Tecnología de monitoreo automático de aguas subterráneas
Descripción general
Con el apoyo del proyecto del Departamento de Medio Ambiente del Ministerio de Tierras y Recursos, el Servicio Geológico de China del Ministerio de Ciencia y Tecnología y el Instituto de Monitoreo del Medio Ambiente Geológico de China , Centro de Estudios Geológicos Hidrogeológicos y Ambientales del Servicio Geológico de China Debido a las deficiencias de los instrumentos nacionales de monitoreo de aguas subterráneas, desarrollamos de forma independiente tecnología de monitoreo automático dinámico para aguas subterráneas considerando varios factores, como el entorno salvaje y la destrucción provocada por el hombre. El trabajo de investigación y desarrollo se puede dividir en tres fases.
1. 2002-2004
Principales tecnologías principales investigadas y resueltas:
(1) Aplicar tecnología de sensores avanzada extranjera para desarrollar un compuesto de nivel de agua/temperatura del agua. Sonda, y para superar la influencia de los cambios de presión atmosférica, se desarrolló un dispositivo único de equilibrio de presión de aire para conectar el sensor con la atmósfera, superando efectivamente la influencia de los cambios de presión atmosférica en los valores medidos y garantizando completamente la estabilidad de la sonda. La estabilidad de la sonda está totalmente garantizada.
(2) Una estructura cilíndrica completamente sellada está diseñada para facilitar la instalación y el almacenamiento en el sitio. Los problemas de sellado y resistencia a la humedad se resuelven para garantizar la confiabilidad del sistema de instrumentos.
(3) Desarrolló un circuito anfitrión de baja potencia y alta estabilidad. Para resolver el problema del funcionamiento a largo plazo del equipo de monitoreo automático in situ, que requiere tanto un funcionamiento continuo como un suministro de energía CC (batería), el sistema del instrumento utiliza componentes de baja potencia, que son adecuados para sensores, amplificadores, A. Los convertidores /D, etc. con gran consumo de energía. Los microcontroladores, etc. utilizan una fuente de alimentación intermitente.
(4) Desarrollar software de procesamiento de datos y control de microcontroladores, y realizar modificaciones de software para abordar diversos problemas que surgen durante la promoción y el uso del instrumento, y aumentar el impacto de varios factores humanos, como la operación incorrecta del usuario. tomó medidas preventivas.
Los logros anteriores ganaron el segundo premio del Premio de Ciencia y Tecnología de Tierras y Recursos en 2004, el Premio al Producto Excelente 2007 de la Sociedad China de Instrumentos y Control en 2007, y el "Monitor automático dinámico de aguas subterráneas" en 2008 (Patente No. ZL200820108674 .3), y obtuvo dos patentes de modelo de utilidad en 2008: En 2008, la compañía obtuvo dos patentes de modelo de utilidad: "Instrumento de monitoreo automático dinámico de aguas subterráneas" (Patente No.: ZL200820108674.3) y "Nivel de agua Dispositivo de control del equilibrio de la presión del aire" (N.º de patente: ZL200820108673.9).
2.2009
El "Monitor dinámico de aguas subterráneas WS-1040" se incluyó en el "Plan nacional clave de nuevos productos" del Ministerio de Ciencia y Tecnología basándose en el Plan nacional clave de nuevos productos. , Se ha actualizado el monitor dinámico de aguas subterráneas. Mejora. Mediante la actualización de los componentes centrales y la mejora de los circuitos de acondicionamiento de señales, se reduce aún más el consumo de energía de toda la máquina y se mejoran la integración, estabilidad y confiabilidad del sistema. Sus funciones han alcanzado el nivel de productos similares.
3. Desde 2010 hasta la actualidad
Basándonos en el proyecto de exploración geológica, hemos llevado a cabo investigaciones sobre tecnología práctica de monitoreo de aguas subterráneas y hemos completado el desarrollo de un sistema de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas. Se han logrado los siguientes resultados:
(1) Se han desarrollado productos prácticos de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas en conjunto con marcas de renombre internacional para lograr la recolección, transmisión y monitoreo remoto automáticos de datos de monitoreo dinámico de aguas subterráneas.
