CN108088976B - 地下水监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下水监测系统，其包括：监测管道，安装于监测井中；多个分隔板组，间隔设置在监测管道内，包括第一分隔板与位于其下方的第二分隔板，每一个分隔板组与监测管道内壁构成一个取样空间，两个相邻的分隔板组与监测管道内壁构成置物空间，监测传感器组设在取样空间，取样空间设有取样口；多个泵，设于置物空间中，其进水端连通泵下端的取样空间；集成取样管道，包括外管和设置其内部的多个取样管，取样管与泵一一对应，取样管的一端穿过置物空间与泵的出水端相连；集成线路管道，设置在监测管道内，用于连接泵和工作站以及监测传感器组和控制终端。本发明的地下水监测系统自动化程度高，能对不同层地下水进行自动抽取和实时监测。

Description

地下水监测系统

技术领域

本发明涉及地下水信息监测技术领域。更具体地说，本发明涉及一种地下水监测系统。

背景技术

地下水是农业灌溉和城市用水的重要水源之一，其过度开采和污染在一定条件下可能会引起沼泽化、盐渍化、滑坡和地面下沉等不利于人类的现象发生。根据国土资源部调查，地下水的污染已经十分严重，甚至地表水都受到了不同程度的污染，对地下水进行全面的长期监控有助于有针对地对不同地方的地下水的采取不同的保护措施。目前，我国地下水监测存在以下几个问题：一是地下水取样自动化程度低，人力劳动量大；二是传统监测井钻孔数量多，施工量大，占地面积大，成本高；多层监测井需分层填砾和止水，工艺复杂。

发明内容

本发明还有一个目的是提供一种地下水监测系统，通过设置监测装置用泵定期对不同层的地下水进行抽取检测，以及通过监测传感器组在取样空间层对不同层的地下水水质进行实时监测。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种地下水监测系统，包括位于监测井外部工作站内用于数据采集和取样控制的控制终端与供电装置，以及位于监测井内的监测传感器组，以及连接监测传感器组与控制终端的传输线路，该系统包括安装于监测井中的监测装置，其包括：

监测管道，其竖直安装于监测井中；

多个分隔板组，其沿监测管道长度方向间隔设置在监测管道内，每一个分隔板组包括水平设置的第一分隔板与位于其下方间隔设置的第二分隔板，每一个分隔板组与监测管道内壁构成一个取样空间，两个相邻的分隔板组与监测管道内壁构成置物空间，位于最上方的分隔班组与其上方的监测管道内壁构成一个置物空间，所述监测传感器组设置在每一个取样空间中，其中，每一个第一分隔板与第二分隔板上均对应设有线路贯通孔，除最下方的第一分隔板与第二分隔板以外的其他第一分隔板与第二分隔板上均对应设有一个第一取样贯通孔，每个第一分隔板上设有一个第二取样贯通孔，每一个取样空间的监测管道侧壁上都设有多个连通监测井的取样口，所述取样口均设有滤网；

多个泵，其数量与分隔板组的数量相同，分别对应设置于每一个分隔板组上方的置物空间中，每个泵的进水端穿过位于泵下端的第一分隔板上的第二取样贯通孔连通至泵下方的取样空间内，且泵的进水端与第二取样贯通孔设有密封装置；

集成取样管道，其包括外管和多个取样管，所述外管一端贯穿每一个第一取样贯通孔延伸至监测管道最下部的置物空间内，另一端延伸至监测管道顶部，所述外管与第一取样贯通孔连接部位设有密封结构，所述外管上设有与每一个置物空间相连通的管孔，所述多个取样管设置在外管中，其数量与多个泵一一对应，所述取样管的一端穿过对应的置物空间的管孔与对应的泵的出水端相连；

集成线路管道，其一端贯穿每一个线路贯通孔延伸至监测管道底部，另一端延伸至监测管道顶部，所述集成线路管道与线路贯通孔连接部位设有密封结构，所述集成线路管道上设有与每一个置物空间相连通的第一线孔，以及与每一个取样空间相连通的第二线孔，传输线路穿过第一线孔连接每一个置物空间内的泵和工作站内的控制终端和供电装置，穿过第二线孔连接每一个取样空间内的监测传感器组和控制终端，所述控制终端设置为每间隔一个周期控制泵对多个取样空间内的水进行取样。

优选的是，所述的地下水监测系统，所述监测管道设有所述取样口和滤网的内侧设有滤布。

优选的是，所述的地下水监测系统，还包括设置于监测井外部的地表内的监测传感器组，其与控制终端电连接。

优选的是，所述的地下水监测系统，所述监测传感器组包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、溶解氧传感器和电导率传感器中的几种。

