Tecnología de monitoreo automático de aguas subterráneas
Con el apoyo del proyecto del Departamento de Medio Ambiente del Ministerio de Tierras y Recursos, el Servicio Geológico de China, el Ministerio de Ciencia y Tecnología y el Instituto de Monitoreo Geológico y Ambiental de China, el Instituto Geológico Hidrogeológico y Ambiental El Centro de Estudios del Servicio Geológico de China se centra en el monitoreo de aguas subterráneas domésticas. Debido a las deficiencias del instrumento, desarrollamos de forma independiente una tecnología de monitoreo automático dinámico de aguas subterráneas considerando integralmente varios factores, como el entorno del campo y la destrucción provocada por el hombre. La I+D se puede dividir en tres etapas.
1.2002 ~ 2004
Principales tecnologías principales investigadas y resueltas:
(1) Utilizando tecnología avanzada de sensores externos, se desarrolló una sonda compuesta de nivel y temperatura del agua. . Para superar la influencia de los cambios de presión atmosférica, se desarrolló un dispositivo de equilibrio de presión de aire único para conectar el sensor a la atmósfera, superando efectivamente la influencia de los cambios de presión atmosférica en los valores medidos y garantizando completamente la estabilidad de la sonda.
(2) Diseño de estructura cilíndrica completamente sellada, conveniente para instalación y almacenamiento en el sitio. Resuelve los problemas de sellado y resistencia a la humedad y garantiza la confiabilidad del sistema de instrumentos.
(3) Se desarrolló un circuito anfitrión con bajo consumo de energía y alta estabilidad. Para resolver el problema de que los equipos de monitoreo automático a largo plazo en el campo requieren tanto un funcionamiento continuo como un suministro de energía CC (batería), todos los instrumentos y sistemas utilizan componentes de baja potencia y sensores, amplificadores, A/ Convertidores D, microcontroladores, etc. Alimentación intermitente.
(4) Se desarrolló el software de procesamiento de datos y control del microcontrolador, se modificó el software para abordar varios problemas que ocurrieron durante la promoción y el uso del instrumento, y se agregaron medidas preventivas para abordar varios factores humanos causados. por operación inadecuada del usuario.
Los logros anteriores ganaron el segundo premio del Premio de Ciencia y Tecnología de Tierras y Recursos en 2004, y el Premio al Producto Excelente 2007 de la Sociedad China de Instrumentos y Control en 2007. En 2008, se obtuvieron dos patentes de modelo de utilidad, a saber, "Instrumento automático de monitoreo dinámico de aguas subterráneas" (Patente No.: ZL200820108674.3) y "Dispositivo de equilibrio de presión de aire para monitoreo del nivel de agua" (Patente No.: ZL200820108673.9).
2.2009
El "Monitor dinámico de aguas subterráneas WS-1040" se ha incluido en el "Plan nacional clave de nuevos productos" del Ministerio de Ciencia y Tecnología. Se ha actualizado el instrumento de monitoreo de aguas subterráneas. basado en el Proyecto Nacional de Nuevos Productos Clave. Al actualizar los componentes principales y mejorar el circuito 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.
3.2010 al presente
Basándonos en proyectos de estudios geológicos, investigamos tecnología práctica de monitoreo de aguas subterráneas y desarrollamos sistemas de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas. Se han logrado los siguientes resultados:
(1) Se cooperó con marcas de renombre internacional para desarrollar productos prácticos para el monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas, realizando la recolección, transmisión y monitoreo remoto automáticos de datos de monitoreo de aguas subterráneas.
(2) Se desarrolló un sistema de gestión remota de equipos de múltiples niveles y múltiples fuentes para realizar la recepción y actualización sincrónica de datos de monitoreo basados en múltiples fuentes, múltiples modos y múltiples niveles. Combinado con equipos de monitoreo remoto de aguas subterráneas, se realiza 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 recibido elogios unánimes de sus pares nacionales y extranjeros. Especialmente en la exposición de monitoreo de aguas subterráneas en los Estados Unidos, atrajo una gran 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, podemos mejorar la calidad, reducir costos y realizar la verdadera transformación de prototipos de investigación científica en productos. Al mismo tiempo, a través del trabajo de ingeniería, acumulamos experiencia, cultivamos talentos, estandarizamos la investigación y el desarrollo de productos y mejoramos las capacidades de ingeniería del personal técnico. Sentó las bases para la transformación de futuros logros científicos y tecnológicos.
(5) Basándose en el proyecto de estudio geológico, el proyecto se amplía y el sistema de monitoreo remoto de aguas subterráneas desempeña un papel en el monitoreo de aguas subterráneas a lo largo de la Línea de Desvío de Agua de Sur a Norte.
