CN100501752C

CN100501752C - 区域机井抽水灌水监测系统

Info

Publication number: CN100501752C
Application number: CNB031118860A
Authority: CN
Inventors: 池顺良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: CN1431618A

Abstract

区域机井抽水灌水监测系统，主要涉及区域内机井抽灌水工作运行监测类。为计划开采地下水和保护地下水资源不受污染而设计。其保护地下水资源的技术方案：在区域内，多台两分量应变仪(2)分布埋置在距地面一定深度的地层中，它们的水平相互间距在有效监测距离内，使区域置于两分量应变仪(2)的监测下而无盲区；对监测区域内现有抽水机井或灌水机井(3)周围埋置的两分量应变仪(2)至少有两台对该井在有效监测距离内，并且这两台两分量应变仪与机井的平面位置不在一条直线上，区域内埋置的两分量应变仪(2)通过有线、无线通讯等远程数据传输给监测中心电脑，电脑中存储有区域内现有机井及两分量应变仪(2)的位置坐标图。它适用于机井抽水灌水工作运行时的开关泵时间和抽灌量的监测，主要适用于水管部门对所辖区内地下水资源的保护和计划抽取的管理。

Description

区域机井抽水灌水监测系统

技术领域：

本发明属监测领域，主要涉及区域内机井抽水灌水工作运行监测类。

背景技术：

我国是一个缺水的国家，水是紧缺的自然资源，随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，水的用量越来越大，供用水矛盾突出，计划用水、有偿用水成为水资源管理部门的工作方向。地下水是我国水资源的重要组成部分，不少地方，为本部门的利益不报批、无计划的打井抽取地下水，不仅造成地下水资源的浪费，甚者还会造成地面沉降、地裂缝等地质灾害。随着我国对地下水资源的计划开采，有偿使用的同时，为保护地下水资源，防止地下水源一旦被污染更无法复原的恶果发生，对污水管理也实施了污水处理达标排放收取费用制度。我国虽说建立了地下水开采、计划用量及污水排放制度和管理部门，但不法分子或法盲不顾法律偷开采地下水、排放污水时有发生，仅靠管理部门的定期不定期的到监管区内排查和群众举报，实践证明，不能达到管理部门的目的。无证开采地下水，超量抽取地下水；污水处理不达标向井中排放还时有发生，是水管部门急待解决的问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题：地下水资源管理部门的管理人员能随时了解计划内抽水机井、灌水机井的开启时间和抽、排量的多少，同时还能发现无计划报批的抽水机井和灌水机井的位置和抽、排量，便于有的放矢的处理，提高工作效率，保护地下水资源。

解决上述技术问题的技术方案：区域机井抽水灌水监测系统，它包括两分量应变仪及数据处理系统，其特征在于区域内，多台两分量应变仪分布埋置在距地面5至100米的地层中，它们的水平相互间距在在2公里内，使区域置于两分量应变仪的监测下而无盲区，对监测区域内现有抽水机井、灌水机井周围埋置的两分量应变仪至少有两台对该井在有效监测距离内，并且这两台两分量应变仪与抽水机井或灌水机井的平面位置不在一条直线上；监测中心电脑中存储有区域内现有抽水机井、灌水机井及多台两分量应变仪的位置坐标图；区域内埋置的多台两分量应变仪通过有线或无线通讯方式将监测的应变变化数据传输给监测中心的电脑，监测中心电脑根据每台两分量应变仪反映两个方向的两条纪录曲线纪录的抽水或灌水响应的峰值之比确定该机井所在方位，从两台两分量应变仪确定的该机井方位线的交点确定该井的位置，同时纪录该井的开泵与关泵时间与抽水、灌水响应曲线的幅度。

本发明的有益效果：1：由于对区域内现有抽水机井、灌水机井周围埋置两分量应变仪，当监控中的抽水机井抽水、灌水机井灌水时，会在机井周围形成一个地下水位漏斗或倒置水位漏斗，四周地层中的水不断向抽水机井流进、灌水机井中的水不断流向机井四周地层，水流动产生的动水压力在地区中形成一个围绕机井的辐射状应力与应变场，地层的应力变化会立刻传到两分量应变仪，于是原先平直的纪录曲线沿一条近似的指数曲线上升或下降，该机井关泵，纪录曲线沿一条反向的曲线回到基线，两台两分量应变仪的应变变化数据，通过有线、无线等远程数据传输给监测中心电脑，根据每台两分量应变仪反映两个方向的两条纪录曲线纪录的抽水或灌水响应的峰值之比就能确定该机井所在方位，从两台两分量应变仪确定的该机井方位线的交点就能确定该井的位置，同时该井的开泵与关泵时间与抽水、灌水响应曲线的幅度都会在两台两分量应变仪中留下纪录。水资源管理部门工作人员经常对机井开关泵的纪录数据确定其坐标，并与电脑中存储的现有机井的坐标对比，就能确定该井工作时间、抽水量是否在规定范围内。这一系统的使用，大大减少了派人排查费用，提高了工作效率；2：由于在区域内埋置了多台两分量应变仪使全区域置于该仪器的监测下而无盲区，不法分子在区域内不经审批开挖抽水机井或灌水机井，只要他们使用，两分量应变仪就会把信息传输给监测中心，便于及时处理，杜绝非法打井抽水或排污水事件发生；3：由于有了该监测系统，防止和杜绝了污水向地下的排放，保护了地下水资源，造福于地面生存的人类、动物和植物。