优选的是，所述的地下水监测系统，所述工作站内还设有与控制终端连接的自动灌装机和自动打标贴标机，用于将取样管进行灌装和信息分类标记。

优选的是，所述的地下水监测系统，所述控制终端设置为，当监测传感器组中任意一个传感器采集的数据在一个预设时间段内变化值大于预设值时控制泵自动取样保存。

本发明至少包括以下有益效果：

1)本发明的地下水监测装置结构简单，将多个取样管设置于外管中形成集成取样管道，通过设置于置物区间中的泵从取样空间进行取样，将传输线路设置于集成线路管道中，减少了需要密闭的走水孔，对管道的密封要求大大降低；

2)通过设置泵和多个取样管，可以定时对地下水进行抽取检测，通过设置自动灌装机和自动打标贴标机可以自动对抽取的地下水进行灌装和分类标记，可以每间隔一段时间对多次抽取的地下水进行集中采样和检测，大大降低了劳动量；

3)通过在监测井周围地表设置监测传感器组，对地表信息进行收集，有助于对监测装置采集的地下水异常状况进行联合分析，提高数据的效用；

4)通过在取样口设置滤布，可以延长监测装置使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种地下水监测系统，包括位于监测井外部工作站内用于数据采集和取样控制的控制终端与供电装置，以及位于监测井内的监测传感器组，以及连接监测传感器组与控制终端的传输线路，该系统包括安装于监测井中的监测装置，其包括：

监测管道1，其竖直安装于监测井中；

多个分隔板组2，其沿监测管道1长度方向间隔设置在监测管道1内，每一个分隔板组2包括水平设置的第一分隔板21与位于其下方间隔设置的第二分隔板22，每一个分隔板组2与监测管道1内壁构成一个取样空间211，两个相邻的分隔板组2与监测管道1内壁构成置物空间212，位于最上方的分隔班组2与其上方的监测管道1内壁构成一个置物空间212，所述监测传感器组设置在每一个取样空间211中，其中，每一个第一分隔板21与第二分隔板22上均对应设有线路贯通孔，除最下方的第一分隔板21与第二分隔板22以外的其他第一分隔板21与第二分隔板22上均对应设有一个第一取样贯通孔，每个第一分隔板21上设有一个第二取样贯通孔，每一个取样空间211的监测管道1侧壁上都设有多个连通监测井的取样口，所述取样口均设有滤网；线路贯通孔用于集成线路管道5中的传输线路(包括数据线和电线等)穿过，由于监测井整个纵向深度下，都分层设有泵或者监测传感器组，因此需要每个第一分隔板与第二分隔板上都设置；由于泵设在置物空间，其用于对其下方的取样空间中的地下水进行抽取，因此构成最下方取样空间的分隔班组不需要设置用于布置安装外管的第一取样贯通孔；

多个泵3，其数量与分隔板组2的数量相同，分别对应设置于每一个分隔板组2上方的置物空间212中，每个泵3的进水端穿过位于泵3下端的第一分隔板21上的第二取样贯通孔连通至泵3下方的取样空间211内，且泵3的进水端与第二取样贯通孔设有密封装置，这里的密封装置可以是密封圈，或者其他密封效果好的密封结构；

集成取样管道4，其包括外管41和多个取样管42，所述外管41一端贯穿每一个第一取样贯通孔延伸至监测管道1最下部的置物空间212内，另一端延伸至监测管道1顶部，所述外管41与第一取样贯通孔连接部位设有密封结构，所述外管41上设有与每一个置物空间212相连通的管孔，所述多个取样管42设置在外管41中，其数量与多个泵3一一对应，所述取样管42的一端穿过对应的置物空间212的管孔与对应的泵3的出水端相连；

集成线路管道5，其一端贯穿每一个线路贯通孔延伸至监测管道1底部，另一端延伸至监测管道1顶部，所述集成线路管道5与线路贯通孔连接部位设有密封结构，所述集成线路管道5上设有与每一个置物空间212相连通的第一线孔，以及与每一个取样空间211相连通的第二线孔，传输线路穿过第一线孔连接每一个置物空间212内的泵3和工作站内的控制终端和供电装置，穿过第二线孔连接每一个取样空间211内的监测传感器组和控制终端，所述控制终端设置为每间隔一个周期控制泵3对多个取样空间211内的水进行取样这里可以人工手动对收集样本进行封装和储存，用于后期检测。

在本技术方案中，监测井可以是最常规打井方式挖出的井，即直接通过钻井工具挖的井通道，也可以是通过安装布置监测井于该井通道中，这两种方式均可，将本技术方案的监测装置直接放置于该井通道中，相比将监测装置放置于监测井中，其需要对取样口拦截过滤大杂质的要求更高一些，但是本技术方案对挖井工艺要求低。

在本技术方案中，主要是通过对每一个取样空间中设置的监测传感器组来监测动态水质，以及通过定期依靠位于置物空间中的泵对位于其下方取样空间中的地下水进行取样，收集后在进行化学检测，但是本技术方案避免了将监测管道从监测井中取出进行检测的工作量。

