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地下水水質監測中的布點與采樣

更新時間：2020-09-04　點擊量：1918

　地下水水質監測系統的誤差來源于布點、采樣、保存與預處理、分析和數據處理等環節。現代化水樣保存分析方法的改進使大多數污染物及天然水化學成分的可探測下限能達到10-6級或更低。另外,由于地下水在空間上的分布特點,使得地下水水質監測系統的布點、采樣過程產生的誤差對取得有代表性的地下水樣,及時準確地反映地下水水質狀況的影響十分顯著。

　　1 地下水的分布及運動特征

　　地下水按不同埋藏條件可分為上層滯水、潛水和承壓水。按賦存介質的不同可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。實際應用時,常常用兩種分類方法同時描述同一對象,如孔隙潛水、裂隙承壓水等。

　　上層滯水的水面構成其頂界面,它是一可以自由漲消的自由表面。大氣降水和由地表滲漏的水是其主要補給來源。由于其距地表近,補給水入滲途徑短,上層滯水很容易受污染。上層滯水可以透過其下面的弱透水底板緩慢下滲進行側向散流排泄。

　　潛水在其分布范圍內,通過包氣帶直接接受大氣降水、地表污水及灌溉滲漏水的補給。滲水由地表向潛水的入滲速度及入滲量嚴格受包氣帶厚度及介質特性的影響。

　　承壓水的埋藏與運動具有與潛水顯著不同的特點。承壓含水層的頂面承受靜水壓力。地下水充滿于二個不透水層之間,承壓含水層的側壓水位面是一個位于其頂界面以上的虛構面。地下水的流動由側壓水位高處向低處流動。在介質均勻性方面,孔隙水由于其賦存介質多屬沉積成因,因此它比構造、成巖、風化成因的裂隙水的均勻性好得多。

　　總之,由于地下水的分布特點,使得地下水樣品的采集不可能象采集地表土壤、河流水和大氣樣品那樣容易,而必須首先調查清楚本地區的水文地質條件,正確布設地下水水質監測井,確定監測深度、監測時間、選用適當的監測設備和監測方法。

　　2 地下水樣品采集的目的

　　地下水的樣品采集是地下水水質監測過程的中間環節,為水質分析提供分析對象。地下水采樣按目的不同可分為兩類,即為保證供水質而進行的采樣和為求取水文地質參數進行的采樣。為供水目的的采樣應著重考慮水的用途,選擇采樣點和采樣方法。如飲用水水樣應盡量從用戶水采集。而灌溉用水的水樣則應從明渠進田口采集。水文地質采樣涉及到天然地下水或污染水。對于水文地質采樣,原則上講,就應直接采自含水層,而不是自抽出水中采集。然而,對于實際目的來講,在許多情況下自抽出水中采集的水樣也能滿足要求。一般地,出水量大的井可以估計大范圍或區域含水層的條件;低出水量井只能用來評價局部水文地質條件。顯然,水質的代表性取決于出水量、持續抽水時間和水文地質條件。

　　自泉口的采樣對于水文地質目的的樣品采集極為重要,但就供水目的而言,并非同樣重要。

　　3 地下水水質監測系統的誤差

　　地下水水質監測系統的誤差分布于系統的布點、采樣、保持和預處理、分析和數據處理等階段。水質數據的質量包括所采集的樣品對于環境的代表性和樣品中欲測物濃度測定的準確性。在整個系統的運行中,前者的誤差主要表現在布點、采樣過程,后者的誤差則主要集中于保存及預處理、分析和數據處理階段。若布點、采樣引起的誤差也屬統計量,服從一定統計規律。設W布點、W采樣、W保存、W分析、W數處分別表示布點、采樣、分析、數據處理所引起的變差平方和,則總的變差平方和等于各因素變差平方和之和,即 W總=W布點+W保存+W分析W數處但是,布點誤差和采樣誤差由于對水文地質條件認識所限和采樣方法及所用采樣器類型不同,很難象分析誤差那樣通過統計方法得到。因此為保證監測系統的質量必須充分調查水文地質條件,根據采樣目的不同,采用不同的采樣器和采樣方法。許多實際監測結果表明,布點和采樣誤差較分析和數據處理誤差大許多倍。布點誤差來源于從監測目的出發對控制區水質分布均勻性的認識。監測井網建設前,應充分收集有關地質、水文地質調查資料或在井網建設過程調查含水層的類型、分布和地下水的運動特征,尤其需要了解各井孔的結構,必要時需要進行相應的現場試驗。對承壓含水層中的監測井,上述工作更為必要。

　　4 樣品采集

　　地下水樣品的采集按所用采樣器不同可分為:提桶式(包括水斗、開式水斗、點源水斗、吸管式采樣器、Kemmerer采樣器)、負壓提升式、氣體提升泵、正壓置換式(氣動葉輪泵、電動潛水泵等)、慣性提升泵等。通過野外和實驗室回收率試驗及對各種采樣器性能的比較,針對采樣器材料或燃料、潤滑劑、驅替氣體等的外來影響、環境的干擾(被采樣品壓力的改變、鄰區介質的變化、溫度的升降、水運動狀態的改變等)使樣品中摻入由采樣系統進入的物質或被采樣系統吸附水中原有成分、發生揮發性組分的損失、脫氣、溶氣、改變水樣的氧化還原狀態從而改變水樣組分。目前,幾乎沒有一種通用采樣器可資利用,因此必須針對監測項目選擇相應采樣器和采樣方法。

　　包氣帶及含水層頂板的存在,使得地下水,特別是承壓含水層中的地下水處于缺氧狀態。為保證樣品的還原狀態不變,必須使所取地下水樣不與空氣接觸,避免水中相關成分隨之氧化,減少因采樣造成的監測誤差。

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TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

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地下水水質監測中的布點與采樣

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