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地下水动态监测存在的问题及对策

更新时间：2020-07-31　点击量：837

【摘要】地下水动态监测对于保证生产生活安全、稳定、高效进行起着非常重要的作用。在当前地下水动态监测中，由于动态监测的复杂性和专业性，极易导致日常监测工作出现问题，对地下水动态监测产生不良影响。面对当前地下水动态监测的重要性，强化动态监测问题的分析，提出对应改进策略，旨在为地下水动态监测工作专业化进行发挥有效的促进作用。

【关键词】地下水动态监测存在问题对策分析

地下水作为当前生活工作进行的重要基础部分之一，地下水动态监测是让主管部门能够及时、准确掌握地下水因开发利用而引起的地下水动态变化情况，为部门合理调配、科学管理水资源提供依据，防止因地下水超采或地下水位持续上升而引发生态环境问题，促进水资源可持续利用和有效保护。在日常进行过程中，保证地下水供给的稳定性是非常重要的。而由于地下水的特点，地下水位升降变化幅度较大，如果未能有效监测，提出相对应的改进规划措施，将会给人们正常生产生活带来不利影响。面对当前地下水资源作为生产生活进行中*资源之一，为了在保证地下水运行安全基础上，提升地下水资源利用率，通过动态化监测分析，明确地下水资源应用存在的问题，及时改进，避免产生较大的损失。此外，由于当前社会经济发展，给地下水带来了较大的污染，通过地下水动态监测旨在明确地下水质量应用是否与实际应用标准相符合，对于不达标、不合格的地下水要借助过滤处理的方法净化。在水质量提供稳定的基础上，提升水资源供应的稳定性。整体上而言，地下水作为当前社会经济生产生活中的重要组成部分，实际相关工作进行过程中，切实加强地下水监测，立足区域经济社会发展总体规划基础上，通过科学性的的动态监测手段获得相关信息，为实际工作的改进提供依据。

一、地下水动态监测存在问题分析

（一）缺少完善的法律法规指导

当前，地下水动态监测工作进行中，存在的主要问题则是缺少完善的法律法规指导，未能在制度化的环境内实施，缺少正确的、科学的引导。虽然，现今当前地下水动态监测有专门化的地下水动态监测规程，但是缺乏对监测设备和技术应用实施管理的相关法律规范。这样就导致在监测过程中，会被城市建设规划或其他方面遮挡或影响，从而导致前期监测规划工作未能有效开展。就澄城县监测井统计、上世纪七十年代地下水动态监测网点中，已经有6个被拆除，部分年久失修，坍塌淤积，甚至有人填倒垃圾，监测数据无连续性，剩余的多个监测孔旁边还建设有新的灌溉及人饮井孔，监测数据极不稳定，以上现象的出现未能给监测工作科学化实施给与高效的保护。

（二）缺少强有力的资金和政策支持

地下水动态监测工作进行的过程中，由于缺乏强有力的政策和资金支持，导致实际监测工作未能全面、全局展开。现今，地下水动态监测工作的进行主要依靠完善的、健全的动态监测网络，而网络优化对信息技术具有较强的依赖，而从根本上将信息化技术应用需要投入的资金是比较多的。此外，动态监测网的建设还需要构建专门的监测井，需要高效率的监测仪器和设备以及对监测人员专业化要求高。以上所有方面在实际动态监测工作的满足，切实需要相关部门强化政策引导，给与强有力的资金支持，实际依靠财政资金投入是比较缺乏的，未能从根本上促使动态监测工作基础科学形成，必然影响动态监测工作科学化实施。

（三）完善的监测网络未能科学化形成

实际地下水动态监测工作落实中，未能形成完善的监测网络也是当前主要存在的问题之一。当前，地下水动态监测网的形成主要突出在农业灌溉区和城市系统中，对于后期地下水超采、新兴规划建设的城市监测井的设置几乎不存在。这样对于区域化全局实施动态监测是非常不利的。专业监测井未能全面设置，导致地下水动态监测受到不利影响。如果平面区域监测井未能科学化设置，那么垂直分层监测和地质水文单元监测未能实现。此外，当前部分地方使用机民井作为监测井实施动态监测，遇到灌溉高峰水位难以恢复，监测数据很难体现地下水位的变化情况，机民井未能对监测深度和监测情况全面了解，影响了实际监测结果高效获得。

（四）新技术应用推广水平低下

当前，地下水动态监测工作进行中新技术应用未能高效推广也是广泛存在的问题之一。造成这一问题的根本原因则是缺少强有力的资金支持，所以对于人工监测较深位的监测孔，误差较大，再加上现代化动态监测理念比较落后，缺乏立足长远层面上实施动态监测的认识，导致动态监测新技术应用比较滞后。

二、地下水动态监测问题改进措施分析

（一）完善地下水动态监测法律规范

当前，我国关于地下水动态监测工作的进行分为省、市等多级监测体系，为了保证各个层面地下水动态监测工作科学化实施，切实需要完善的法律规范支持。这就需要地下水动态监测部门立足于部门地下水动态监测目标和工作要求基础上，形成关于监测准备工作、监测过程、监测技术、监测结果核对等方面的部门规章。部门规章制定的过程中，嚴格按照国家、层面的法律规范制定，从地下水动态监测未来创新改进规划实施，保证部门规章的形成切实能够为实际地下水动态监测发挥有效的引导作用。

（二）科学规划，对监测投入成本高效应用

地下水动态监测是一个持续性强的、专业化的工作。在实际进行中，为了提升动态监测效果，注重监测投入成本的高效使用是非常必要的。在有限的投入资金总体规划基础上，从引进新型监测设备和监测技术两个方面形成专业化的管控规划，强化监测设备售后工作的持续跟进，全新的监测技术应用于市场企业实现合作，多方面合作，同时提升监测人员的专业化监测水平，促使监测工作高效落实。

（三）设置专业监测点，完善监测网络体系

首先应进一步加大监测工作力度，在纵向、横向方面扩大监测范围，建议增加监测井数量，加强城镇地下水监测井网建设，开展城市地下水监测项目，逐步实现地下水动态监测井孔分布无空白，监测井网覆盖无盲区。其次，建设自动化的监测网络体系。在促使自动化监测网络体系建设的过程中，注重对整套国产监测设备的使用，通过签订监测技术战略协议等，在新兴规划城市、地下水超采区积极跟进设置专门的监测点，积极开发网络地下水信息监测库，能够将动态监测结果转化为实践可选取、可应用的依据。

（四）建设专门化的动态监测队伍

地下水动态监测中，建设专门化的动态监测队伍是非常重要的。动态监测队伍不仅要掌握全新的监测技术，而且要能够动态监测工作中存在的问题，及时处理，提升监测问题处理的及时性，保证一切监测工作到位

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

地下水动态监测存在的问题及对策

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