CN204964068U - 多深度河床沉积物温度同步测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多深度河床沉积物温度同步测定装置，侧部开有多个进水孔的空心温度测定棒与上端的敲击头通过多组延长杆连接；温度测定棒内固定有空心不锈钢内杆，多个温度传感器固定在内杆中并通过防水线缆将信号输出到记录仪；温度测定棒下端固定有钻头。本装置兼具准确获取数据和操作简便的优点，克服了传统河床沉积物温度测试方法成本高不便野外测量的缺点，延长了设备的使用寿命，提高了野外数据的，节省了野外实验人员的体能。

Description

多深度河床沉积物温度同步测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于河床饱和稳定条件下的多深度河床沉积物温度同步测定装置。

背景技术

河流与地下水是水资源***中的两个重要组成部分，彼此相互作用，相互影响着水量和水质。随着人们对水资源需求量的增长以及供水不确定性因素的增加，迫切需要将河流与地下水作为统一的水资源体系加以利用。因此，为了实现对河流-地下水***的科学管理与持续利用，需要对河水-地下水相互作用进行深入研究。

研究表明，河流与地下水相互作用发生在河床表面以下或侧向多孔渗透区内，称之为潜流带。在潜流带，河水与地下水水量相互交换，称之为潜流带水交换。潜流带水交换是影响河水与地下水水质的主要驱动力之一。河水中的污染物可能会进入潜流带的沉积物中,同样潜流带沉积物中的污染物释放可能会引起河水的再次污染，即河流二次污染。甚至陆源污染彻底消除，但河流水质仍然会因来自潜流带的污染物而受到严重污染。这充分说明潜流带河水-地下水交换对于河流生态***健康产生重要影响，研究潜流带水交换过程是十分必要的，已成为流域生态学研究的热点和难点问题，这不仅是科学研究者所面临的新挑战，而且也是管理者迫切需要解决的新问题。

河流与地下水相互作用测量方法概括起来主要有：渗透系数法，水力梯度法，水量平衡法，同位素或溶质示踪法，数学模拟，温度梯度法。这些研究河水与地下水水量交换常用的测量方法是基于水力传导基础上的，而水力传导因不同测试点位介质渗透性差异较大，其测试结果的不确定性高，相比之下，地下水和地表水之间的水量交换过程和流动路径的空间变动的研究需要较高空间分辨率的测试方法。热可以作为示踪剂，可以来研究河流-地下水相互作用。应用河床沉积物温度梯度来计算渗流量的理论体系已得到完善。通过河水、潜流带、地下水温度分布可以计算渗流量。这种基于热扩散对流的不同深度温度测定方法在测定渗流量上具有成本低、效益高、相对快速、准确和可靠的特性，研究的空间分辨率较高，可以反映出从厘米级到米级不同空间尺度的水文特征。同时，由于温度易受昼夜和季节性变化影响，具有明显时间尺度优势。因此，温度梯度法在揭示潜流带水文联通性的水量交换方式及其渗流量的定量研究中具有很好的应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种较为简便的同步采集河床潜流带不同深度沉积物温度的装置，解决现有测量装置限制条件多、成本高、程序复杂的不足，为研究河床潜流带水交换提供新的手段。

本实用新型实现过程如下：

一种多深度河床沉积物温度同步测定装置：侧部开有多个进水孔（7）的空心温度测定棒（6）与上端的敲击头（3）通过多组延长杆（4）连接；温度测定棒（6）内固定有空心不锈钢内杆（16），多个温度传感器（18）固定在内杆（16）中并通过防水线缆（2）将信号输出到记录仪（1）；温度测定棒（6）下端固定有钻头（8）。

所述多个进水孔（7）为4-10个；多个温度传感器（18）为4-10个；多组延长杆（4）为2-5组。

所述进水孔（7）与温度传感器（18）位置对应，温度传感器（18）测定进入该进水孔（7）水位的温度；温度测定棒（6）外壁刻有刻度。

敲击头（3）上端为敲击面（11），侧面设有防水线缆出口（12），敲击头（3）与延长杆（4）通过连接外螺纹（13）与连接内螺纹（14）连接固定。防水线缆（2）经由一端封闭侧边开孔的敲击头（3）引出与记录仪（1）连接，电池（9）为记录仪（1）提供电源。

多根延长杆（4）通过螺纹连接，适用于不同水深环境。

所述的温度传感器（18）为铂电阻传感器，A级，精度达0.065℃，输出为PT100阻值信号，温度传感器为7个，在不锈钢内杆上分布位置从底端开始依次为0.00m、0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m，能同步测量0.00m、0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m深度河床沉积物温度。

