JPH02171687A

JPH02171687A - 地下水流検知方法及び装置

Info

Publication number: JPH02171687A
Application number: JP63326501A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ito; 武夫伊藤
Original assignee: TOHO CHISUI KK
Current assignee: TOHO CHISUI KK
Priority date: 1988-12-25
Filing date: 1988-12-25
Publication date: 1990-07-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、地下水の流向流速測定システムにおいて、ボ
ーリング孔の底部において地下水の流水の状態を検知す
る方法及び装置に関する。

〈従来の技術〉従来、この種の方法ないしは装置の代表例として下記■
〜■のようなものが知られている。

■地下水中にＮａＣ１等の水溶性電解物質を流し込み、
予め所定の複数箇所に設置した電極対を流れる電流の変
化を検知するもの（特公昭５３−３５６８１号、以下第
１例という、）。

■地下水中に設置した発熱体を加熱し、予め所定の複数
箇所に設置した感温素子の電気出力信号の変化を検知す
るもの（特公昭５５−１００３４号、以下第２例という
、）。

■地下水中にラジオアイソトープを投入し、地下水にお
ける放射線量の分布変化を検出するもの（以下第３例と
いう、）。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、前記■〜■の方法ないしは装置には以下のよう
な問題点がある。

第１例においては、水溶性電解物質によって電極が腐食
されやすく、電極の劣化に伴なって検出精度が低下する
おそれが強い。

第２例においては、発熱体によって高温となった熱水と
、その周囲の低温の地下水とが混合し合って、地下水に
乱流を生じ、このため本来の地下水の流れとは異なる流
れを誤って検知するおそれがある。

第３例においては、ラジオアイソトープ自体の取扱いに
特別の免許が必要となり、測定作業が難しいとともに、
高コストになる。

く課題を解決するための手段〉本発明は、前記課題を解決することを目的とし、従来の
方法ないし装置とは原理そのものを全く別異とした方法
及び装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明の地下水流検知方法は、ボーリング孔
の底部において、遮光浮遊物質を地下水に混入し、該混
入された遮光浮遊物質の流れを光学的に検知することを
特徴とする。

また、本発明の地下水流検知装置、は、装置内部が、連
絡孔をもつ仕切板により上、下２室に区画され、上室に
は、遮光浮遊物質の収容室、及び、該収容室内の遮光浮
遊物質を前記連絡孔を介して下室に適宜流下させる流下
機構をもうけ、下室には、その側面に地下水通過窓をも
うけるとともに、複数個の光センサであって、前記流下
機構により瀉下され地下水中に混入した前記遮光浮遊物
質の通過を検知するものをもうけたことを特徴とする。

〈実施例〉以下、本発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明の地下水流検知方法を実施するための
地下水流検知装置の一実施例の縦断面図、第２図は、第
１図図示Ｘ−Ｘ線による横断面図、第３図は、第１図の
地下水流検知装置が適用された地下水流向流速測定シス
テムの概略構成図である。

地下水流検知装置１は、第３図に概略的に示すように、
地表からボーリングされた孔に挿入されたケーシング管
２内に挿入され、その先端の地下水に、装置の検知部が
浸漬するよう設置されて流向流速測定システムに適用さ
れるものである。

そして、地下水流検知装置１は、次に示すような構成を
とる。

地下水流検知装置！は、円柱状の本体部４と、装置１を
地中に容易に押し込めるようにするため、該本体部４の
先端に一体的に固着された円錐状のコーン部５とからな
る。

本体部４は、外筒６の内側に外筒６と一体的に取付けら
れた仕切板７を有し、仕切板７は外筒６の中空部を上、
下２室に区画している。

上室８には、遮光浮遊物質の水溶液例えば染料液を排出
する染料液排出装置１０が載置されている。

染料液排出装置１０は、本発明にいう収容室としての染
料液タンク１１と該染料液タンク１１を開閉するキャッ
プ１２とを有する。

染料液タンク１１内には、仕切板７の中心部に貫通され
た連絡孔１３を開閉するニードル弁１４が、その後端部
分がキャップ１２の中央孔１５に貫通するよう収容され
ている。また、染料液タンク１１内には、スプリング１
６が、ニードル弁１４を連絡孔１３に押し当てるよう、
キャップ１２の内面とニードル弁１４の所定部位とに係
止するよう設置されている。ニードル弁１４の後端には
、ワイヤ１フが接続されており、ワイヤ１７は、本体部
４の外部に取り出され、地上まで伸びている。

