[发明专利]一种地下岩溶管道系统环保型连通试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种地下岩溶管道系统环保型连通试验方法及装置，该装置包括GPS定位模块、光控开关模块、无线遥控开关模块以及电源模块，所述的GPS定位模块、光控开关模块、无线遥控开关模块以及电源模块集成安装在同一块芯片上，且光控开关模块和无线遥控开关模块并联在GPS定位模块与电源模块的连接电路上，整个芯片封装在一个透明密封球内。本发明采用改进后的电子定位追踪设备进行连通试验，不仅试验过程无污染，而且设备成本低廉，每个定位追踪设备成本不足300元，并且设备可回收反复使用。

技术领域

本发明涉及一种地下岩溶管道系统环保型连通试验方法及装置，属于地下岩溶管道系统勘察技术领域。

背景技术

连通试验是水利、水电及其它行业工程勘察方法中了解地下岩溶管道系统连通性及地下水流途径的重要手段。大约2000年前罗马人 Phihp采用谷糠示踪泉水通道是有记载最早的地下水连通试验，直到 1869年人类首次使用化学示踪剂方法来查明岩溶区落水洞和泉之间的连通关系。1906年Thiem A为确定地下水流速，用食盐作为示踪剂，在试验室定量测定取回水样中氯的浓度，开启了定量连通试验的先河。中国最早的定量连通试验是1960年由四川省地质局以食盐为示踪剂进行煤田地下河中的连通试验。1988年孙恭顺编写出版了《实用地下水连通试验方法》一书，对当时国内外连通试验的方法进行了较完整的归纳阐述。其后至今的三十年里，连通试验技术方法无重大进展。

目前，国内外连通试验主要方法包括化学离子示踪法(如食盐、硝酸根离子、典离子、氨离子)、染料示踪法(如荧光剂示踪、食用合成染料等)、物理示踪法(如电导率法、电阻率法、水声法)、颗粒示踪法、微生物示踪(食用酵母菌)法、放射性同位素示踪法，这些方法弊端如下：

1、上述方法均需要向地下岩溶管道系统的水体里投放化学物质或放射性物质，对环境特别是水的污染极大，不符合国家环保要求，同时可能造成恐慌甚至引发群体性事件，危害社会稳定，同时造成物资浪费；

2、上述方法均需要工作人员在下游可能的通道出口长时间(一般在一周至一月左右)不间断值守观察，目前主流的离子示踪法、微生物示踪法、放射性同位素示踪法需要值守人员不间断的采取水样拿回实验室分析才能确定连通试验成果，人力、物力资源花费较大。

据不完全统计，中国碳酸盐岩的分布面积(岩溶发育区)有 340×10⁴km²，出露面积有91×10⁴km²，约占我国陆地面积的三分之一，岩溶分布较广，类型较多。因此，工程勘察中地下水的连通性试验在我国整个岩溶地区都有较为广泛的需要，研发一种简便易行而又无污染的连通试验方法及设备具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无污染、易监测的地下岩溶管道系统环保型连通试验方法及装置，以克服现有技术中的不足。

本发明的技术方案：一种地下岩溶管道系统环保型连通试验方法，包括以下步骤：

步骤一、首先将GPS定位模块、光控开关模块、无线遥控开关模块以及电源模块集成安装在同一块芯片上，并使光控开关模块和无线遥控开关模块并联在GPS定位模块与电源模块的连接电路上，然后将整个芯片装入一个透明密封球内；

步骤二、通过移动端上的App控制无线遥控开关模块，切断GPS 定位模块与电源模块的连接电路，然后将透明密封球投入有水流动的地下岩溶管道系统的入口；

步骤三、透明密封球沿着地下岩溶管道系统运行，并随水流流出地下岩溶管道系统到达地表，此时光控开关模块启动，将GPS定位模块与电源模块的连接电路连通，GPS定位模块得电后向移动端上的 App发送位置信息和运行轨迹，这样便可通过移动端上的App监测到透明密封球的实时位置，便于回收。

上述方法中，所述透明密封球外壳直径为4cm，体积为 33.493cm³，在水中的最大浮力为33.493克。