CN112097853A - 地下水资源在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种地下水资源在线监测系统。包括潜水探测井，深入到潜水层；自流井，潜水探测井和自流井同轴设置，潜水探测井的直径大于自流井的直径，潜水探测井的井深小于自流井的井深，自流井从潜水探测井的井底穿过并深入到承压水层；从自流井的底部到自流井的井口，自流井的直径逐渐减小；支撑架，设置于潜水探测井和自流井的井口的上方，支撑架设置有定滑轮；配重球，通过第一绳索的一端悬挂于定滑轮的下方，并位于自流井的井口的正上方，承压水层的水通过自流井的井口向外涌出时，冲击配重球远离井口，第一绳索的另一端悬挂有标记物；缠绕轮，转动设置于支撑架；探测器，通过第二绳索缠绕于缠绕轮；信号发射器，相对于支撑架固定设置。
Description
技术领域
本申请涉及水资源监测领域，特别是涉及一种地下水资源在线监测系统。
背景技术
地下水资源是地球重要的水资源，是人们生活生产离不开的必需品。
地下水资源通常包括潜水层中的水和承压层中的水。潜水层中的水受外界气候和降水等影响较大。而承压层中的水受外界影响较小。通常潜水层和湖泊河流等是承压水的主要来源。由于承压水的含量和水压相对稳定，一旦承压水的含量或者水压减少，意味着地下水受到了较大影响，如何尽快判断地下水受到何种因素的影响，避免造成自然灾害，是亟待解决的问题。
发明内容
基于此，针对上述问题，提供一种地下水资源在线监测系统。
一种地下水资源在线监测系统，包括：
潜水探测井，深入到潜水层；
自流井，所述潜水探测井和所述自流井同轴设置，所述潜水探测井的直径大于所述自流井的直径，所述潜水探测井的井深小于所述自流井的井深，所述自流井从所述潜水探测井的井底穿过并深入到承压水层；
从所述自流井的底部到所述自流井的井口，所述自流井的直径逐渐减小；
支撑架，设置于所述潜水探测井和所述自流井的井口的上方，所述支撑架设置有定滑轮；
配重球，通过第一绳索的一端悬挂于所述定滑轮的下方，并位于所述自流井的井口的正上方，所述承压水层的水通过所述自流井的井口向外涌出时，冲击所述配重球远离所述井口，所述第一绳索的另一端悬挂有标记物；
缠绕轮，转动设置于所述支撑架；
探测器，通过第二绳索缠绕于所述缠绕轮；
信号发射器，相对于所述支撑架固定设置，当所述自流井中喷出的水压强减小使得所述配重球下落时，所述标记物在所述定滑轮的带动下上升，所述信号发射器探测到所述标记物后，所述缠绕轮旋转释放所述第二绳索，以释放所述探测器，使所述探测器进入到所述潜水探测井中探测。
在一个实施例中，所述自流井的井口为碗口结构，所述碗口结构的一侧设置有导流槽。
在一个实施例中，还包括电机，与所述缠绕轮转动连接，当所述信号发射器探测到所述标记物后，向所述电机发送控制指令，驱动所述电机带动所述缠绕轮旋转，以释放所述探测器。
在一个实施例中，所述支撑架的顶部具有太阳能发电装置。
在一个实施例中，所述支撑架的四周设置有支撑腿。
本申请实施例提供的地下水在线监测系统，包括潜水探测井，深入到潜水层；自流井，所述潜水探测井和所述自流井同轴设置，所述潜水探测井的直径大于所述自流井的直径，所述潜水探测井的井深小于所述自流井的井深，所述自流井从所述潜水探测井的井底穿过并深入到承压水层；从所述自流井的底部到所述自流井的井口，所述自流井的直径逐渐减小；支撑架，设置于所述潜水探测井和所述自流井的井口的上方，所述支撑架设置有定滑轮；配重球，通过第一绳索的一端悬挂于所述定滑轮的下方，并位于所述自流井的井口的正上方，所述承压水层的水通过所述自流井的井口向外涌出时，冲击所述配重球远离所述井口，所述第一绳索的另一端悬挂有标记物；缠绕轮，转动设置于所述支撑架；探测器，通过第二绳索缠绕于所述缠绕轮；信号发射器，相对于所述支撑架固定设置，当所述自流井中喷出的水压强减小使得所述配重球下落时，所述标记物在所述定滑轮的带动下上升，所述信号发射器探测到所述标记物后，所述缠绕轮旋转释放所述探测器，使所述探测器进入到所述潜水探测井中探测。因此，当所述自流井中喷出的水压强减小使得所述配重球下落到预设位置时，所述标记物在所述定滑轮的带动下上升。