El sistema de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas consta principalmente de instrumentos de monitoreo in situ, redes de servicios públicos comerciales y estaciones centrales de monitoreo. En este sistema, la estación central intercambia información con varios instrumentos de monitoreo a través de la red de servicio público para completar la recuperación de datos de monitoreo y la gestión de equipos de monitoreo. El equipo de monitoreo de campo incluye sensores de temperatura y nivel del agua, instrumentación de transmisión de datos y dispositivos de protección de boca de pozo. El 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 almacenan automáticamente en la unidad de almacenamiento. Los datos se envían periódicamente al centro de control a través de instrumentos de transmisión de datos. El instrumento de transmisión de datos adopta una estructura cilíndrica de acero inoxidable y los sensores están conectados con cables. Se pueden colocar sensores y transmisores de datos dentro de los pozos de monitoreo para proteger y superar los efectos del clima y el tiempo. Todo el instrumento realiza la gestión segura del equipo de monitoreo en el sitio a través del dispositivo de protección del cabezal del 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 y se pueden configurar los parámetros del instrumento. El sistema tiene las funciones de almacenamiento automático, transmisión remota, recepción, interpretación, almacenamiento, gestión y monitoreo de información de pozos, información de equipos de monitoreo, gestión de información de equipos de comunicación y alarmas anormales. Los datos se pueden transmitir y actualizar simultáneamente a nivel nacional y provincial. y mecanismo municipal. Además, el monitor tiene las ventajas de alta precisión, alta resolución, antiinterferencias, bajo consumo de energía, etc., y puede funcionar sin supervisión durante todo el día. El sensor de presión de aire incorporado, además de medir de forma independiente la presión y la temperatura del aire, también puede realizar una compensación de la presión del aire local sin conductos de ventilación.
2. Ámbito de aplicación y ejemplos de aplicación
Este sistema puede monitorear automáticamente los cambios dinámicos del nivel del agua subterránea y la temperatura del agua durante mucho tiempo, y puede usarse ampliamente en hidrogeología y medio ambiente. geología, predicción de desastres geológicos y protección ambiental, gestión de recursos hídricos, monitoreo de pozos geotérmicos, conservación del agua, hidrología minera y otros campos.
1. El sistema de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas juega un papel importante en el monitoreo de aguas subterráneas del Proyecto de Desvío de Agua de Sur a Norte.
Como proyecto estratégico nacional importante, el Proyecto de Desvío de Agua de Sur a Norte proporciona una base importante para futuros trabajos de seguimiento, como el almacenamiento de agua y la gestión de proyectos, al dominar la información básica de las aguas subterráneas a lo largo de la ruta. 10 juegos de instrumentos de monitoreo dinámico remoto de aguas subterráneas S-GRT-1 desarrollados independientemente por el Centro de Estudios de Hidrogeología y Geología Ambiental del Servicio Geológico de China están instalados en las secciones de Henan y Hebei del Proyecto de Desvío de Agua Sur-Norte, ubicadas respectivamente en Hebi, Anyang, Handan, Xingtai, Henan y Shijiazhuang, Hebei, a 350 km, pueden monitorear dinámicamente el nivel del agua subterránea, la temperatura del agua, la presión del aire, la temperatura y otros datos. Este lote de instrumentos ha estado funcionando con éxito durante más de dos meses desde que se instaló y puso en marcha el 1 de septiembre de 2012, y los datos devueltos son precisos y confiables.
En el futuro, se instalará una serie de instrumentos de monitoreo dinámico remoto de aguas subterráneas desarrollados independientemente por mi país a lo largo de la Línea de Desvío de Agua Sur-Norte para brindar una garantía continua y poderosa para la seguridad de las aguas subterráneas en el área de monitoreo.
2. Monitoreo de aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe
El monitoreo de aguas subterráneas en la cuenca del río Heihe comenzó en la década de 1980. Las áreas de seguimiento incluyen principalmente Zhangye, Gaotai, Linze y Jiuquan. El nivel y la calidad del agua subterránea, la temperatura del agua y el caudal de los manantiales se controlan principalmente de forma manual. En colaboración con el proyecto clave de la Fundación de Ciencias Naturales "Observación e investigación de mecanismos sobre la interconversión de aguas superficiales y subterráneas en la cuenca del río Heihe", el Centro de Coordinación de Geodesia y Medio Ambiente Acuático aplicó el sistema de monitoreo remoto dinámico de aguas subterráneas desarrollado independientemente en la llanura de Heihe para proporcionar seguimiento para la investigación científica del proyecto. El soporte de datos proporciona 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 almacenan automáticamente en la unidad de almacenamiento dentro del instrumento y los datos de monitoreo se pueden transmitir periódicamente a la plataforma de administración del terminal a través de la red de servicio público para completar la gestión dinámica de los datos de monitoreo y el equipo de monitoreo. Se realiza la recopilación, almacenamiento, transmisión y gestión remota automática de datos dinámicos de aguas subterráneas. Facilita enormemente el trabajo relevante del departamento de supervisión. 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.
En tercer lugar, promover la transformación de los métodos
La promoción y transformación de los logros de la tecnología de monitoreo de aguas subterráneas se puede recomendar a los usuarios y promover a través de informes publicitarios, intercambios de conferencias, capacitación de personal, consultas técnicas, etc. mercado. Los resultados se promoverán y aplicarán gradualmente en todo el país a través de demostraciones piloto locales, y podrán usarse ampliamente en muchas ocasiones, como la observación a largo plazo de las aguas subterráneas, el estudio de los recursos hídricos, el monitoreo de las aguas superficiales, el monitoreo del nivel de agua de los pozos de bombeo y la gestión del agua industrial.
Unidad de soporte técnico: Centro de Estudios Geológicos Hidrogeológicos y Ambientales del Servicio Geológico de China.
Persona de contacto: Wei Yumei
Dirección postal: No. 1305, Qiyizhong Road, ciudad de Baoding, provincia de Hebei.
Código postal: 071051
Teléfono: 0312-5908510
Correo electrónico: weiyumei@chegs.cn