Niveles de agua subterránea
El monitoreo del nivel del agua subterránea mide principalmente la profundidad de enterramiento del nivel del agua del acuífero, es decir, la profundidad vertical desde el suelo hasta la superficie del agua del acuífero. Para los acuíferos freáticos, se mide la profundidad vertical desde el suelo hasta la superficie freática; para los acuíferos de agua confinada, la profundidad vertical desde el suelo hasta la superficie del agua en el pozo se mide cuando el acuífero de agua confinada queda expuesto mediante perforación.
Desde los años 50 hasta los 80, la medición de los niveles freáticos fue el principal proyecto de seguimiento de las aguas subterráneas. Hasta ahora, el seguimiento del nivel del agua subterránea en la mayoría de las zonas de China todavía se basa en la medición manual. Los métodos de monitoreo manual incluyen medición de reloj, medidor de nivel de agua con audio, medidor de nivel de agua con pantalla luminosa, medidor de nivel de agua con puntero, medidor de nivel de agua con boya, medidor de nivel de agua por inducción, instrumento de registro de pozos semiautomático, medidor de nivel de agua con registro automático, tres propósitos Medidor de conductividad y medidor de nivel de agua, temperatura del agua, etc.
1. Método del reloj
El reloj utilizado en este método es el instrumento de medición del nivel de agua subterránea más antiguo (Figura 2-1). El cuerpo de la campana medidora es un cilindro hueco de metal de unos 10 cm de largo y varios centímetros de diámetro. El extremo inferior del cilindro está abierto y el extremo superior cerrado, y está atado con una cuerda medidora. Al medir, coloque manualmente la campana de medición y la cuerda de medición en el pozo. Cuando la campana de medición esté colocada en la superficie del agua subterránea, levante la campana de medición hacia arriba y hacia abajo. Cuando el extremo abierto de la campana medidora toca la superficie del agua, emitirá un sonido de impacto de "bang, bang". A partir de esto, se puede juzgar la posición de la superficie del agua y se puede leer la escala en la cuerda de medición. la profundidad del agua subterránea. Además, en la producción los relojes medidores suelen combinarse con termómetros de agua.
Figura 2-1 Medición del reloj (la izquierda es el diagrama esquemático de la medición del nivel del agua y la temperatura del agua al mismo tiempo, la derecha es el diagrama esquemático de la medición del reloj del nivel del agua)
Este método es simple, pero debido al juicio de la medición del reloj, el contacto con la superficie del agua causará errores y también habrá errores en la longitud de la cuerda de medición, por lo que los valores de monitoreo no serán muy preciso. Cuando el pozo de producción esté bombeando agua, la interferencia mecánica será fuerte. Además, cuando el nivel del agua subterránea sea demasiado profundo (más de 30 m), el sonido será inaudible, lo que también afectará los resultados de la medición. Además, no existen productos estándar para medir relojes. En la actualidad, sus derivados siguen siendo muy utilizados en la mayor parte del país.
2. Método de lectura del medidor de nivel de agua de péndulo
Este equipo para medir el nivel de agua subterránea también suele denominarse "medidor de nivel de agua colgante" o "medidor de nivel de agua". El equipo consta de una pesa colgante, una regla de medición, un indicador de contacto con la superficie del agua (sonido, luz, puntero), una regla de medición con disco de retroceso y liberación, etc. La cinta métrica es una cinta métrica (o cuerda métrica) de metal larga y flexible con dos cables conectados cuyos extremos están alineados con el punto 0 de la cinta métrica (o cuerda métrica). Hay una escala precisa en la cinta métrica. El peso del péndulo tiene una masa determinada y hay dos contactos aislados entre sí en el extremo inferior, que están conectados a dos cables respectivamente. Durante el monitoreo, la regla de medición se coloca manualmente en la boca del pozo por el peso del peso colgante. Cuando el contacto entra en contacto con la superficie del agua subterránea, la resistencia se vuelve más pequeña (conducción) y la indicación de sonido, luz y puntero se conecta a los dos cables. en el suelo envía una señal, indicando que se ha alcanzado el agua subterránea. En la superficie del agua, la profundidad del nivel del agua subterránea se puede conocer leyendo la lectura en la cinta métrica. El principio de funcionamiento se muestra en la Figura 2-2. El instrumento utilizado en este método de medición es simple, fácil de transportar, no requiere un gran dominio del usuario y puede usarse para diversas observaciones del nivel del agua subterránea. Debido a que puede indicar con precisión la ubicación del nivel del agua subterránea, la precisión de la medición del nivel del agua es alta. La longitud de la cinta métrica no está limitada y se puede utilizar para observar diferentes profundidades y amplitudes del nivel del agua subterránea. El indicador de nivel de agua puede tener forma de sonido, luz o puntero, todos los cuales funcionan con baterías de CC.
