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環境水文地質勘探與試驗

更新時間：2020-09-10　點擊量：938

　環境水文地質勘探與試驗是環境水文地質工作的重要組成部分，是在環境水文地質調查的基礎上，針對某些需要進一步查明的環境水文地質問題而進行的。

　　環境水文地質勘探。

　　環境水文地質勘探的任務。

　　查明環境水文地質條件在垂直方向上的分布特征與規律。

　　查明地下水污染、地面沉降、塌陷等環境水文地質問題，在垂直方向上的分布特征與規律。

　　施工專門監測井和有關試驗井。

　　環境水文地質勘探的方法。

　　根據當地的環境水文地質條件和不同的環境水文地質問題的性質可分別采用鉆探、物探、坑探，并可同時采用水土化學分析及室內外測試。

　　環境水文地質試驗。

　　環境水文地質試驗的任務。

　　有關地下水污染問題中，污染物的分布范圍，運移、擴散規律，土體對污染物質的吸附、解吸等作用的強度和有關參數的研究。

　　了解天然狀態和人為活動影響下地下水均衡條件、均衡要素，測定各均衡要素的參數，配合地下水動態觀測和開采調查進行地下水均衡計算。

　　查明其他環境水文地質問題的形成機制，并取得有關參數。

　　環境水文地質試驗項目舉例。

　　室內土柱試驗：某種或多種污染物在土體中的存在形式，以及污染物在經土體滲透過程中在物理化學、生物化學等作用下凈化與遷移規律。

　　試驗應在選定的土體樣品（原狀或擾狀）試驗地段采取有代表性的進行土柱淋溶試驗，通過對于濾出水才‘質的測試，分析試驗過程中有機物的降解、無機物的遷移累積等引起地下水水質變化的環境化學效應的機理。試驗又可分為單因子試驗和多因子試驗兩種。

　　單因子試驗采用專門配制的淋濾液對所取代表性土體或專門的土體（如垃圾等）進行淋溶，包括離子置換、吸附、沉淀、溶解、鹽效應、有機污染物降解等地下水水質污染機理試驗。

　　多因子試驗是利用評價區的土壤和各種水源分別進行淋溶試驗，直接觀測各種因素對地下水水質組分形成的影響。

　　定位觀測：在有條件的情況下，可在現場同時設定位觀測點，室內應在不同時期定時取樣，觀測土壤和地下水污染物所發生的環境化學作用。

　　彌散試驗：研究污染物在地下水中運移時其濃度的變化規律，并通過試驗獲得進行地下水環境質量定量評價的彌散參數。

　　試驗采用示蹤劑進行。試驗方法可依據各地具體的地質與水文地質條件、污染源的分布，以及污染源同地下水的相互關系而定，一般污染物的天然狀態法、附加水頭法、連續注入法、脈沖注入法等。試驗場地應選擇在對地質、水文地質條件有足夠了解的代表性地區，其基本水文地質參數齊全，觀測孔布設一般可采用以試驗孔為中心的十字形剖面，孔距可根據水文地質條件、含水層巖性等考慮，采用5m或10 m，也可采用以試驗孔為中心的同心圓布設方法，在一定半徑的圓周上，布置若干觀測孔。同心圓的半徑可采用3 m、5 m或8m不等，而在卵礫石含水層中的半徑還要大些，一般以7 m、15 m、30 m為宜。在試驗過程中定時、定深在試驗孔和觀測孔中采取水樣，進行水的化學分析，試驗結束時，可采取土樣，進行土的化學分析，也可在室內測定彌散參數。

