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环境水文地质勘探与试验

更新时间：2020-09-10　点击量：942

　环境水文地质勘探与试验是环境水文地质工作的重要组成部分，是在环境水文地质调查的基础上，针对某些需要进一步查明的环境水文地质问题而进行的。

　　环境水文地质勘探。

　　环境水文地质勘探的任务。

　　查明环境水文地质条件在垂直方向上的分布特征与规律。

　　查明地下水污染、地面沉降、塌陷等环境水文地质问题，在垂直方向上的分布特征与规律。

　　施工专门监测井和有关试验井。

　　环境水文地质勘探的方法。

　　根据当地的环境水文地质条件和不同的环境水文地质问题的性质可分别采用钻探、物探、坑探，并可同时采用水土化学分析及室内外测试。

　　环境水文地质试验。

　　环境水文地质试验的任务。

　　有关地下水污染问题中，污染物的分布范围，运移、扩散规律，土体对污染物质的吸附、解吸等作用的强度和有关参数的研究。

　　了解天然状态和人为活动影响下地下水均衡条件、均衡要素，测定各均衡要素的参数，配合地下水动态观测和开采调查进行地下水均衡计算。

　　查明其他环境水文地质问题的形成机制，并取得有关参数。

　　环境水文地质试验项目举例。

　　室内土柱试验：某种或多种污染物在土体中的存在形式，以及污染物在经土体渗透过程中在物理化学、生物化学等作用下净化与迁移规律。

　　试验应在选定的土体样品（原状或扰状）试验地段采取有代表性的进行土柱淋溶试验，通过对于滤出水才‘质的测试，分析试验过程中有机物的降解、无机物的迁移累积等引起地下水水质变化的环境化学效应的机理。试验又可分为单因子试验和多因子试验两种。

　　单因子试验采用专门配制的淋滤液对所取代表性土体或专门的土体（如垃圾等）进行淋溶，包括离子置换、吸附、沉淀、溶解、盐效应、有机污染物降解等地下水水质污染机理试验。

　　多因子试验是利用评价区的土壤和各种水源分别进行淋溶试验，直接观测各种因素对地下水水质组分形成的影响。

　　定位观测：在有条件的情况下，可在现场同时设定位观测点，室内应在不同时期定时取样，观测土壤和地下水污染物所发生的环境化学作用。

　　弥散试验：研究污染物在地下水中运移时其浓度的变化规律，并通过试验获得进行地下水环境质量定量评价的弥散参数。

　　试验采用示踪剂进行。试验方法可依据各地具体的地质与水文地质条件、污染源的分布，以及污染源同地下水的相互关系而定，一般污染物的天然状态法、附加水头法、连续注入法、脉冲注入法等。试验场地应选择在对地质、水文地质条件有足够了解的代表性地区，其基本水文地质参数齐全，观测孔布设一般可采用以试验孔为中心的十字形剖面，孔距可根据水文地质条件、含水层岩性等考虑，采用5m或10 m，也可采用以试验孔为中心的同心圆布设方法，在一定半径的圆周上，布置若干观测孔。同心圆的半径可采用3 m、5 m或8m不等，而在卵砾石含水层中的半径还要大些，一般以7 m、15 m、30 m为宜。在试验过程中定时、定深在试验孔和观测孔中采取水样，进行水的化学分析，试验结束时，可采取土样，进行土的化学分析，也可在室内测定弥散参数。

　　潜水水量垂直均衡试验：该试验的主要目的是为获得本地区潜水水均衡计算中有关均衡要素，以便配合其他水文地质资料，进行地下水水均衡计算。

　　通过试验，可以获取降水垂直渗入补给系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数，以及不同岩层的给水度等资料。此外，还可研究入渗水在包气带中的运移和分布规律。

　　试验方法：

　　a．地中渗透仪法：迄今为止，地中渗透仪法是研究潜水水量垂向均衡的一种常用方法。一般可分为非称重型、称重型两类。属前者的有无潜水位排水式、固定潜水位排水一补偿式、恒定地表水位排水-补偿式、排水式特殊地中渗透仪等四种；属后者的有机械称重式、电子称重式、液压负载式和浮子式四种。目前，我国使用的几乎全部属于固定潜水位排水一补偿式地中渗透仪。

　　设计、安装和使用地中渗透仪时应根据工作精度要求选择并处理好地中渗透仪的面积、缓冲区面移、土样的选择和安装、仪器内外的作物种植与管理等关键性技术问题。精度要求较高的地中渗透仪面积不应小于4平方米，缓冲区直径不应小于400 m。特别要注意的是，地中渗透仪及其保护区内不能有任何建筑物出露地表。

　　b．零通量面法：适用于我国松散堆积平原中的绝大部分地区。基本原理是：根据不同时刻的包气带水势剖面，确定包气带水既不向上运移，又不向下运移的零通量点（面），以及不同深度处土壤水分的运动方向，结合不同时刻、不同深度包气带水分含量的变化值观测资料，计算出各时间段内通过包气带补给潜水的人渗补给量和通过地表的蒸发蒸腾量。零通量面缺失（或水势观测资料缺失）时期，可根据气象资料估算出该时间段的蒸发蒸腾量，再结合降雨量、包气带土体水分变化量等资料估算出入渗补给地下水量。该方法所使用的基本仪器为负压计和中子水分仪。

　　流速试验（连通试验）：一般是在地下水的水平运动为主的裂隙、岩溶含水层中进行，可选择有代表性的或已经污染需进行预测的地段，按照地下水流向布设试验并，上游设试验孔1个，下游设观测孔1-3个，试验孔和观测孔的距离可根据当地的地下水径流条件确定，一般可考虑10-30°，试剂可用染色剂、示踪剂或食盐等，投放试剂前应取得天然状态下水位、水温、水质及对照值；投入试剂及定时取样观测，直至观测到大值为止，计算出地下水流速和其他有关参数。

　　地下含水层储能试验：地下含水层储能，可以调节地下水流量，储存地表水，恢复超采含水层的能力，扩大地下水源，又能抬高地下水位，有利于控制地面沉降；还可以借回灌水建立地下水幕，拦阻污水，防止海水入侵或阻拦地下水源外流；也可以调节地下水温，储藏冷、热源。在咸水或水质恶化地区，借助人工回灌淡水，具有改善水质等效能。

　　在地下含水层储能试验过程中可以开展地下水温度场的水温变化规律及含水层储能的效率、储能含水层水动力场的研究及储能含水层水质场的变化规律等研究。

　　储能试验场的选择要根据工作区的地质、水文地质条件，以及研究的课题而定，但场地必须具有代表性。试验场的观测设施和采灌工程一般由储能井、观测井、专门测温井、土层分层观测标和孔隙水压力观测井、地面水准点等组成，工程布置可采用十字形或米字形剖面。中心点为储能井，周围按不同距离布置观测井。

　　通过储能现场试验，可以获得地下水动力参数的导水系数、贮水系数、渗透系数、导压系数、补给系数、给水度、黏滞系数，以及常规的水文地质参数；可以获得地下水温度场参数的温度增温率、常温层深度、含水层及隔水层比热、热容量、导热系数；可以获得地下水质场参数的水温及地下水物理特性、化学成分、电导率、氧化还原电位、总含盐量等。

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；

环境水文地质勘探与试验

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