在另一种技术方案中，所述的地下水监测系统，所述监测管道1设有所述取样口和滤网的内侧设有滤布，这样可以延长监测装置使用寿命。

在另一种技术方案中，所述的地下水监测系统，还包括设置于监测井外部的地表内的监测传感器组，其与控制终端电连接。通过在监测井周围地表设置监测传感器组，对地表信息进行收集，有助于对监测装置采集的地下水异常状况进行联合分析，提高数据的效用。

在另一种技术方案中，所述的地下水监测系统，所述监测传感器组包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、溶解氧传感器和电导率传感器中的几种。监测管道的最下端底部还可以设有液位传感器和测距传感器。

在另一种技术方案中，所述的地下水监测系统，所述工作站内还设有与控制终端连接的自动灌装机和自动打标贴标机，用于将取样管进行灌装和信息分类标记。通过设置自动灌装机和自动打标贴标机可以自动对抽取的地下水进行灌装和分类标记，可以每间隔一段时间对多次抽取的地下水进行集中采样和检测，大大降低了劳动量。

在另一种技术方案中，所述的地下水监测系统，所述控制终端设置为，当监测传感器组中任意一个传感器采集的数据在一个预设时间段内变化值大于预设值时控制泵自动取样保存。比如说溶解氧传感器或者电导率传感器监测的动态数据与之前一段时间内的数据差异较大或者显著，控制器控制泵进行抽样检测，通过及时保存样品，并对样品进行分析，可以查找异常原因，增加数据信息量，为后期大量信息分析做存储准备工作。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种地下水监测系统，包括位于监测井外部工作站内用于数据采集和取样控制的控制终端与供电装置，以及位于监测井内的监测传感器组，以及连接监测传感器组与控制终端的传输线路，其特征在于，该系统包括安装于监测井中的监测装置，其包括：

监测管道，其竖直安装于监测井中；

多个分隔板组，其沿监测管道长度方向间隔设置在监测管道内，每一个分隔板组包括水平设置的第一分隔板与位于其下方间隔设置的第二分隔板，每一个分隔板组与监测管道内壁构成一个取样空间，两个相邻的分隔板组与监测管道内壁构成置物空间，位于最上方的分隔板 组与其上方的监测管道内壁构成一个置物空间，所述监测传感器组设置在每一个取样空间中，其中，每一个第一分隔板与第二分隔板上均对应设有线路贯通孔，除最下方的第一分隔板与第二分隔板以外的其他第一分隔板与第二分隔板上均对应设有一个第一取样贯通孔，每个第一分隔板上设有一个第二取样贯通孔，每一个取样空间的监测管道侧壁上都设有多个连通监测井的取样口，所述取样口均设有滤网；

多个泵，其数量与分隔板组的数量相同，分别对应设置于每一个分隔板组上方的置物空间中，每个泵的进水端穿过位于泵下端的第一分隔板上的第二取样贯通孔连通至泵下方的取样空间内，且泵的进水端与第二取样贯通孔设有密封装置；

集成取样管道，其包括外管和多个取样管，所述外管一端贯穿每一个第一取样贯通孔延伸至监测管道最下部的置物空间内，另一端延伸至监测管道顶部，所述外管与第一取样贯通孔连接部位设有密封结构，所述外管上设有与每一个置物空间相连通的管孔，所述多个取样管设置在外管中，其数量与多个泵一一对应，所述取样管的一端穿过对应的置物空间的管孔与对应的泵的出水端相连；

集成线路管道，其一端贯穿每一个线路贯通孔延伸至监测管道底部，另一端延伸至监测管道顶部，所述集成线路管道与线路贯通孔连接部位设有密封结构，所述集成线路管道上设有与每一个置物空间相连通的第一线孔，以及与每一个取样空间相连通的第二线孔，传输线路穿过第一线孔连接每一个置物空间内的泵和工作站内的控制终端和供电装置，穿过第二线孔连接每一个取样空间内的监测传感器组和控制终端，所述控制终端设置为每间隔一个周期控制泵对多个取样空间内的水进行取样。

2.如权利要求1所述的地下水监测系统，其特征在于，所述监测管道设有所述取样口和滤网的内侧设有滤布。

3.如权利要求1所述的地下水监测系统，其特征在于，还包括设置于监测井外部的地表内的监测传感器组，其与控制终端电连接。

4.如权利要求1或3所述的地下水监测系统，其特征在于，所述监测传感器组包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、溶解氧传感器和电导率传感器中的几种。

5.如权利要求4所述的地下水监测系统，其特征在于，所述工作站内还设有与控制终端连接的自动灌装机和自动打标贴标机，用于将取样管进行灌装和信息分类标记。

6.如权利要求1所述的地下水监测系统，其特征在于，所述控制终端设置为，当监测传感器组中任意一个传感器采集的数据在一个预设时间段内变化值大于预设值时控制泵自动取样保存。

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