(2) Se desarrolló un sistema de gestión remota de equipos multinivel y multifuente para realizar la recepción y actualización sincrónica de datos de monitoreo multifuente, multimodo y multinivel. Combinado con equipos de monitoreo remoto de aguas subterráneas, se puede lograr la gestión remota de equipos de monitoreo.
(3) El sistema de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas ha pasado las pruebas de los departamentos nacionales y extranjeros pertinentes y ha sido bien recibido por sus pares nacionales y extranjeros. Especialmente en la Exposición Estadounidense de Monitoreo de Aguas Subterráneas, atrajo una amplia atención por parte de la industria.
(4) La ingeniería es un eslabón clave para garantizar la calidad del producto. A través del trabajo de ingeniería de productos, se mejora la calidad, se reducen los costos y se logra realmente la transformación del prototipo de investigación científica a la producción. Al mismo tiempo, a través del trabajo de ingeniería, se ha acumulado experiencia, se han capacitado talentos, se ha estandarizado el desarrollo de productos y se han mejorado las capacidades de ingeniería del personal técnico. Esto sentó las bases para la transformación de los logros científicos y tecnológicos en el futuro.
(5) Basándose en el proyecto de desvío geológico, llevar a cabo la extensión del proyecto y aprovechar plenamente el papel del sistema de monitoreo de sensores remotos de aguas subterráneas en el monitoreo de aguas subterráneas a lo largo del Proyecto de desvío de agua de Sur a Norte.
El sistema de monitoreo dinámico de teledetección de aguas subterráneas consta principalmente de instrumentos de monitoreo in situ, cámaras públicas comerciales y estaciones centrales de monitoreo. En este sistema, la estación central intercambia información con diversos instrumentos de monitoreo a través de la red de servicios públicos para completar la recuperación de datos de monitoreo y la gestión de los equipos de monitoreo.
El equipo de monitoreo in situ incluye sensores de nivel y temperatura del agua, instrumentos de transmisión digital y dispositivos de protección de boca de pozo. Cada instrumento de monitoreo realiza un monitoreo automático a largo plazo del nivel del agua subterránea y la temperatura del agua a través de sensores, y los datos de medición se guardan automáticamente en la unidad de almacenamiento. Los datos se envían al centro de control periódicamente a través de instrumentos de transmisión digital. El instrumento de transmisión digital adopta una estructura cilíndrica de acero inoxidable y el sensor está conectado a ella a través de un cable. Se pueden colocar sensores y sensores digitales en los pozos de monitoreo para proteger y superar los efectos del clima y el tiempo. Todo el conjunto de instrumentos implementa una gestión segura de los equipos de monitoreo de campo a través de dispositivos de protección de boca de pozo. La estación del centro de monitoreo incluye un sistema de recepción de datos, un servidor terminal y un software de control. Los datos de monitoreo se pueden transmitir periódicamente a la estación central a través de la red pública de **** y se pueden completar los ajustes de parámetros del instrumento. El sistema tiene funciones tales como almacenamiento automático, transmisión remota, recepción, descifrado, almacenamiento y gestión de información de pozos de monitoreo, información de equipos de monitoreo, gestión de información de equipos de comunicación y alarmas anormales. Los datos pueden transmitirse y actualizarse simultáneamente a instituciones de nivel nacional, provincial y municipal. Además, este instrumento de monitoreo también tiene las ventajas de alta precisión, alta resolución, antiinterferencias, microconsumo de energía, etc., y puede estar desatendido las 24 horas del día. El sensor de presión atmosférica incorporado no solo puede medir de forma independiente la presión y la temperatura del aire, sino que también realiza una compensación de la presión atmosférica in situ sin conductos de ventilación.
Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
El sistema puede monitorear automáticamente los cambios dinámicos del nivel y la temperatura del agua subterránea durante mucho tiempo, y puede usarse ampliamente en hidrogeología, geología ambiental y desastres geológicos. predicción y pronóstico, y conservación del medio ambiente, gestión de recursos hídricos, monitoreo de pozos geotérmicos, conservación del agua, hidrología minera y otros campos.
