KR20140007153A - Valve system - Google Patents

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KR20140007153A
KR20140007153A KR1020120074389A KR20120074389A KR20140007153A KR 20140007153 A KR20140007153 A KR 20140007153A KR 1020120074389 A KR1020120074389 A KR 1020120074389A KR 20120074389 A KR20120074389 A KR 20120074389A KR 20140007153 A KR20140007153 A KR 20140007153A
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최종원
이대형
박경우
고용권
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한국원자력연구원
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Abstract

Disclosed is a valve system for a hydraulic test device. The valve system is installed in a guide pipe for guiding underground water inside a packer section to the outside of a borehole by using multiple packers. The valve system comprises a valve, which is capable of being rotated and opening and closing a flow path of the guide pipe selectively, and a connecting member, which is connected to the ground level by being attached to the valve to allow the valve to rotate. The valve is rotated through an operation of one end of a ground side of the connecting member. In this way, a separate electric apparatus is unnecessary since the valve is opened and closed manually, and a correct hydraulic test result can be drawn since the valve is opened and closed immediately without a retardation phenomenon of a signal.

Description

밸브 시스템{VALVE SYSTEM}VALVE SYSTEM

이하의 설명은 밸브 시스템에 관한 것이고, 더 자세하게는 수리시험장치에 사용되는 수동식 밸브 시스템에 관한 것이다.
The following description relates to a valve system, and more particularly to a manual valve system used in a repair test apparatus.

지하 매질의 수리적 특성에 관한 정보는 지하수위와 유량을 동시에 측정함으로써 얻어진다. 수리측정 방법으로는 수위 또는 양수량을 고정하고 다른 양수량/수위를 측정하는 양수시험과, 수위와 유량이 동시에 변하도록 하는 순간수위변화시험이 있다.Information about the hydraulic properties of underground media is obtained by simultaneously measuring groundwater level and flow rate. Hydraulic measurement methods include a pumping test to fix a water level or a pumping amount and to measure another pumping / water level, and an instantaneous level change test to allow the water level and the flow rate to change simultaneously.

양수시험(pump test)은 피압 대수층 및 자유면 대수층에서 일정량을 양수하여 수위 강하를 유발하고, 이 때 양수량과 하강되는 수위자료를 바탕으로 적절한 관정 유동 방정식을 이용하여 해당 대수층의 수리적인 특성(주로 투수량계수와 저유계수)을 파악하는 시험이다.The pump test causes a drop in water level by pumping a certain amount in the aquifer and free surface aquifers, and the hydraulic characteristics of the aquifer (primarily by using an appropriate well-flowing equation based on the pumping amount and the falling water level data). Permeability coefficient and low oil coefficient)

순간수위변화시험(slug test)은 단일 시추공에 순간적인 수위변화를 유발시켜 그 회복 양상을 관측함으로써 수리상수 값을 추정하는 방법으로서, 하나의 시추공에서 시행할 수 있기 때문에 경제적이며, 대수층이 수위강하를 일으키기 어려운 저투수성 매질로 이루어질 때 적용이 가능하다는 장점이 있어 많이 행하여지고 있다.Slug test is a method of estimating the hydraulic constant value by inducing instantaneous water level changes in a single borehole and observing its recovery pattern.It is economical because it can be performed in one borehole, and the aquifer level drops. There is an advantage that can be applied when made of a low permeability medium that is difficult to produce a lot has been done.

이와 같은 수리시험을 수행하기 위하여, 시추공 내에 삽입하여 지하수를 채취하여 수리시험을 행하는 수리시험장치가 사용되고 있다. 수리시험장치는 시추공 내부에서 수리 영역을 한정하는 이중패커(상부 패커 및 하부 패커), 패커에 팽창유체를 공급하여 유압을 가하는 공급관, 패커를 연결하는 연결관, 패커 구간 내의 지하수를 시추공 외부로 안내하는 안내관으로 구성된다.In order to perform such a repair test, a repair test apparatus for inserting a borehole to extract groundwater and performing a repair test is used. The hydraulic test device is a double packer (upper packer and lower packer) defining a repair area inside the borehole, a supply pipe for supplying hydraulic fluid by supplying expansion fluid to the packer, a connection pipe connecting the packer, and groundwater in the packer section to the outside of the borehole. It consists of a guide.

