的劳动强度、节约试验成本以及提高试验效率等方面都起到了重要作用。这就要求我们要切实的做好水文地质参数监测处理系统的研究与应用工作。
　　参考文献
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