CN110296748A - 一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置 - Google Patents

一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，包括支撑台、U型压力计管、数字显示器和水位传感器，所述支撑杆上固定有U型压力计管，所述U型压力计管顶部设有T型管，所述固定式锁扣环内固定有数字显示器，所述U型压力计管的两侧管体内均设有水位传感器；通过本发明装置能实时监测湖泊与地下水的水力联系、补给过程和补给方向；通过水位传感器和数字显示器可以获取U型压力计管两端水位变化参数，为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要依据；本发明装置在监测结束后，在T型管接口直接采集地下水和地表水样品，可通过分析水样水化学等指标来进一步判定湖泊与地下水的补给关系，本发明装置结构简单、实用性高，测量数据稳定性高。

Description

一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置
技术领域
本发明涉及地质监测技术领域，尤其涉及一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置。
背景技术
地表水与地下水相互作用研究对于区域水资源的利用和保护具有极其重要的作用，特别是在干旱、半干旱区地区，但由于地表水与地下水相互作用过程复杂，其转换关系的确定仍十分困难，目前，主要基于传统的水文学方法来量化地表水与地下水相互作用，例如，通过水量平衡模拟和数值模型法可定量计算湖水与地下水间的交换量，进而确定两者间的补给关系，但水量平衡计算和模拟需要大量的基础资料数据，一些研究区不具备计算条件，随着水文技术的发展，还可以通过示踪法揭示地下水与地表水的水力联系，包括人工示踪法和水化学及环境同位素示踪法，但水化学和同位素示踪法只能得到半定量的结果，还需其他方法进行验证，同时，人工示踪法还可能造成污染，而且该方法的分析测试成本比较昂贵，又难以实现连续动态监测。因此，为更好地观测及精准确定湖水与地下水补给关系，本发明提出一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，本发明装置能实时监测湖泊与地下水的水力联系、补给过程和补给方向，通过水位传感器和数字显示器可以获取U型压力计管两端水位变化参数，计算出水力梯度、补给速率等参数，能为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要依据，本发明装置结构简单、实用性高，测量数据稳定性高。
本发明提出一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，包括支撑台、U型压力计管、数字显示器和水位传感器，所述支撑台包括支撑底座、支撑杆和横板，所述支撑底座上方对称设有支撑杆，所述支撑杆上固定有U型压力计管，对称设置的所述支撑杆顶端设有横板，所述横板上设有固定式锁扣环，所述U型压力计管顶部设有T型管，所述T型管与U型压力计管连接处设有密封圈，所述固定式锁扣环内固定有数字显示器，所述U型压力计管的两侧管体内均设有水位传感器。
进一步改进在于：所述U型压力计管外侧配有压力计安装套管，所述压力计安装套管用于安装U型压力计管，便于U型压力计管一侧顺利***湖底。
进一步改进在于：所述压力计安装套管顶端设有套管保护盖，所述压力计安装套管下端设有套管塞。
进一步改进在于：所述压力计安装套管采用直径50mm的钢制空心管制成，所述套管塞为锥形塞，所述套管塞直径为45mm。
进一步改进在于：所述U型压力计管为采用10mm可塑聚乙烯管制作而成的U型压力计管。
进一步改进在于：所述T型管上端设有密封塞。
进一步改进在于：所述U型压力计管一侧底部的管口处设有过滤筛网，所述U型压力计管另一侧底部的管口为开放式管口，所述过滤筛网通过扣锁固定在U型压力计管外壁上。
进一步改进在于：所述水位传感器通过传感线连接数字显示器。
进一步改进在于：所述T型管与U型压力计管的两端可拆卸连接，观测试验结束拆卸所述T型管与U型压力计管的连接后可在U型压力计管两端进行采集水样。
本发明的有益效果为：本发明装置能实时监测湖泊与地下水的水力联系、补给过程和补给方向，还能为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要参数，通过U型压力计管顶部通过密封圈连接可拆卸的T型管，可以便于水位监测及观测实验结束后的水样采集，便捷性高，通过套保护盖可以防止压力计安装套管在使用过程中顶端被破坏，能提高压力计安装套管的使用寿命，通过水位传感器和数字显示器可以获取U型压力计管两端水位变化参数，计算出水力梯度、补给速率等参数，能为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要依据，同时本发明装置在监测结束后，在T型管接口直接采集地下水和地表水样品，方便易操作，装置结构简单、实用性高，测量数据稳定性高，可通过分析水样水化学等指标来进一步判定湖泊与地下水的补给关系。
附图说明
图1为本发明结构主视示意图。
图2为本发明水位传感器安装结构示意图。
图3为本发明压力计安装套管结构立体示意图。