또한, 수리시험장치에는 패커 구간에서 올라오는 지하수를 순간적으로 연결 또는 차단시켜주는 밸브 시스템이 사용된다. 유체를 천천히 주입하거나 덜어내는 경우 수리시험의 결과가 부정확하기 때문이다. 종래에는 이러한 밸브를 수리시험장치에 일체형으로 장착하여 사용하였고, 그 작동 원리는 전기식 또는 수압식으로 나뉘어진다. 전기식 밸브의 경우, 밸브 하우징이 시추공에 삽입되고, 밸브를 개폐할 수 있는 전선이 시추공에 함께 삽입되며, 전기적 신호를 일으키기 위한 추가적인 전원 등의 장치가 필요하다. 수압식 밸브의 경우, 지상에서 수압을 가해 밸브를 개폐하는 원리이다.
In addition, the hydraulic test apparatus uses a valve system that instantaneously connects or blocks groundwater coming from the packer section. This is because the hydraulic test results are inaccurate when the fluid is slowly injected or removed. In the related art, such a valve is used as an integrally mounted in the hydraulic test apparatus, and its operating principle is divided into electric or hydraulic type. In the case of an electric valve, a valve housing is inserted into the borehole, an electric wire for opening and closing the valve is inserted together in the borehole, and an apparatus such as an additional power source for generating an electrical signal is required. In the case of a hydraulic valve, the principle is to open and close the valve by applying hydraulic pressure from the ground.

복수의 패커를 이용하여, 상기 패커 구간 내의 지하수를 시추공 외부로 안내하는 안내관에 설치되는 밸브 시스템의 일 측에 따르면, 상기 밸브 시스템은 회전 가능하여 상기 안내관의 유로를 선택적으로 개폐 가능한 밸브 및 상기 밸브가 회전 가능하도록 상기 밸브에 부착되어 지상까지 연결되는 연결부재를 포함할 수 있고, 상기 연결부재의 지상 측 일단의 조작을 통해 상기 밸브를 회전시킬 수 있다.According to one side of the valve system installed in the guide tube for guiding the groundwater in the packer section to the outside of the borehole using a plurality of packers, the valve system is rotatable to selectively open and close the flow path of the guide tube and The valve may include a connecting member attached to the valve so as to be rotatable and connected to the ground, and the valve may be rotated through manipulation of one end of the ground side of the connecting member.

이 때, 상기 연결부재는 스테인리스 와이어, 체인 또는 타이밍 벨트 중 어느 하나일 수 있다.At this time, the connecting member may be any one of a stainless steel wire, a chain or a timing belt.

또한, 상기 밸브 시스템은 상기 연결부재의 지상 측 일단과 연결되는 모터를 더 포함하여, 상기 모터를 구동하여 상기 연결부재를 당김으로써 상기 밸브를 회전시킬 수 있다.The valve system may further include a motor connected to one end of the ground side of the connection member, thereby driving the motor to rotate the valve by pulling the connection member.

또한, 상기 밸브에는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 연결부재의 타단에는 상기 복수의 결합홈에 삽입되는 복수의 결합돌기가 형성될 수 있다.In addition, a plurality of coupling grooves may be formed in the valve, and a plurality of coupling protrusions inserted into the plurality of coupling grooves may be formed at the other end of the connection member.

또한, 상기 밸브 시스템은 상기 안내관의 외부에 설치되며 상기 연결부재를 내부에 수용하는 보호덮개를 더 포함할 수 있다.
The valve system may further include a protective cover installed outside the guide tube and accommodating the connection member therein.