1. El papel del sistema de monitoreo dinámico de teledetección de aguas subterráneas en el monitoreo de aguas subterráneas de la línea media del Proyecto de Desvío de Agua Sur-Norte
Como un importante proyecto estratégico nacional, el La línea media del Proyecto de Desvío de Agua de Sur a Norte proporcionará información básica sobre el agua subterránea en las áreas a lo largo de la ruta para el futuro. Proporcionará una base importante para el trabajo de seguimiento, como el ajuste del almacenamiento y la gestión del proyecto. Se instalaron 10 juegos de monitores dinámicos remotos de aguas subterráneas S-GRT-1 avanzados internacionalmente desarrollados independientemente por el Centro de Estudios de Hidrogeología y Geología Ambiental del Servicio Geológico de China en las ciudades de Henan y Anyang en las secciones de Henan y Hebei del Servicio de Agua Sur-Norte. Proyecto de ruta media de desvío y la ciudad de Handan, el sistema puede recopilar dinámicamente datos como el nivel del agua subterránea, la temperatura del agua, la presión del aire y la temperatura del aire. Se pueden recopilar dinámicamente datos como el nivel del agua subterránea, la temperatura del agua, la presión del aire y la temperatura del aire. Estos instrumentos han estado funcionando exitosamente durante más de dos meses desde que fueron instalados y lanzados el 1 de septiembre de 2012, y los datos devueltos son precisos y confiables.
En el futuro, una serie de instrumentos relevantes de monitoreo dinámico remoto de aguas subterráneas desarrollados independientemente por mi país se instalarán a lo largo de la ruta intermedia del Proyecto de Desvío de Agua Sur-Norte, proporcionando una garantía continua y poderosa para la seguridad de aguas subterráneas en el área de monitoreo.
2. Monitoreo de las aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe
El monitoreo dinámico de las aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe comenzó en la década de 1980. El área de monitoreo incluye principalmente los cuatro condados y ciudades de Zhangye. , Gaotai, Linze y Jiuquan El contenido incluye el nivel del agua subterránea, la calidad del agua, la temperatura del agua, el flujo de agua de manantial, etc. El método de seguimiento es principalmente el seguimiento manual. Junto con el proyecto clave de la Fundación de Ciencias Naturales "Investigación de observación y mecanismos sobre la conversión mutua de aguas superficiales y subterráneas en la cuenca del río Heihe", el Centro de Medio Ambiente Acuático y Transferencia de Tierras aplicó el sistema de monitoreo dinámico de detección remota de desarrollo propio para aguas subterráneas. en la llanura de Heihe para proporcionar datos de seguimiento para proyectos de investigación científica y aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe. La gestión científica proporciona la base para la toma de decisiones. El sistema tiene como objetivo proporcionar datos de seguimiento como apoyo para la investigación científica de proyectos y proporcionar una base para la toma de decisiones para la gestión científica de las aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe. El sistema puede monitorear automáticamente los cambios dinámicos en los niveles de agua subterránea y la temperatura del agua durante un largo período de tiempo. Los datos de medición se guardan automáticamente en la unidad de almacenamiento interna del instrumento y los datos de monitoreo se pueden transmitir periódicamente a la plataforma de administración del terminal a través de la red de servicios públicos para completar la gestión dinámica de los datos de monitoreo y el equipo de monitoreo. Realiza la recopilación, almacenamiento, transmisión y gestión remota automática de datos dinámicos de aguas subterráneas. Esto facilita enormemente el trabajo relacionado del departamento de seguimiento. Proporciona datos básicos para la observación y la investigación de mecanismos sobre la transformación mutua de las aguas superficiales y subterráneas en la cuenca del río Heihe.
3. Métodos de promoción y transformación
La promoción y transformación de los logros de la tecnología de monitoreo de aguas subterráneas puede recomendarse a los usuarios e introducirse en el mercado a través de informes publicitarios, intercambios de conferencias, capacitación de personal y técnicas. consulta, etc Los resultados se han promovido y aplicado gradualmente en todo el país a través de demostraciones piloto locales y pueden usarse ampliamente en la observación a largo plazo de aguas subterráneas, estudios de recursos hídricos, monitoreo de aguas superficiales, monitoreo del nivel de agua de pozos de bombeo, gestión de aguas industriales y otras ocasiones.
Unidad de soporte técnico: Unidad de soporte técnico: Centro de Estudios Geológicos Hidrogeológicos y Ambientales del Servicio Geológico de China
Persona de contacto: Wei Yumei