なお、前記ニードル弁１４、スプリング１６及びワイヤ
１フが本発明にいう流下機構に対応するものといえる。

キャップ１２の中央部には、前記中央孔１５がもうけら
れており、また、適宜箇所に、染料液を染料液タンク１
１内に注入するための注入口１８がもうけられている。

一方、外筒６の下室１９には、発光ダイオードと受光素
子の対からなる光センサが後述するように配置されてい
るとともに、透明固体例えば透明細球２０が前記発光ダ
イオード、前記受光素子間の空隙をも埋めるよう充填さ
れている。ここで透明細球２０は、測定箇所の地中の状
態に下室内を相似させ、下室内における地下水の流れを
地中の地下水の漬れと略同線にするため、画一的な大き
さに限定されるものではない。

一対の発光ダイオード２１−１と受光素子２ｌ−２（以
下、中央センサ２１という、）は、第２図に示すように
、仕切板７の連絡孔１３の直下近傍に、互いに対向して
配置されている。一方、残りの発光ダイオード２２−１
．２３−１．２４−１．２５−１．２６−１．２７−１
．２８−１゜２９−１と受光素子２２−２．２３−２．
２４−２．２５−２．２６−２．２７−２．２８−２゜
２９−２の各月（以下、周辺センサ２２，２３゜２４．
２５，２６，２７゜２８．２９という。）は、同一平面
上で、しかも、前記連絡孔１３を中心とする円周上に、
互いに等間隔で配置され、各月の周辺センサ２２，２３
，２４゜２５，２６゜２７．２８．２９の発光ダイオー
ド２２−１．２３−１．２４−１．２５−１．２６−１
．２７−１．２８−１．２９−１と受光素子２２−２．
２３−２．２４−２．２５−２．２６−２．２７−２．
２８−２．２９−２は互いに対向している。

本実施例の場合、周辺センサは８対からなり、各月がそ
れぞれ方位の東、西、南、北、東南、東北西南、西北に
対応する。そして、適宜な固定手段により仕切板７に取
付けられている。中央センサ２１及び周辺センサ２２，
２３，２４，２５．２８．２７，２８．２９は、地上の
演算表示装置３０と接続される多芯ケーブル３１を分岐
させたり＝ド線３２．・・・、３２と接続されている。

このリード線３２．・・・、３２は、仕切板７の孔３３
．・・・３３を通って各発光ダイオード２１−１．２２
−１．２３−１．２４−１．２５−１．２６−１２７−
１．２８−１．２９−１及び受光素子２１−２．　２２
−２．　２３−２．　２４−２．　２５−２．２６−２
．２７−２．２８−２．２９−２に接続される。

また、前記下室１９の側面には、地下水がこの室内に流
入し、また、室外に流出することができるよう、本発明
にいうところの地下水通過窓である複数の孔３４．・・
・、３４がもうけられている。

また、必要に応じて、側面の内周面にメツシュを配設し
て、透明細球２０が本体外部にこぼれ出ないようにする
。なお、他の符号３５は本件キャップ、３６は本体キャ
ップに接続された押し込み管を示している。

また、発光ダイオード、受光素子とも、使用される環境
が水中であることから、適宜防水措置がされている。

次に前述した地下水流検知装置を用いた地下水流検知方
法について説明する。

流水の状態を検知するに先立ち、８対の周辺センサ２２
．２３，２４．２５，２８，２７．２８．２９を方位と
正確に一致させ、また、下室１９が地下水に浸漬される
よう装置１をボーリング孔の底部に設置し、地下水が下
室１９を定常的に流れているものとし、また、電気系統
は初期セットされているものとする。

まず、地上からワイヤ１７を引っ張り、ワイヤ１７の先
端のニードル弁１４を、スプリング１６の下方への押圧
力に打ち勝って上方に６動させ、ニードル弁１４を仕切
板７の連絡孔１３から離し、連絡孔１３を開放する。な
お、ワイヤ１７を引っ張っている時間は、後述する流出
させるべき染料液の量を考慮して定める。

連絡孔１３が開放すると、染料液タンク１１内の染料液
９が、自重によって連絡孔１３を通って下室１９内に流
下する。

下室１９内に流下した染料液９は、下室１９内の地下水
に混入され、この混合液は、中央センサ２１の発光ダイ
オード２１−１と受光素子２１−２との間を通過する。

中央センサ２１の発光ダイオード２１−１は、初期セッ
トにより既に発光状態にあり、受光素子２１−２の出力
信号は、前記混合液の通過前においては、常時、最大の
受光量に対応した値であるが、前記混合液の通過時には
、受光量が減少し、この減少した受光量に対応した値に
変化する。

その後、地下水の流れに応じて混合液が８対の周辺セン
サ２２．２３，２４，２５，２６，２７．２８．２９の
いずれか例えば周辺センサ２５に到達すると、該センサ
２５の受光素子２５−２が受ける光量が変化することに
よって受光素子２５−２の出力信号を変化させる。なお
、周辺センサ２２．２３，２４．２５，２８．２７．２
８．２９の発光ダイオード２２−１．２３−１．２４−
１．２５−１．２６−１，２フー１．２８−１゜２９−
１も中央センサ２１の発光ダイオード２１−１と同様、
既に初期セットにより発光状態にする。