도 1은 밸브 시스템을 포함하는 수리시험장치의 전체 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 밸브 시스템의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 3 및 4는 밸브 시스템이 작동되는 모습을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a hydraulic test apparatus including a valve system.
2 is a schematic diagram illustrating an example of a valve system.
3 and 4 are schematic diagrams showing the operation of the valve system.

이하, 본 발명에 따른 밸브 시스템에 대한 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the valve system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 밸브 시스템(100)을 포함하는 수리시험장치(10)의 전체 구성을 도시한 개략도이다. 수리시험장치에는 수리 영역을 설정하는 복수의 패커가 사용되는데, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 시추공(10) 내부에서 수리 영역의 상부와 하부를 한정하도록 한 쌍으로 구비되는 이중패커(상부 패커(11), 하부 패커(12))가 사용되었다. 그리고 수리시험장치(1)는 이중패커(11, 12) 사이를 연결하는 안내관(15), 이중패커(11, 12)에 팽창 유체를 공급하여 팽창시키거나 수축시키는 압력조절관(13) 및 압력조절부(17)를 포함하여 구성된다. 이중패커(11, 12)는 유체에 의해 팽창 가능한 연성 재질로 형성되며, 압력조절부(17)에서 소정의 유체가 주입되면 팽창되면서 시추공(10) 내벽에 밀착되어, 시추공(10) 내부에서 수리적으로 격리시킨다. 즉, 상기 이중패커(11, 12)를 경계로 하여 내부와 외부가 서로 수리적으로 격리되어 지하수의 용출을 방지하고, 상기 이중패커(11, 12) 사이의 공간이 지하수를 채취하고 시험하는 시험 구간이 된다. 밸브 시스템(100)은 상기 이중패커(11, 12)의 상부에 위치하고, 안내관(15) 내부에 설치되어, 이중패커(11, 12) 구간의 지하수는 안내관(15)을 통해 시추공(10) 외부로 안내된다.
1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a repair test apparatus 10 including a valve system 100. The repair test apparatus uses a plurality of packers for setting a repair area. In this embodiment, a double packer (upper packer) provided as a pair to define the upper and lower parts of the repair area in the borehole 10 as shown in the drawing. 11), the lower packer 12) was used. And the repair test apparatus 1 is a guide tube 15 connecting between the double packers (11, 12), a pressure control tube (13) to expand or contract by supplying an expansion fluid to the double packers (11, 12) and It is configured to include a pressure regulator (17). The double packers 11 and 12 are formed of a flexible material that is expandable by a fluid. When the predetermined fluid is injected from the pressure control unit 17, the double packers 11 and 12 adhere to the inner wall of the borehole 10 while expanding. Isolate with. That is, a test section in which the inside and outside of the double packer (11, 12) is isolated from each other hydraulically to prevent the leaching of ground water, and the space between the double packer (11, 12) to collect and test the ground water Becomes The valve system 100 is located above the double packers 11 and 12 and is installed inside the guide tube 15, and groundwater in the section of the double packers 11 and 12 is drilled through the guide tube 15. Guided out.

