CN104088663A - 一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法及监测装置 - Google Patents

一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法及监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法及监测装置，该方法是在洞穴滴水的滴落点下方安装滴水汇集装置，将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流，并经引流设施将汇集的滴水引出，形成管道水流；管道水流通过沉砂装置沉淀水流中的泥砂，然后再流经流量计，实现流量测定。本发明解决了当前对洞穴滴水进行流量监测的难题，对研究洞穴成因过程、机制具有重大意义。

Description

一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法及监测装置
技术领域
本发明涉及一种水资源流量监测方法及监测装置，特别是一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法及监测装置。
背景技术
洞穴滴水一般是降雨通过洞顶到地表厚度岩层、植被、土壤入渗形成的。其水流量受地表降雨影响大，雨季滴水量大，枯期非常小，极其不稳定。洞穴滴水是洞穴沉积物形成的物质基础，是研究洞穴成因过程、机制的重要介质，也可以作为饮用水资源利用，具有重要科研价值和实用价值。流量能反应洞穴滴水水量及其变化特征，是极为重要的水文参数，但由于洞穴滴水的滴点往往不集中，水量较小，难以在洞底形成径流，而就算有径流也难以收集(洞底由于石笋、石柱等发育，凹凸不平)，因此，对洞穴滴水的流量监测是当前的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种喀斯特洞穴滴水流量的监测方法及监测装置，实现对洞穴滴水的流量测定，从而克服现有技术无法对洞穴滴水进行流量测定的难题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法，该方法是在洞穴滴水的滴落点下方安装滴水汇集装置，通过滴水汇集装置将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流，并经引流设施将汇集的滴水引出，形成管道水流；管道水流先通过沉砂装置沉淀水流中的泥砂，然后流经流量计，即可实现流量测定。
一种喀斯特洞穴滴水流量监测装置，该装置是由滴水汇集装置、引水设施、沉砂装置和测流装置构成，滴水汇集装置的两面高、中间低，中间形成集水槽；沉砂装置为“V”型结构，测流装置由U型管和流量计组成，流量计安装在U型管的底部；滴水汇集装置位于洞穴滴水的滴落点下方，将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流；引流设施的一端连接集水槽，引流设施的另一端连接至沉砂装置，沉砂装置与U型管相连接。
上述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置中，为便于掏出泥沙及碳酸钙等沉积物，在沉砂装置的底部开有排砂孔，在排砂孔上装有旋转盖。
前述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置中，滴水汇集装置是采用支撑杆架空，引流设施、沉砂装置和测流装置均采用支架架空。
前述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置中，根据需要和现场情况，引流设施可以是引流槽或引流管。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明解决了当前对洞穴滴水进行流量监测的难题，对研究洞穴成因过程、机制具有重大意义，汇集的洞穴滴水还可以作为饮用水资源进行利用，可以有效缓解喀斯特地区的缺水问题，为水资源的综合利用和开发开辟了新的途径。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中沉砂装置的结构示意图；
图3是本发明中测流装置的结构示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1。如图1所示，由滴水汇集装置1、引水设施2、沉砂装置3和测流装置4构成。滴水汇集装置1装在洞穴滴水的滴落点下方，用于将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流；滴水汇集装置1的形状没有特殊要求，以滴水点在地面滴水范围和形状为参考制作，能全部收集到滴水为原则，可以用废弃铁皮制成(刷防锈漆)、也可以制成钢架结构后铺塑料膜。为防止滴水四溅，滴水汇集装置1的两面高、中间低，中间形成集水槽5，以便集流。滴水汇集装置1采用支撑杆10架空，高度1.5m左右，具体根据现场而定。支撑杆10采用钢管或圆木制作均可，根据面积大小确定数量，以稳定为原则。引水设施2可以是引流槽或引流管，用于将滴水汇集装置1收集的滴水引入到沉砂装置3和测流装置4中。引流槽的断面形状没有特殊规定，可以采用铁皮或塑料膜等制成，引流管可以是塑料管，管径可根据丰水期滴水量而定，一般采用PE管道即可。根据现场实际情况，可采用支架11将引流设施2架空或者直接将引流设施2放置在地面。沉砂装置3用于沉淀水流中的泥沙、碳酸钙等杂质，可采用塑料板或防水木质板材加工而成。为方便掏出泥沙及碳酸钙等沉积物，沉砂装置3设计为“V”型结构(如图2所示)，并在沉砂装置3的底部开有排砂孔8，在排砂孔8上装有旋转盖9，拧开旋转盖9，通过排砂孔8即可将沉砂装置3中沉积的泥沙及碳酸钙等杂质排出。沉砂装置3采用支架11架空，并与引流设施2连接，高度略低于引流设施2。测流装置4由U型管6和流量计7组成(如图3所示)，流量计7选用涡轮+电磁流量计，U型管6采用PE管加工而成，流量计7安装在U型管6的底部，U型管6的U形设计可保障流量计7总处于充满水状态。整个测流装置4采用支架11架空，安装位置明显低于沉砂装置3。引流设施2的一端连接集水槽5，另一端连接至沉砂装置3，沉砂装置3与U型管6相连接。
使用时，洞顶12的洞穴滴水13滴落在滴水汇集装置1上，并汇集在滴水汇集装置1中间的集水槽5中，水流通过引流设施2流入到沉砂装置3中，在沉砂装置3中沉淀杂质，然后流入U型管6中，在流经流量计7时，即可实现流量测定。
本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喀斯特洞穴滴水流量监测方法，其特征在于：在洞穴滴水的滴落点下方安装滴水汇集装置，将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流，并经引流设施将汇集的滴水引出，形成管道水流；管道水流通过沉砂装置沉淀水流中的泥砂，然后再流经流量计，实现流量测定。
2.一种喀斯特洞穴滴水流量监测装置，其特征在于：由滴水汇集装置(1)、引水设施(2)、沉砂装置(3)和测流装置(4)构成，滴水汇集装置(1)的两面高、中间低，中间形成集水槽(5)；沉砂装置(3)为“V”型结构，测流装置(4)由U型管(6)和流量计(7)组成，流量计(7)安装在U型管(6)的底部；滴水汇集装置(1)位于洞穴滴水的滴落点下方，将整个洞穴滴水范围的水滴收集汇流；引流设施(2)的一端连接集水槽(5)，另一端连接至沉砂装置(3)，沉砂装置(3)与U型管(6)相连接。
3.根据权利要求2所述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置，其特征在于：在所述的沉砂装置(3)底部开有排砂孔(8)，在排砂孔(8)上装有旋转盖(9)。
4.根据权利要求2所述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置，其特征在于：所述的滴水汇集装置(1)采用支撑杆(10)架空，引流设施(2)、沉砂装置(3)和测流装置(4)均采用支架(11)架空。
5.根据权利要求2或4所述的喀斯特洞穴滴水流量监测装置，其特征在于：所述的引流设施(2)是引流槽或引流管。
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