　　潛水水量垂直均衡試驗：該試驗的主要目的是為獲得本地區潛水水均衡計算中有關均衡要素，以便配合其他水文地質資料，進行地下水水均衡計算。

　　通過試驗，可以獲取降水垂直滲入補給系數、潛水蒸發系數、灌溉水回滲補給系數，以及不同巖層的給水度等資料。此外，還可研究入滲水在包氣帶中的運移和分布規律。

　　試驗方法：

　　a．地中滲透儀法：迄今為止，地中滲透儀法是研究潛水水量垂向均衡的一種常用方法。一般可分為非稱重型、稱重型兩類。屬前者的有無潛水位排水式、固定潛水位排水一補償式、恒定地表水位排水-補償式、排水式特殊地中滲透儀等四種；屬后者的有機械稱重式、電子稱重式、液壓負載式和浮子式四種。目前，我國使用的幾乎全部屬于固定潛水位排水一補償式地中滲透儀。

　　設計、安裝和使用地中滲透儀時應根據工作精度要求選擇并處理好地中滲透儀的面積、緩沖區面移、土樣的選擇和安裝、儀器內外的作物種植與管理等關鍵性技術問題。精度要求較高的地中滲透儀面積不應小于4平方米，緩沖區直徑不應小于400 m。特別要注意的是，地中滲透儀及其保護區內不能有任何建筑物出露地表。

　　b．零通量面法：適用于我國松散堆積平原中的絕大部分地區。基本原理是：根據不同時刻的包氣帶水勢剖面，確定包氣帶水既不向上運移，又不向下運移的零通量點（面），以及不同深度處土壤水分的運動方向，結合不同時刻、不同深度包氣帶水分含量的變化值觀測資料，計算出各時間段內通過包氣帶補給潛水的人滲補給量和通過地表的蒸發蒸騰量。零通量面缺失（或水勢觀測資料缺失）時期，可根據氣象資料估算出該時間段的蒸發蒸騰量，再結合降雨量、包氣帶土體水分變化量等資料估算出入滲補給地下水量。該方法所使用的基本儀器為負壓計和中子水分儀。

　　流速試驗（連通試驗）：一般是在地下水的水平運動為主的裂隙、巖溶含水層中進行，可選擇有代表性的或已經污染需進行預測的地段，按照地下水流向布設試驗并，上游設試驗孔1個，下游設觀測孔1-3個，試驗孔和觀測孔的距離可根據當地的地下水徑流條件確定，一般可考慮10-30°，試劑可用染色劑、示蹤劑或食鹽等，投放試劑前應取得天然狀態下水位、水溫、水質及對照值；投入試劑及定時取樣觀測，直至觀測到大值為止，計算出地下水流速和其他有關參數。

　　地下含水層儲能試驗：地下含水層儲能，可以調節地下水流量，儲存地表水，恢復超采含水層的能力，擴大地下水源，又能抬高地下水位，有利于控制地面沉降；還可以借回灌水建立地下水幕，攔阻污水，防止海水入侵或阻攔地下水源外流；也可以調節地下水溫，儲藏冷、熱源。在咸水或水質惡化地區，借助人工回灌淡水，具有改善水質等效能。

　　在地下含水層儲能試驗過程中可以開展地下水溫度場的水溫變化規律及含水層儲能的效率、儲能含水層水動力場的研究及儲能含水層水質場的變化規律等研究。

　　儲能試驗場的選擇要根據工作區的地質、水文地質條件，以及研究的課題而定，但場地必須具有代表性。試驗場的觀測設施和采灌工程一般由儲能井、觀測井、專門測溫井、土層分層觀測標和孔隙水壓力觀測井、地面水準點等組成，工程布置可采用十字形或米字形剖面。中心點為儲能井，周圍按不同距離布置觀測井。

　　通過儲能現場試驗，可以獲得地下水動力參數的導水系數、貯水系數、滲透系數、導壓系數、補給系數、給水度、黏滯系數，以及常規的水文地質參數；可以獲得地下水溫度場參數的溫度增溫率、常溫層深度、含水層及隔水層比熱、熱容量、導熱系數；可以獲得地下水質場參數的水溫及地下水物理特性、化學成分、電導率、氧化還原電位、總含鹽量等。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

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礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

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TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

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環境水文地質勘探與試驗

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