以上のように、ニードル・弁１４をワイヤ１７の操作に
よって引き上げ、連絡孔１３を開放し、染料液９を連絡
孔１３を通って下室！９内に流下させ、中央センサ２１
の付近を通過すると中央センサ２１の受光素子２１−２
の受光量が変化することによって受光素子２１−２の出
力信号を変化させ、この変化した出力信号を多芯ケーブ
ル３１を介して演算表示装置３０に入力させる。その後
、混合液が地下水の流れにしたがって８対の周辺センサ
２２，２３，２４，２５．２６．２７，２８．２９のい
ずれか例えば周辺センサ２５の付近を通過すると、この
センサ２５の受光素子２５−２の受光量が変化すること
によって受光素子２５−２の出力信号を変化させ、この
変化した出力信号を演算表示装置３０に入力させる。

なお、演算表示装置３０においては、中央センサ２１、
周辺センサ２２，２３，２４．２５．２６．２７．２８
．２９の各受光素子２２−２．２３−２．２４−２．２
５−２．２６−２．２７−２．２８−２．２９−２の出
力信号に基いて、流向を流向表示ランプ３７によって表
示するとともに、流速を演算し、流速表示部３８に表示
する。

例えば、前記のように周辺センサ２５の出力信号が変化
すると、方位「北」のランプを点灯させ、また、中央セ
ンサ２１の出力信号の変化時点と、周辺センサ２５の出
力信号の変化時点との時間差、及び、中央センサ２１か
ら周辺センサ２５までの既知の距離にもとづいて、流速
を演算し、演算結果を流速表示部３８にデジタル表示す
る。

なお、前記実施例では、地下水流検知手段を１の円周上
及びその中心位置に平面的にもうけているが、他に、同
心円上及びその中心位置にもうけてもよく、また、周辺
センナについては、１平面上に限らず、複数平面上に立
体的にもうけてもよい、このようにすれば、多数のセン
サの検知結果にもとづいて測定結果が得られるため、測
定精度を高めることが可能になる。また、遮光浮遊物質
の選択の幅を広げても同一の測定精度を維持することが
可能である。

〈発明の作用・効果〉以上説明したように、本発明は、地下水中に染料液など
の遮光浮遊物質を清し込み、予め所定の複数箇所に設置
した光センサの電気出力信号の変化を検知するものであ
り、従来の方法ないしは装置とは原理を全く異にする。

そして、本発明によると、電解液でなく遮光浮遊物質を
混入させるとともに防水措置が比較的容易な光センサを
用いるため、検知素子の腐食を防止することができる。

また、遮光浮遊物質が地下水の流れにしたがって流れる
ため、地下水に乱流が生ずるおそれがなく、測定精度が
高まると期待できる。

更に、下室に透明細球を充填すれば、下室な地下水が実
際に流れている地中の状態に近い環境にすることができ
、精度の高い測定が期待できる。

また、この透明細球の充填により、下室内の空間が減少
し、少量の地下水でもって下室内がほぼ満水状態となる
ことから、地下水が下室に流入し定常状態を実現できる
までに要する時間を短縮させ、ボーリング孔への装置設
置から測定開始までの待時間を短縮可能にする効果も生
じうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の地下水流検知方法を実施するための
地下水流検知装置の一実施例の縦断面図４・・・地下水
通過窓（孔）第２図は、第１図図示Ｘ−Ｘ線による横断面図第３図は
、第１図の地下水流検知装置が通用された地下水流向流
速測定システムの概略構成図である。１・・・地下水流検知装置、３・・・地下水、７・・・仕切板、８・・・上室、９・・・遮光浮遊物質（染料液）、！１・・・収容室（染料液タンク）、１３・・・連絡孔、１４・・・流下機構を構成するニードル弁、１６・・・
流下機構を構成するスプリング、１７・・・流下機構を
構成するワイヤ、１９・・・下室、２２．２３，２４，２５，２８，２７，２８゜２９・・
・光センサ、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地下水の流向流速測定システムの地下水流検知方
法であつて、ボーリング孔の底部において、遮光浮遊物質を地下水に
混入し、該混入された遮光浮遊物質の流れを光学的に検
知することを特徴とする地下水流検知方法。
（２）地下水の流向流速測定システムにおいてボーリン
グ孔の底部に設置される地下水流検知装置であつて、装置内部が、連絡孔をもつ仕切板により上、下２室に区
画され、上室には、遮光浮遊物質の収容室、及び、該収容室内の
遮光浮遊物質を前記連絡孔を介して下室に適宜流下させ
る流下機構をもうけ、下室には、その側面に地下水通過窓をもうけるとともに
、複数個の光センサであつて、前記流下機構により流下
され地下水中に混入した前記遮光浮遊物質の通過を検知
するものをもうけたことを特徴とする地下水流検知装置。