所述信号发射器探测到所述标记物后，所述缠绕轮旋转释放所述探测器，使所述探测器进入到所述潜水探测井中探测。可以理解，当所述承压水层中的水压或者流速降低时，所述自流井流出的水的压强减小，因此所述配重球受到的压强减小，从而向所述自流井的井口运动，所述标记物的重量小于所述配重球的重量，因此可以带动所述标记物向上运动。当所述标记物经过所述信号探测器的探测范围后，所述信号探测器可以探测到所述标记物，并可以通过无线信号发射器向所述缠绕轮发出控制指令，释放所述探测器。由于探测器长期在水中浸泡容易损坏，因此当承压水层中的水位变化时，再使得探测器进入到所述潜水探测井中，可以延长所述探测器的使用寿命。
所述探测器进入到所述潜水探测井中可以探测所述潜水探测井中的水深。如果所述潜水探测井中的水深也降低，说明承压水层的水压减小主要是因为潜水层水减少引起的，因此提醒注意潜水层的开采使用。如果潜水层中的水深没有明显变化，说明此时承压水层的水变化主要是由于供水处，例如湖泊河水的水位变化引起的，因此提醒注意湖泊河水的水位变化，尽早蓄水避免引起地下水位变化。
附图说明
图1为本申请一个实施例提供的地下水资源在线监测系统使用示意图；
图2为本申请一个实施例提供的地下水资源在线监测系统结构图；
图3为本申请一个实施例提供的图2所述箭头方向的截面图。
附图标记说明：
地下水资源在线监测系统10
潜水探测井100
潜水层110
自流井200
承压水层210
支撑架300
定滑轮310
配重球400
第一绳索410
缠绕轮510
探测器520
信号发射器530
太阳能发电装置540
第二绳索550
标记物560
保护壳570
导流槽580
碗口结构590。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1-3，本申请实施例提供一种地下水资源在线监测系统。所述地下水资源在线监测系统包括潜水探测井、自流井、支撑架、配重球、缠绕轮、探测器和信号发射器。所述潜水探测井深入到潜水层。所述潜水探测井和所述自流井同轴设置。所述潜水探测井的直径大于所述自流井的直径，所述潜水探测井的井深小于所述自流井的井深。所述自流井从所述潜水探测井的井底穿过并深入到承压水层。即在打井时，可以先打所述潜水探测井，然后在所述潜水探测井中竖立一个管道，所述管道可以插入所述潜水探测井的底部，并进一步穿过隔水层进入到所述承压水层。从所述自流井的底部到所述自流井的井口，所述自流井的直径逐渐减小。可以理解，所述承压水层中的水有一定的压力，因此，承压水层中的水会沿着所述自流井向所述自流井的井口涌出。由于从所述自流井的底部到所述自流井的井口，所述自流井的直径逐渐减小，结合流体力学原理可知，水沿着所述自流井向上运动的流速相当于直径相同的所述自流井速度更快。当自流井中的水运动到所述自流井的井口时，会保持较大的压强。
所述支撑架设置于所述潜水探测井和所述自流井的井口的上方，所述支撑架设置有定滑轮。所述配重球通过第一绳索的一端悬挂于所述定滑轮的下方，并位于所述自流井的井口的正上方。所述承压水层的水通过所述自流井的井口向外涌出时，由上述分析可知，由于自流井中的水喷射到所述自流井的井口时会保持较大的压强，因此会冲击所述配重球远离所述井口。当所述承压水层中的水相对稳定时，所述自流井的井口喷出的水的压强也相对稳定，因此所述配重球距离所述井口的距离也在一定范围。
缠绕在所述定滑轮的所述第一绳索的另一端悬挂有标记物。所述缠绕轮转动设置于所述支撑架。所述探测器通过第二绳索缠绕于所述缠绕轮。所述信号发射器相对于所述支撑架固定设置。所述信号发射器可以设置在一个竖直架子上，即所述信号发射器发射的信号通过所述标记物运动的路径。可以理解，所述信号发射器可以为金属探测器，所述标记物可以为金属。