Figura 2-2 Diagrama del principio de funcionamiento del medidor de agua colgante
3. Método del medidor de nivel de agua con boya
El medidor de nivel de agua subterránea con boya (Figura 2-3) compuesto por una boya capaz de detectar cambios en el nivel del agua, un cable de suspensión, un sistema de ruedas de nivel de agua, un contrapeso o un mecanismo de suspensión autorretráctil en lugar de un contrapeso. Los primeros registros del nivel del agua a largo plazo utilizaban dibujos largos con líneas dibujadas, que básicamente ya no se utilizan. Los productos actuales utilizan un codificador para codificar el valor del nivel del agua y generarlo para el registro del almacenamiento en estado sólido. Para productos generales, el codificador está en el suelo; para productos avanzados, todo el instrumento, incluido el sensor de nivel de agua, el codificador, el almacenamiento de estado sólido, la fuente de alimentación y otras partes, está suspendido sobre la superficie del agua en el pozo y funciona automáticamente. Los medidores de nivel de agua subterránea tipo boya generalmente pueden funcionar en tuberías de registro de pozos de 108 mm de diámetro, y algunos pueden instalarse en pozos de 50 mm de diámetro. Los diámetros de la rueda de nivel de agua, la boya y el contrapeso son todos muy pequeños. Las boyas son menos sensibles a los cambios en el nivel del agua. La profundidad del agua subterránea y la longitud del cable de suspensión también afectan la sensibilidad de detección del nivel del agua. Por lo tanto, la resistencia del componente registrador del medidor de nivel de agua subterránea y del codificador debe ser lo más pequeña posible y se debe evitar el deslizamiento entre el cable de suspensión y la rueda de nivel de agua. Se deben preferir cables de acero con bolas y cintas perforadas. cables de suspensión. El indicador de nivel de agua de boya tiene una estructura simple y confiable y es fácil de operar y mantener. Siempre que el diámetro del registro cumpla con los requisitos de instalación, se puede utilizar en todos los lugares y la precisión de la medición del nivel del agua también es alta.
Cuando la profundidad del agua subterránea es grande, se debe prestar especial atención a la coordinación de los cables de suspensión y las ruedas de nivel de agua para comprender y controlar posibles errores.
4. Método del medidor de nivel de agua por inducción
El medidor de nivel de agua por inducción (Figura 2-4) está compuesto por electrodos subterráneos, cables, luces de señal, componentes de transistores, etc., y La fuente de alimentación se puede utilizar tanto para CA como para CC. El método de uso es simple y conveniente. Cuando el electrodo subterráneo entra en contacto con la superficie del agua, la luz de señal se enciende y el medidor eléctrico indica que se ha alcanzado el nivel del agua. Lea la lectura de la cinta métrica para conocer la profundidad del nivel del agua subterránea. .
Este método es un método de medición del nivel del agua relativamente directo y sencillo. Este método se utiliza actualmente en el trabajo de campo. La cuerda de medición es fácil de transportar y la báscula facilita la lectura directa de los datos. Algunas cuerdas de medición pueden medir directamente la conductividad y la temperatura del agua.
Figura 2-3 Medidor de nivel de agua de boya
Figura 2-4 Medidor de nivel de agua no inductivo
5. Método de registro de pozo semiautomático
La herramienta de registro semiautomática consta de una rueda de conteo y un medidor de conteo para formar la parte de lectura automática, y el transistor, la luz indicadora y el electrodo para formar la parte de señal (Figura 2-5). El instrumento es simple y cómodo de usar. Al medir el nivel del agua, conecte el cable de tierra al suelo o al cabezal del pozo, ajuste el medidor de conteo a cero y luego baje el cable al pozo. El cable se encenderá y el nivel del agua se leerá según la luz indicadora. Este instrumento es adecuado para diversos pozos de perforación y producción y puede leer directamente la profundidad del nivel del agua sin tener que calibrar con frecuencia las marcas de longitud del cable.
Figura 2-5 Herramienta semiautomática de registro de pozos
6. Método de medidor automático de nivel y temperatura del agua
El medidor automático de nivel y temperatura del agua consta de un sensor de presión, un sensor de temperatura, un cable. Consiste en una línea de conexión de datos y un dispositivo de transmisión de datos (Figura 2-6), que es adecuado para el monitoreo diario de aguas subterráneas y las necesidades de transmisión de datos en un área grande. Este instrumento puede medir continuamente el nivel del agua subterránea y la temperatura del agua en el pozo (agujero). La temperatura ambiente aplicable del instrumento es generalmente de -20~80 ℃. El espacio de almacenamiento es grande cuando el trabajo de medición requiere medir datos una vez cada 10 minutos, puede almacenar continuamente 12 meses de datos de monitoreo. Este método facilita a los técnicos observar la dinámica del nivel del agua subterránea en interiores y reduce el impacto de factores como el clima o los viajes en el monitoreo del agua subterránea.
Figura 2-6 Medidor automático de nivel y temperatura del agua
7. Método del medidor ultrasónico de nivel de agua
Apunta a la cabeza del pozo y emite ondas ultrasónicas hacia abajo, y el El eco se reflejará en la superficie del agua. El tiempo de propagación en el aire se lee directamente en el medidor de pantalla, o la computadora recupera los datos a través de la interfaz de datos. Este instrumento es adecuado para áreas con niveles de agua poco profundos y es adecuado para observaciones rápidas únicas y observaciones continuas y que cambian con frecuencia. Sin embargo, su desventaja es que se ve muy afectado por el entorno externo (Figura 2-7).
Figura 2-7 Diagrama de funcionamiento del medidor ultrasónico de nivel de agua