1.6　本书所做的工作

本书在大量阅读国内外文献资料的基础上,结合理论模型在工程实例中遇到的情况,做了以下几方面的工作。

1.探讨了单孔示踪测井理论与计算方法

通过对工程实例的分析,给出了测井内水流流态的判别方法,讨论了测井中垂向流的测量问题——多探头法和单探头法,建立了测井内垂向流速的计算模型。传统的峰峰法只能计算测井垂向的平均流速,而该模型可以计算不同测深的垂向流速,更好地揭示了测井内垂向水流的运动情况。

大量的现场试验表明,测井内的垂向流速是一个随孔深变化的函数,而以往的研究均将垂向流作为常量处理。本书在前人研究的基础上,结合现场试验成果,建立了考虑垂向流影响的水平流速计算模型,该模型认为垂向流速为随测深变化的函数,克服了以往模型对垂向流认识的不足,并通过工程实例验证了模型的合理性。

讨论了同位素单孔示踪测井方法测定地下水流向的计算模型,首次利用室内试验验证了模型的合理性,并结合室内试验和野外试验分析了现有研究中很少涉及的放射强度与测量精度的关系。

2.讨论了不同工况下的冲击试验模型并通过野外试验验证了模型的合理性

现有研究成果中很少有涉及,在潜水裸孔中利用冲击试验测定含水层渗透系数的方法和计算模型。本书结合示踪技术和冲击试验技术,建立了适用于潜水裸孔的冲击试验模型,并在野外进行了相应试验。

在已有研究中,应用冲击试验测定多含水层渗透系数时,一般利用栓塞将待测含水层与上下含水层隔离。本书首次将示踪技术和冲击试验方法相结合,建立了不需要栓塞即可测定多含水层渗透系数的广义冲击试验模型。

3.结合工程实例分析探讨了如何应用综合示踪方法探测坝体渗漏通道

模拟了正常坝体和存在渗漏隐患坝体的电导示踪过程和温度示踪过程,对比分析了模拟结果和工程实测结果,得出了判断坝体渗漏位置的电导示踪曲线和温度示踪曲线。利用数值模拟得到的示踪曲线、同位素示踪结果、测压管资料、坝体填筑材料以及水文地质情况等,综合分析了南方某水库的渗漏情况并确定了坝体的渗漏通道位置。

4.自主研发了现场测试系统

结合本书研究的理论模型,自主研发了现场测试系统,即同位素示踪测试系统、冲击试验测渗系统和基于掌上电脑的测量系统。

自主研发了同位素示踪测量系统的硬件电路和软件系统。硬件电路由单片机控制,实现了野外测量数据的自动采集和传输;软件系统实现了野外采集数据的存储和利用采集数据计算地下水流速等功能。该系统较现有系统具有更高的灵敏度,且仪器设备更易于携带。

自主研发冲击试验测渗系统的硬件电路和软件系统。硬件电路实现了野外数据的快速采集和传送;软件系统实现了数据存储和计算等功能。硬件电路选用精度为0.05%的压力传感器,采样频率可达10 Hz,可实现在大部分含水层中测定渗透系数。冲击试验方法在国内处于起步阶段,特别是测量系统与理论模型相结合的研究。本书研发的测渗系统嵌入了相应的理论模型,实现了野外数据采集和参数计算等功能,并已成功应用于生产实践。

自主研发了基于掌上智能设备的同位素测量系统和冲击试验测量系统,掌上测量系统实现了野外数据的采集和存储等功能。掌上测量系统较现有的桌面测量系统具有更强的便携性,更适于野外恶劣环境下作业,且本领域内现有研究中鲜有关于掌上测量系统研发的研究。