当所述自流井中喷出的水压强减小使得所述配重球下落时，所述标记物在所述定滑轮的带动下上升。所述信号发射器探测到所述标记物后，所述缠绕轮旋转释放所述探测器，使所述探测器进入到所述潜水探测井中探测。可以理解，当所述承压水层中的水压或者流速降低时，所述自流井流出的水的压强减小，因此所述配重球受到的压强减小，从而向所述自流井的井口运动，所述标记物的重量小于所述配重球的重量，因此可以带动所述标记物向上运动。当所述标记物经过所述信号探测器的探测范围后，所述信号探测器可以探测到所述标记物，并可以通过无线信号发射器向所述缠绕轮发出控制指令，所述缠绕轮可以顺时针旋转，释放所述第二绳索，所述探测器在所述第二绳索的带动下向下运动。并进入潜水探测井中进行探测。所述探测器可以为水深探测器。所述探测器也可以具有探测水质的功能。所述探测器可以为圆柱结构。所述探测器可以从自流井的一侧下落并落入所述潜水探测井的水中。由于探测器长期在水中浸泡容易损坏，因此当承压水层中的水位变化时，再使得探测器进入到所述潜水探测井中，可以延长所述探测器的使用寿命。
可以理解，当所述探测器没有下落时，所述探测器可以通过所述第二绳索悬挂于所述缠绕轮的一侧。所述缠绕轮的上方可以设置保护壳，起到保护缠绕轮和探测器的作用。当探测完毕后，可以控制所述缠绕轮逆时针旋转，再次提升所述探测器。
所述探测器进入到所述潜水探测井中可以探测所述潜水探测井中的水深。如果所述潜水探测井中的水深也降低，说明承压水层的水压减小主要是因为潜水层水减少引起的，因此提醒注意潜水层的开采使用。如果潜水层中的水深没有明显变化，说明此时承压水层的水变化主要是由于供水处，例如湖泊河水的水位变化引起的，因此提醒注意湖泊河水的水位变化，尽早蓄水避免引起地下水位变化。
在一个实施例中，所述自流井的井口为碗口结构，因此可以给所述配重球较大的下落承载面积，避免所述配重球由于气流等影响离开所述自流井的井口。所述碗口结构的一侧设置有导流槽，因此从所述自流井的井口流出的水在所述碗口结构汇集后从所述导流槽流出供生活或者生产应用。因此可以避免从自流井喷出的水进入到所述潜水探测井中影响水深的测量。
在一个实施例中，所述地下水资源在线监测系统还包括电机，所述电机与所述缠绕轮转动连接，当所述信号发射器探测到所述标记物后，向所述电机发送控制指令，驱动所述电机带动所述缠绕轮旋转，以释放所述探测器。
在一个实施例中，所述支撑架的顶部具有太阳能发电装置，可以给所述缠绕轮、所述信号发射器供电。
在一个实施例中，所述述支撑架的四周设置有支撑腿，可以支撑在尽井口的四周。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种地下水资源在线监测系统，其特征在于，包括：
潜水探测井，深入到潜水层；
自流井，所述潜水探测井和所述自流井同轴设置，所述潜水探测井的直径大于所述自流井的直径，所述潜水探测井的井深小于所述自流井的井深，所述自流井从所述潜水探测井的井底穿过并深入到承压水层；
从所述自流井的底部到所述自流井的井口，所述自流井的直径逐渐减小；
支撑架，设置于所述潜水探测井和所述自流井的井口的上方，所述支撑架设置有定滑轮；
配重球，通过第一绳索的一端悬挂于所述定滑轮的下方，并位于所述自流井的井口的正上方，所述承压水层的水通过所述自流井的井口向外涌出时，冲击所述配重球远离所述井口，所述第一绳索的另一端悬挂有标记物；
缠绕轮，转动设置于所述支撑架；
探测器，通过第二绳索缠绕于所述缠绕轮；
信号发射器，相对于所述支撑架固定设置，当所述自流井中喷出的水压强减小使得所述配重球下落时，所述标记物在所述定滑轮的带动下上升，所述信号发射器探测到所述标记物后，所述缠绕轮旋转释放所述第二绳索，以释放所述探测器，使所述探测器进入到所述潜水探测井中探测。
2.如权利要求1所述的地下水资源在线监测系统，其特征在于，所述自流井的井口为碗口结构，所述碗口结构的一侧设置有导流槽。
3.如权利要求1所述的地下水资源在线监测系统，其特征在于，还包括电机，与所述缠绕轮转动连接，当所述信号发射器探测到所述标记物后，向所述电机发送控制指令，驱动所述电机带动所述缠绕轮旋转，以释放所述探测器。
4.如权利要求1所述的地下水资源在线监测系统，其特征在于，所述支撑架的顶部具有太阳能发电装置。
5.如权利要求1所述的地下水资源在线监测系统，其特征在于，所述支撑架的四周设置有支撑腿。
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