도 2는 밸브 시스템(100)의 일 예를 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 밸브 시스템(100)은 이중패커(11, 12) 구간 내의 지하수를 시추공(10) 외부로 안내하는 안내관(15) 내부에 설치되며, 회전 가능하여 상기 안내관(15)의 유로를 선택적으로 개폐 가능한 밸브(110) 및 상기 밸브(110)가 회전 가능하도록 상기 밸브(110)에 부착되어 지상까지 연결되는 연결부재(120)룰 포함할 수 있다. 이와 같이 구성되어, 지상에서 상기 연결부재(120)의 일단을 조작함으로써 상기 밸브(110)가 회전하여 지하수를 선택적으로 차단하는 것이다. 기존의 전기식 또는 수압식 밸브와는 다르게, 수동으로 밸브(110)를 개폐하는 방식이므로 별도의 전기장치 등이 필요치 않고, 신호의 지연 현상 없이 즉시 밸브(110)를 개폐할 수 있어 시험의 정확도가 향상된다. 이러한 밸브 시스템(100)을 사용하여 순간충격시험 또는 펄스 시험 등의 수리시험을 시행할 수 있으며, 다양한 매질에서 수리시험을 수행할 때 이용될 수 있고, 특히 저투수성 매질의 경우, 보다 간편하게 정확한 결과를 도출할 수 있다. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a valve system 100. As shown, the valve system 100 is installed inside the guide tube 15 for guiding the groundwater in the double packer section 11 and 12 to the outside of the borehole 10, and is rotatable so that A valve 110 capable of selectively opening and closing a flow path and a connection member 120 attached to the valve 110 so as to be rotatable and connected to the ground may be included. In this way, the valve 110 is rotated by manipulating one end of the connection member 120 from the ground to selectively block groundwater. Unlike conventional electric or hydraulic valves, since the valve 110 is opened and closed manually, no electric device is required, and the valve 110 can be opened and closed immediately without a signal delay, so that the accuracy of the test is improved. Is improved. The valve system 100 can be used to perform repair tests such as instantaneous shock tests or pulse tests, and can be used when performing repair tests on a variety of media, particularly in the case of low permeability media. The results can be derived.

상술하였듯이, 상기 밸브 시스템(100)에는 회전 가능한 밸브(110)가 채용될 수 있다. 예를 들어, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 콕 등이 사용될 수 있고, 회전하여 안내관(15)의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있다면 그 종류에는 제한이 없다. As described above, a rotatable valve 110 may be employed in the valve system 100. For example, a ball valve, a butterfly valve, a cock, etc. can be used, and if there is rotation and can selectively open and close the flow path of the guide pipe 15, there is no restriction | limiting in the kind.

연결부재(120)는 밸브(110)에 부착 연결되어 밸브(110)를 회전시키는 수단으로 사용된다. 본 실시예에서, 연결부재(120)는 밸브(110)의 양단에 부착되어 한 쪽을 당김으로써 밸브(110)를 개방하고, 다시 다른 한 쪽을 당김으로써 밸브(110)를 폐쇄하는 방식으로 구현되었다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 밸브(110)의 일 측에만 부착되어 당기고 미는 방식으로 밸브(110)를 회전시킬 수도 있다. 이러한 경우, 연결부재(120)는 구부러짐과 비틀림으로부터 자유로운 강성 소재로 제작될 수 있다.The connecting member 120 is attached to the valve 110 is used as a means for rotating the valve 110. In this embodiment, the connecting member 120 is attached to both ends of the valve 110 to open the valve 110 by pulling one side, and implements in a manner to close the valve 110 by pulling the other side again It became. However, the present invention is not limited thereto, and the valve 110 may be rotated by attaching and pulling only one side of the valve 110. In this case, the connection member 120 may be made of a rigid material free from bending and torsion.

또한, 상기 연결부재(120)는 스테인리스 와이어일 수 있다. 이 경우, 높은 내구성으로 인해 밸브(110)를 안정적으로 회전시킬 수 있고, 반영구적으로 사용이 가능하며, 지하수에 의한 부식을 방지할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 연결부재(120)는 회전 간에 미끄럼을 방지할 수 있는 체인 또는 동력 전달이 우수한 타이밍 벨트일 수도 있다. In addition, the connection member 120 may be a stainless steel wire. In this case, the valve 110 can be stably rotated due to high durability, semi-permanently used, and corrosion can be prevented by groundwater. However, the present invention is not limited thereto, and the connection member 120 may be a chain capable of preventing slippage between rotations or a timing belt having excellent power transmission.

또한, 밸브 시스템(100)은 상기 연결부재(120)의 지상 측 일단과 연결되는 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 지상에서 상기 모터를 구동하여 연결부재(120)를 당김으로써 밸브(110)를 용이하게 회전시킬 수 있다.In addition, the valve system 100 may further include a motor (not shown) connected to one end of the ground side of the connection member 120. The valve 110 can be easily rotated by driving the motor on the ground and pulling the connection member 120.