其中：1、U型压力计管；2、数字显示器；3、水位传感器；4、支撑底座；5、支撑杆；6、横板；7、扣锁；8、固定式锁扣环；9、T型管；10、密封圈；11、压力计安装套管；12、套管保护盖；13、套管塞；14、密封塞；15、过滤筛网；16、传感线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1、2、3所示，本实施例提出一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，包括支撑台、U型压力计管1、数字显示器2和水位传感器3，所述支撑台包括支撑底座4、支撑杆5和横板6，所述支撑底座4上方对称设有支撑杆5，所述支撑杆5上固定有U型压力计管1，对称设置的所述支撑杆5顶端设有横板6，所述横板6上设有固定式锁扣环8，所述U型压力计管1顶部设有T型管9，所述T型管9与U型压力计管1连接处设有密封圈10，所述固定式锁扣环8内固定有数字显示器2，所述U型压力计管1的两侧管体内均设有水位传感器3，监测湖水与地下水补给关系时，首先在压力计安装套管11下端套入套管塞13，然后使用铁锤将压力计安装套管11砸入湖底，压力计安装套管11上部设有的套管保护盖12可以防止在使用铁锤砸压力计安装套管11砸时对压力计安装套管11砸顶端的破坏，待压力计安装套管11砸埋入湖泊沉积物1m以下后，将U型压力计管1的一侧设置有过滤筛网15的管体***压力计安装套管11内，随后将压力计安装套管11拔出，完成U型压力计管1的安装，再将U型压力计管1另一侧管口为开放式管口的管体置于湖面30cm以下位置，当U型压力计管1安装完毕后，地下水与湖水发生交换时，U型压力计管1中的水位就会改变，水位传感器3通过传感线16将随着水位的变化将水位信号传送至数字显示器2，通过U型压力计管1两端水位的变化，可以分析获得地下水和湖水之间的转换关系，同时，根据水位变化与补给时间的关系，可计算出水力梯度、补给速率参数。
所述U型压力计管1外侧配有压力计安装套管11，所述压力计安装套管11用于安装U型压力计管1，便于U型压力计管1一侧顺利***湖底。所述压力计安装套管11顶端设有套管保护盖12，所述压力计安装套管11下端设有套管塞13。所述压力计安装套管11采用直径50mm的钢制空心管制成，所述套管塞13为锥形塞，所述套管塞13直径为45mm。所述U型压力计管1为采用10mm可塑聚乙烯管制作而成的U型压力计管1。所述T型管9上端设有密封塞14。所述U型压力计管1一侧底部的管口处设有过滤筛网15，所述U型压力计管1另一侧底部的管口为开放式管口，所述过滤筛网15通过扣锁7固定在U型压力计管1外壁上。所述水位传感器3通过传感线16连接数字显示器2。所述T型管9与U型压力计管1的两端可拆卸连接，观测试验结束拆卸所述T型管9与U型压力计管1的连接后可在U型压力计管1两端进行采集水样。
本发明装置能实时监测湖泊与地下水的水力联系、补给过程和补给方向，还能为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要参数，通过U型压力计管1顶部通过密封圈10连接可拆卸的T型管9，可以便于水位监测及观测实验结束后的水样采集，便捷性高，通过套管保护盖12可以防止压力计安装套管11在使用过程中顶端被破坏，能提高压力计安装套管11的使用寿命，通过水位传感器3和数字显示器2可以获取U型压力计管1两端水位变化参数，计算出水力梯度、补给速率等参数，能为湖泊水量平衡计算和模拟提供重要依据，同时本发明装置在监测结束后，在T型管9接口直接采集地下水和地表水样品，方便易操作，装置结构简单、实用性高，测量数据稳定性高，可通过分析水样水化学等指标来进一步判定湖泊与地下水的补给关系。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：包括支撑台、U型压力计管(1)、数字显示器(2)和水位传感器(3)，所述支撑台包括支撑底座(4)、支撑杆(5)和横板(6)，所述支撑底座(4)上方对称设有支撑杆(5)，所述支撑杆(5)上固定有U型压力计管(1)，对称设置的所述支撑杆(5)顶端设有横板(6)，所述横板(6)上设有固定式锁扣环(8)，所述U型压力计管(1)顶部设有T型管(9)，所述T型管(9)与U型压力计管(1)连接处设有密封圈(10)，所述固定式锁扣环(8)内固定有数字显示器(2)，所述U型压力计管(1)的两侧管体内均设有水位传感器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述U型压力计管(1)外侧配有压力计安装套管(11)，所述压力计安装套管(11)用于安装U型压力计管(1)，便于U型压力计管(1)一侧顺利***湖底。
3.根据权利要求2所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述压力计安装套管(11)顶端设有套管保护盖(12)，所述压力计安装套管(11)下端设有套管塞(13)。
4.根据权利要求3所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述压力计安装套管(11)采用直径50mm的钢制空心管制成，所述套管塞(13)为锥形塞，所述套管塞(13)直径为45mm。
5.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述U型压力计管(1)为采用10mm可塑聚乙烯管制作而成的U型压力计管(1)。
6.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述T型管(9)上端设有密封塞(14)。
7.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述U型压力计管(1)一侧底部的管口处设有过滤筛网(15)，所述U型压力计管(1)另一侧底部的管口为开放式管口，所述过滤筛网(15)通过扣锁(7)固定在U型压力计管(1)外壁上。
8.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述水位传感器(3)通过传感线(16)连接数字显示器(2)。
9.根据权利要求1所述的一种湖水与地下水补给关系的现场监测装置，其特征在于：所述T型管(9)与U型压力计管(1)的两端可拆卸连接，观测试验结束拆卸所述T型管(9)与U型压力计管(1)的连接后可在U型压力计管(1)两端进行采集水样。
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