每个温度传感器均带有防水线缆，传感器焊接于不锈钢内杆上并包有外壳，材质为不锈钢，焊接点耐压50公斤，外壳耐压300公斤，传感器壳体防水性能良好，达到防护等级IP6要求。

本技术具有以下积极的效果：

1）本实用新型由温度测定棒、无纸记录仪、供电电池组成，重量较轻，能同时采集、存储、显示、分析多深度河床潜流带沉积物温度数据，便于野外操作；

2）本实用新型顶端经过加固处理，有效保护了绝缘数据线，延长了温度同步测定技术装置的使用寿命；

3）本实用新型有效的节省了野外实验的时间，节省了野外实验人员的体能，具有结构简单、操作方便、测试效率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型敲击头结构剖面示意图；

图3为本实用新型延长杆结构剖面示意图；

图4为本实用新型温度测定棒剖面示意图；

图中：1.记录仪；2.防水线缆；3.敲击头；4.延长杆；5.密封圈；6.温度测定棒；7.进水孔；8.钻头；9.电池；10.电线；11.敲击面；12.防水线缆出口；13.连接外螺纹；14.连接内螺纹；15.内杆固定螺栓；16.内杆；17.内杆密封圈；18.温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

选用不锈钢φ10mm，长1m钢管，从底端开始0mm、200mm、350mm、500mm、600mm、700mm、800mm处钢管内安装温度传感器（18），并用7m长三色（红白蓝）防水线缆（2）连接，安装完后在上下两端口加装内杆密封圈（17）作为内杆（16）。

选用φ40mm、长2米不锈钢钢管，下面焊接同样大小5cm长实心不锈钢钻头（8），上端开3cm长的内螺纹，为了便于热传导温度快速平衡，从钻头上方开始0mm、200mm、350mm、500mm、600mm、700mm、800mm处，在钢管壁开5mm直径大小的进水孔（7），以便水能进入，同时把内杆（16）固定于钢管内壁开孔的一侧，同时在钢管外壁从0mm处开始向上刻划1cm间隔的刻划，用于测量深度，作为温度测定棒（6）。

选用φ40mm、长10cm不锈钢钢管，一端用5mm厚不锈钢板封口，一端开2cm长的外螺纹，能与温度测定棒上端内螺口吻合，并加橡胶密封圈（5），在离上端2cm处开直径1cm孔，并焊接长2cm长不锈钢钢管，作为敲击头（3）。

为了便于在水较深的地方能使用该装置，设计1m、2m长的加长钢管，选用φ40mm、长1m、2m不等的不锈钢钢管，一端开3cm长的内螺纹，一端开2cm长外螺纹，作为延长杆（4）。

操作时，将电缆从敲击头中穿出后，将敲击头与温度测定棒连接，同时电缆连接到无纸记录仪，将温度测定棒打入河床中，并保证最上端温度传感器与河床表面等高，将24v电池连接到无纸记录仪，即可开始工作。

无纸记录仪，可以设置时间参数、采用间隔，设置温度修正量，并自动保存数据，方便导入，同时能显示实时温度、温度曲线等。

Claims (6)

1.一种多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：侧部开有多个进水孔（7）的空心温度测定棒（6）与上端的敲击头（3）通过多组延长杆（4）连接；温度测定棒（6）内固定有空心不锈钢内杆（16），多个温度传感器（18）固定在内杆（16）中并通过防水线缆（2）将信号输出到记录仪（1）；温度测定棒（6）下端固定有钻头（8）。

2.根据权利要求1所述的多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：进水孔（7）与温度传感器（18）位置对应，温度传感器（18）测定进入该进水孔（7）水位的温度。

3.根据权利要求1所述的多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：温度测定棒（6）外壁刻有刻度。

4.根据权利要求1所述的多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：敲击头（3）上端为敲击面（11），侧面设有防水线缆出口（12），敲击头（3）与延长杆（4）通过连接外螺纹（13）与连接内螺纹（14）连接固定。

5.根据权利要求1所述的多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：所述的温度传感器（18）为铂电阻传感器，精度达0.065℃，能同步测量0.00m、0.20m、0.35m、0.50m、0.60m、0.70m、0.80m深度河床沉积物温度。

6.根据权利要求1所述的多深度河床沉积物温度同步测定装置，其特征在于：多根延长杆（4）通过螺纹连接，适用于不同水深环境。