또한, 도시되지는 않았으나, 밸브(110)에는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 연결부재(120)의 지하 측 타단에는 상기 결합홈에 삽입되는 복수의 결합돌기가 형성되어 밸브(110)와 연결부재(120) 간의 결속력을 강화시키고, 밸브(110)의 회전 간에 미끄러짐을 방지할 수 있다.In addition, although not shown, a plurality of coupling grooves are formed in the valve 110, and a plurality of coupling protrusions inserted into the coupling grooves are formed at the other end of the underground side of the connection member 120, thereby connecting to the valve 110. It is possible to enhance the binding force between the members 120, and to prevent slippage between the rotation of the valve (110).

또한, 밸브 시스템(100)은 상기 안내관(15)의 외부에 설치되며 상기 연결부재(120)를 내부에 수용하는 보호덮개(130)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 보호덮개(130)가 주기적으로 단절된 형태로 구현되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 연속된 형태로 구현되어 연결부재(120)를 완전히 덮을 수도 있다. 이와 같이 구성되어, 보호덮개(130)는 밸브(110)를 회전시키는 수단인 연결부재(120)를 외부 충격 또는 외부 물질로부터 보호할 수 있다.In addition, the valve system 100 may further include a protective cover 130 installed outside the guide tube 15 and accommodating the connection member 120 therein. In the present embodiment, the protective cover 130 is implemented in a form that is periodically disconnected, but is not limited thereto, and may be implemented in a continuous form to completely cover the connection member 120. In this manner, the protective cover 130 may protect the connecting member 120, which is a means for rotating the valve 110, from an external impact or an external material.

수리시험장치(1)는 압력 센서를 포함하는 압력측정부(140)를 포함하여 이중패커(11,12) 구간 내의 압력을 측정할 수 있다. 상기 압력 측정부(140)는 밸브(110)의 하부에 위치할 수 있다. 이 경우, 압력 측정부(140)의 압력 센서에 연결되는 케이블(150) 역시 상기 보호덮개(130) 내부에 수용될 수 있고, 상기 보호덮개(130)는 이러한 경우 상기 케이블(150)을 보호함과 동시에 케이블(150)과 연결부재(120)가 서로 엉키지 않게 하는 역할도 수행할 수 있다.
Hydraulic test apparatus 1 may include a pressure measuring unit 140 including a pressure sensor to measure the pressure in the double packer (11, 12) section. The pressure measuring unit 140 may be located below the valve 110. In this case, the cable 150 connected to the pressure sensor of the pressure measuring unit 140 may also be accommodated in the protective cover 130, and the protective cover 130 protects the cable 150 in this case. At the same time, the cable 150 and the connection member 120 may serve to prevent tangling with each other.

도 3 및 4는 밸브 시스템(100)이 작동되는 모습을 도시한 개략도이다. 우선, 이중패커를 시험구간에 삽입하여 팽창시키고, 도 3과 같이 밸브(110)를 개방하여 이중패커 구간 내의 지하수를 안내관(15) 내부로 안내하면, 이중패커 구간 내의 지하수위(P1)는 시험구간의 지하수위(P1)와 같게 된다. 시험구간의 지하수위가 안정상태에 도달하면, 도 4와 같이 밸브(110)를 다시 반대로 회전시켜 폐쇄한 후 지하수압의 변화를 관측하게 된다. 이후, 밸브(110) 위의 지하수를 펌프를 이용하여 양수하여도 시험구간의 지하수압은 변하지 않는다. 충분히 양수하여 밸브(110) 상부의 지하수위를 강하(P2)시킨 후 밸브(110)를 개방하고 압력의 회복(P2에서 P1)을 관측하여 순간충격시험 등의 수리시험을 수행한다.
3 and 4 are schematic diagrams showing the operation of the valve system 100. First, when the double packer is inserted into the test section and expanded, and the valve 110 is opened to guide the groundwater in the double packer section to the inside of the guide tube 15, the ground water level P1 in the double packer section is It is equal to the groundwater level (P1) of the test section. When the groundwater level of the test section reaches a stable state, as shown in FIG. 4, the valve 110 is rotated again to close, and then the groundwater pressure changes are observed. Thereafter, even if the groundwater on the valve 110 is pumped using a pump, the groundwater pressure of the test section does not change. After sufficiently pumping, the groundwater level of the upper part of the valve 110 is dropped (P2), and then the valve 110 is opened and the pressure recovery (P2 to P1) is observed to perform a repair test such as an instant impact test.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
The embodiments described above are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, the technical spirit and patents of the present invention by those skilled in the art Various modifications, variations or substitutions may be made within the scope of the claims, and such embodiments should be considered to be within the scope of the present invention.

