本发明属于水工环地质工作领域,具体涉及一种抽水试验多个降深智能化控制方法。
背景技术:
1、抽水试验是水文地质工作中获取水文地质参数、评价地下水资源量等重要的野外试验之一,抽水试验分为单孔抽水试验、多孔抽水试验和群孔抽水试验,单孔和多孔抽水试验往往要进行多个降深稳定流抽水,多个降深抽水以往需通过回水方式或更换不同泵量水泵来人工控制,这种传统控制降深的方式,存在多个降深数值难以达到规范的控制要求,控制过程繁琐等问题。
2、为解决传统控制降深的方式不足,本次研发了一种抽水试验多个降深智能化控制方法。
技术实现思路
1、本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其中:其步骤如下:
2、s1:试抽水,确定最大水位降深smax*:在钻孔内安装有关抽水试验装置,同时进行抽水试验,确定合理的最大水位降深smax*;
3、s2:输入相关参数:根据含水层的水力性质确定并设置水柱高度、降深顺序、降深次数、水位波动阀值△s、稳定时间要求、延续时间要求的数值参数范围;
4、s3:正式抽水,智能控制水位降深:启动正式抽水试验,同时记录开始第一个降深开始抽水时间,同步记录动水位埋深hi,水位降深si=hi-h0;系统记录水位降深稳定的起始时间,根据我们设定的抽水延续和稳定时间要求,满足抽水延续和稳定时间要求后,计算稳定段水位降深平均值,然后变频水泵自动调整转速,依次进行第二、第三次降深抽水,通过第一次降深抽水、第二次降深抽水和第三次降深抽水来获得并计算得到稳定段水位降深平均值并记录相关数据;
5、s4:恢复水位观测:完成了多个降深抽水后,停泵,系统通过投入式水位计记录恢复水位埋深hi’,直至完全恢复,结束抽水试验工作。
6、优选的,本控制方法中试抽水具体步骤包括有:
7、s11:在钻孔内依次安装变频水泵、测水位管、投入式水位计、电磁流量计、智能控制箱、信号传输线等有关抽水试验装置;
8、s12:进行试抽水试验,观测动水位埋深变化,掌握动水位降低速率、判断水泵泵量是否合适、水泵放至位置是否合适;
9、s13:根据试抽水情况、含水层的水力性质和抽水泵的能力,分析最大水位降深。若为潜水,最大水位降深smax≤1/2水柱高度;若为承压水,最大水位降深smax≤(含水层顶板埋深hm-静止水位埋深h0),结合抽水泵能力,确定合理的最大水位降深smax*。
10、优选的,在步骤2中其相关参数和流程顺序具体包括有:
11、在智能控制箱中数据显示仪中,选择含水层的水力性质:潜水或承压水,若为潜水,输入“水柱高度”;若为承压水,输入“含水层顶板埋深hm”、“静止水位埋深h0”;
12、选择“降深顺序”,若是松散岩类孔隙含水层,选择正向抽水,降深由小到大;若是基岩含水层,选择反向抽水,降深由大到小;
13、输入“降深次数”,若1次降深,降深s1*为设置的最大水位降深smax*;若为2次降深,系统会自动计算好预设的稳定降深值s1*、s2*分别为smax*、1/2smax*;若为3次降深,系统会自动计算好预设的稳定降深值s1*、s2*、s3*分别为smax*、2/3smax*、1/3smax*;
14、输入“水位波动阀值△s”、“稳定时间要求”、“延续时间要求”,水位波动阀值是为了控制预设的稳定降深允许的波动范围,一般3-5cm;同时设置各个降深的抽水延续时间和稳定时间要求。
15、优选的,步骤3中所述的智能控制水位降深具体包括有:
16、第一次降深抽水时,当水位降深si<s1*-△s,系统会提高水泵转速,增大出水量;当水位降深si>s1*+△s,系统会降低水泵转速,减小出水量;当s1*-△s ≤si≤s1*+△s,水泵转速不变,出水量不变;在抽水过程中,不断调整转速,逐步减少与预设的稳定降深的差值,水位降深si接近预设稳定水位降深s1*时,水位降深呈“上下震荡,震幅递减式”趋于稳定,最终控制水位在预设的稳定降深允许波动范围内;
17、水位降深si在[s1*-△s,s1*+△s]区间内,呈震荡式,趋于稳定,系统记录水位降深稳定的起始时间,根据我们设定的抽水延续和稳定时间要求,满足抽水延续和稳定时间要求后,计算稳定段水位降深平均值,然后变频水泵自动调整转速,依次进行第二、第三次降深抽水;
18、
19、si为某时刻水位降深;hi为某时刻动水位埋深;h0为静止水位埋深;s*j为预设最j次稳定水位降深值;δε为某时刻水位降深si与预设最j次稳定水位降深值s*j的差值的绝对值;△s为水位波动阀值。
20、综上所述,本发明包括以下至少一种有益技术效果:
21、采用本次设计的一种抽水试验多个降深智能化控制方法,能够有效消除人为控制影响,建立了“动水位-水泵转速-出水量”三者响应关系的水位降深控制方法,缩短开始稳定的时间,实现抽水过程智能化、自动化控制多个水位降深,大幅度节约人工,提升了工作效率。
1.一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其特征在于:其步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其特征在于:本控制方法中试抽水具体步骤包括有:
3.根据权利要求2所述的一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其特征在于:最大水位降深的判断方法包括有若为潜水,最大水位降深smax≤1/2水柱高度;若为承压水,最大水位降深smax≤(含水层顶板埋深hm-静止水位埋深h0),结合抽水泵能力,确定合理的最大水位降深smax*。
4.根据权利要求1所述的一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其特征在于:在步骤2中其相关参数和流程顺序具体包括有:
5.根据权利要求1所述的一种抽水试验多个降深智能化控制方法,其特征在于:步骤3中所述的智能控制水位降深具体包括有:
