一种地下水位监控装置及方法

本发明涉及水位监控，特别是涉及一种地下水位监控装置及其施工方法。

背景技术：

1、地下水位的变化对地下工程施工期间的基坑侧壁安全十分重要，地下水位对地下工程运营期间的上浮稳定及预警十分重要。因此，对地下水位对监测是一项重要工作，而且监测数量庞大。

2、现有对地下水位监测的方法存在以下问题：

3、(1)采用拉尺测量：采用拉尺测量时，需要人工将配重的拉尺下放入水位井，观测配重落入水中时测度拉尺的读数，即为新的水位高度。但是，由于每次需要人工下放、收纳拉尺，导致该测量方法工作量大、劳动强度大、测量速度慢。

4、(2)采用水压力计测量水位：该法是在水位井内放入水压力计，通过测得的水压和水压力计的埋入深度计算地下水位的高度。但是，由于需要长期将水压力计放置在水下，容易出现电路故障，导致数据停顿甚至经常报错，影响正常监测，且水压力计造价昂贵，导致成本高。

5、因此，为更好地服务地下工程施工及运营阶段的水位监测，保障工程安全，亟需研发成本低、监测方法简便、工作量小的地下水位监测装置及监测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种地下水位监控装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高地下水位监测的简便性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种地下水位监测装置，包括：

4、水位井，所述水位井包括竖直设置的管道，所述管道的顶端伸出地面，所述管道的底端伸入地下水内；

5、两个分别与所述管道的顶端转动配合的定滑轮；

6、软尺，所述软尺依次绕过两个所述定滑轮；所述软尺远离所述定滑轮的一侧设置有水位刻度；

7、浮球，所述浮球用于漂浮在地下水的液面上，所述浮球与所述软尺的一端固连；

8、配重物，所述配重物与所述软尺的另一端固连。

9、优选的，所述浮球内设置有配重砂。

10、优选的，所述管道的顶端设置有透明盖板；所述透明盖板上安装有第一信息卡和第二信息卡；

11、所述第一信息卡上记载的信息包括水位井安装日期、编号、项目名称、监控单位、联系人及联系电话信息；

12、所述第二信息卡上打印有与所述第一信息卡上所记载的信息相对应的二维码图像；所述二维码图像通过二维码生成装置生成；

13、还包括水位监测系统、二维码扫描和拍照装置，所述水位监测系统为设置在监控终端中的监测软件，所述二维码扫描和拍照装置用于扫描识别所述二维码图像和拍摄图片，所述二维码扫描和拍照装置能够将扫描识别的信息和拍摄的图片上传至所述水位监测系统。

14、优选的，所述管道包括无砂混凝土透水管和pvc管，所述pvc管的底端抵接在所述无砂混凝土透水管的顶端；所述pvc管的外径与所述无砂混凝土透水管的外径相等；

15、所述的无砂混凝土透水管的顶端比地面低0.5m-1m；所述pvc管的顶端比地面高1m。

16、优选的，两个所述定滑轮分别为第一定滑轮和第二定滑轮，且所述第一定滑轮较所述第二定滑轮靠近所述软尺连接有所述浮球的一端；

17、所述第一定滑轮转动套设在第一轴棒上，所述第二定滑轮转动套设在第二轴棒上，所述第一轴棒的两端和所述第二轴棒的两端分别与所述pvc管的顶端固连；

18、所述第一轴棒朝上的侧壁上设置有指向所述软尺的读数标记。

19、优选的，所述pvc管的顶端对应所述第一轴棒的两端和所述第二轴棒的两端分别设置有棒槽；所述第一轴棒的两端和所述第二轴棒的两端固设在对应的所述棒槽中。

20、优选的，所述水位刻度为绝对标高刻度，所述软尺上粘贴有相对标高刻度尺，所述相对刻度尺的涨落零点与安装好所述地下水位监测装置后所述读数标记指示的水位高度的绝对标高刻度对应；

21、所述相对标高刻度尺上的刻度包括上涨相对刻度和回落相对刻度，所述上涨相对刻度位于所述软尺靠近所述浮球的一侧，所述回落相对刻度位于所述软尺靠近所述配重物的一侧。

22、本发明还提供一种地下水位监测方法，包括以下步骤：

23、s1、在设计位置施工水位井，向水位井内依次安装无砂混凝土透水管并下沉至井底，安装所述无砂混凝土透水管至水位井孔口0.5-1.0m时，停止安装所述无砂混凝土透水管，并换装pvc管，所述pvc管的顶端露出地面1.0m；