1: 수리시험장치 10: 시추공
11, 12: 이중패커 15: 안내관
17: 압력조절부 100: 밸브 시스템
110: 밸브 120: 연결부재
130: 보호덮개 140: 압력측정부
150: 케이블1: repair test apparatus 10: borehole
11, 12: Double Packer 15: Guide
17: pressure regulator 100: valve system
110: valve 120: connecting member
130: protective cover 140: pressure measuring unit
150: Cable

Claims (5)

복수의 패커를 이용하여, 상기 패커 구간 내의 지하수를 시추공 외부로 안내하는 안내관에 설치되는 밸브 시스템에 있어서,
상기 밸브 시스템은,
회전 가능하여, 상기 안내관의 유로를 선택적으로 개폐 가능한 밸브; 및
상기 밸브가 회전 가능하도록 상기 밸브에 부착되어 지상까지 연결되는 연결부재;
를 포함하고,
상기 연결부재의 지상 측 일단의 조작을 통해 상기 밸브를 회전시키는 밸브 시스템.In the valve system installed in the guide pipe for guiding the groundwater in the packer section to the outside of the borehole using a plurality of packers,
The valve system,
A rotatable valve capable of selectively opening and closing a flow path of the guide tube; And
A connection member attached to the valve and connected to the ground such that the valve is rotatable;
Lt; / RTI >
A valve system for rotating the valve through the operation of the ground side end of the connecting member. 제1항에 있어서,
상기 연결부재는 스테인리스 와이어, 체인 또는 타이밍 벨트 중 어느 하나인 밸브 시스템.The method of claim 1,
The connecting member is a stainless steel wire, a chain or a timing belt. 제1항에 있어서,
상기 밸브 시스템은 상기 연결부재의 지상 측 일단과 연결되는 모터를 더 포함하여, 상기 모터를 구동하여 상기 연결부재를 당김으로써 상기 밸브를 회전시키는 밸브 시스템.The method of claim 1,
The valve system further includes a motor connected to the ground side end of the connecting member, the valve system to rotate the valve by driving the motor to pull the connecting member. 제1항에 있어서,
상기 밸브에는 복수의 결합홈이 형성되고, 상기 연결부재의 타단에는 상기 복수의 결합홈에 삽입되는 복수의 결합돌기가 형성되는 밸브 시스템.The method of claim 1,
The valve system is formed with a plurality of coupling grooves, the other end of the connecting member is a valve system formed with a plurality of coupling projections are inserted into the plurality of coupling grooves. 제1항에 있어서,
상기 안내관의 외부에 설치되며, 상기 연결부재를 내부에 수용하는 보호덮개를 더 포함하는 밸브 시스템.The method of claim 1,
Installed on the outside of the guide tube, the valve system further comprises a protective cover for receiving the connection inside.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101588235B1 (en) * 2014-10-14 2016-01-25 한국원자력연구원 Removable permeability apparatus with a level controller in fluvial deposits and stream deposits
CN109900452A (en) * 2019-03-25 2019-06-18 河海大学 A set of depth any in well carries out the device of micro- water experiment and automatic data collection

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