(四)附图说明：

图1是区域机井抽水灌水监测系统的两分量应变仪和现有抽水机井、灌水机井平面布置示意图；

图2是本发明中对单台抽水机井监测的两分量应变仪平面布置示意图，图中△_左1、△_左2为抽水机井3偏左侧两分量应变仪2的两个应变分量，△_右1、△_右2为抽水机井3偏右侧两分量应变仪2的两个应变分量；

图3是图2中抽水机井工作运行时，在抽水机井3偏左侧、偏右侧方向的两台两分量应变仪对该井监测的纪录曲线图。该直角坐标图竖线△表示两分量应变仪2的应变量，横线t表示时间，坐标图内从上至下第1、第2条曲线分别是抽水机井偏左侧方向两分量应变仪2的两个方向的应变分量纪录曲线，第3、第4条曲线分别是抽水机井偏右侧方向两分量应变仪2的两个方向的应变分量纪录曲线。

(五)具体实施方式：

参照图1，对区域1内现有批准的合法抽水机井或灌水机井3，距该井水平距离约2公里和距地面5至100米深的地层中埋置两台两分量应变仪2，两台两分量应变仪2与抽水机井或灌水机井3的平面位置不在一条直线上，另外在区域内目前还无抽水机井或灌水机井的地方，分布埋置多台两分量应变仪2，使全区域置于两分量应变仪的监测下而无盲区，该应变仪的相互间距在2公里左右，埋置深度在5至100米。将区域内的现有抽水机井、灌水机井及分布的两分量应变仪进行地面测量，绘制平面坐标图，输入监测中心的电脑中。区域内埋置的两分量应变仪在区域内的抽水机井或灌水机井因工作运行临近的两分量应变仪接受的动水压力信号通过有线或无线通讯等远程数据传输给监测中心电脑，经计算并与电脑中存储的区域内现有抽水机井、灌水机井及两分量应变仪坐标相对比，就能得知该井是合法机井还是非法开挖的机井。如图2、图3所示，对区域内现有抽水机井3为例：抽水机井3是合法批准的抽水机井，现将该井列入区域机井抽水灌水监测系统内，在距该井水平距离约2公里处向下距地面5至100米深的地层中埋置两台两分量应变仪2，两台两分量应变仪2与抽水机井3的平面位置不在一条直线上。当抽水机井3开泵抽水工作时，井周围地下水不断向抽水井流进，水流动产生的动水压力在地层中形成一个围绕机井的辐射状应力与应变场，地层中应力的变化立刻传到两分量应变仪2，开泵前原先埋置在抽水机井3偏左侧方向的两分量应变仪2的两个应变分量△_左1、△_左2，平直的纪录曲线沿一条近似的指数曲线上升，埋置在抽水机井3偏右侧方向的两分量应变仪2的两个应变分量△_右1、△_右2平直的纪录曲线沿一条近似的指数曲线下降，另一条沿一条近似的指数曲线上升，抽水机井3关泵，各纪录曲线沿一条反向的曲线回到基线。根据每台两分量应变仪反映两个方向的两条纪录曲线纪录的抽水响应峰值传输给监测中心的电脑计算它们的峰值比就能确定抽水机井3的方位，偏左侧、偏右侧方向的两台两分量应变仪所确定的方位线的交点就是该井的坐标，与电脑中的原存储坐标对比，就能确定该井是否属于合法机井。根据两分量应变仪纪录的抽水机井开关泵时间与抽水响应曲线的幅度还能计算出抽水量。

Claims

1、区域机井抽水灌水监测系统，它包括两分量应变仪及数据处理系统，其特征在于区域(1)内，多台两分量应变仪(2)分布埋置在距地面5至100米的地层中，它们的水平相互间距在在2公里内，使区域置于两分量应变仪的监测下而无盲区，对监测区域内现有抽水机井(3)、灌水机井(3)周围埋置的两分量应变仪(2)至少有两台对该井在有效监测距离内，并且这两台两分量应变仪(2)与抽水机井或灌水机井的平面位置不在一条直线上；监测中心电脑中存储有区域内现有抽水机井、灌水机井及多台两分量应变仪(2)的位置坐标图；区域(1)内埋置的多台两分量应变仪(2)通过有线或无线通讯方式将监测的应变变化数据传输给监测中心的电脑，监测中心电脑根据每台两分量应变仪反映两个方向的两条纪录曲线纪录的抽水或灌水响应的峰值之比确定该机井所在方位，从两台两分量应变仪确定的该机井方位线的交点确定该井的位置，同时纪录该井的开泵与关泵时间与抽水、灌水响应曲线的幅度。