24、s2、向浮球内灌入配重砂，将所述浮球与软尺连接，然后将浮球缓慢放入水位井内，当浮球漂浮在水位井中地下水的液面上时停止下放，再将软尺依次绕过第一定滑轮和第二定滑轮后，在所述软尺远离所述浮球的一端连接配重物，然后将所述配重物缓慢放下，直至所述软尺在所述配重物的作用下顺直；

25、s3、读数标记所指示的刻度为水位井水位初始水位高度，以初始水位高度为基准点，在所述软尺的刻度线旁侧的空白处粘贴相对刻度尺，并使上涨相对刻度位于所述软尺的近浮球侧，回落相对刻度位于所述软尺的近配重物侧；

26、s4、在第一信息卡上记录水位井安装日期、编号、项目名称、监控单位、联系人及联系电话信息；通过二维码生成装置生成与所述第一信息卡上所记载的信息相对应的二维码图像，并将所述二维码图像打印在第二信息卡上；

27、s5、将所述第一信息卡和所述第二信息卡分别安装在透明盖板上，然后将所述透明盖板盖在所述pvc管的顶端；通过二维码扫描和拍照装置扫描识别所述二维码图像和拍摄所述软尺的初始读数图片，通过所述二维码扫描和拍照装置将扫描识别的信息和拍摄的所述初始读数图片上传至水位监测系统；

28、s6、间隔指定时间后，记录所述读数标记所指示的所述软尺上的刻度为水位井最新水位高度，记录记录所述读数标记所指示的所述相对刻度尺的刻度为最新水位波动及波动高度，并将最新的软尺刻度拍照上传至水位监测系统，所述水位监测系统自动识别提取最新的软尺刻度拍照的绝对水位标高和相对水位标高。

29、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

30、本发明的地下水位监控装置及方法施工简单、使用方便、成本低且更换快捷。

31、本发明的地下水位监控装置及方法通过浮球、软尺、定滑轮、配重物组成的水位监控传动装置，为机械方式，安全可靠，拆装更新便捷。

32、进一步的，地下水水位波动时会导致浮球上升或下落，拉动软尺在定滑轮上滚动，通过第一轴棒上的读数标记能够快速读取实时地下水位，方便现场技术人员随时观察最新水位，便于拍照上传地下水位监测系统或机器人扫描上传并自动识别。

技术特征：

1.一种地下水位监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述浮球内设置有配重砂。

3.根据权利要求1所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述管道的顶端设置有透明盖板；所述透明盖板上安装有第一信息卡和第二信息卡；

4.根据权利要求1所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述管道包括无砂混凝土透水管和pvc管，所述pvc管的底端抵接在所述无砂混凝土透水管的顶端；所述pvc管的外径与所述无砂混凝土透水管的外径相等；

5.根据权利要求4所述的地下水位监测装置，其特征在于：两个所述定滑轮分别为第一定滑轮和第二定滑轮，且所述第一定滑轮较所述第二定滑轮靠近所述软尺连接有所述浮球的一端；

6.根据权利要求5所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述pvc管的顶端对应所述第一轴棒的两端和所述第二轴棒的两端分别设置有棒槽；所述第一轴棒的两端和所述第二轴棒的两端固设在对应的所述棒槽中。

7.根据权利要求5所述的地下水位监测装置，其特征在于：所述水位刻度为绝对标高刻度，所述软尺上粘贴有相对标高刻度尺，所述相对刻度尺的涨落零点与安装好所述地下水位监测装置后所述读数标记指示的水位高度的绝对标高刻度对应；

8.一种地下水位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种地下水位监控装置及方法，涉及水位监控技术领域，包括：水位井，所述水位井包括竖直设置的管道，所述管道的顶端伸出地面，所述管道的底端伸入地下水内；两个分别与所述管道的顶端转动配合的定滑轮；软尺，所述软尺依次绕过两个所述定滑轮；所述软尺远离所述定滑轮的一侧设置有水位刻度；浮球，所述浮球用于漂浮在地下水的液面上，所述浮球与所述软尺的一端固连；配重物，所述配重物与所述软尺的另一端固连。方法：通过读数标记读取软尺上的刻度，作为水位井水位高度。本发明的地下水位监控装置及方法施工简单、使用方便、成本低且更换快捷。

技术研发人员：高锐扬,涂兵雄,许国平,李志伟,程玉果,肖朝昀,周美丽
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12