一种地下水监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种地下水监测系统，包括观测井和水情智能遥测终端，观测井的侧壁上设有线缆通道，以供所述水情智能遥测终端经线缆连接水下温度传感器，水情智能遥测终端还设有激光式水位计，激光式水位计的激光器及激光接收元件设置在观测井的通道正上方；水情智能遥测终端的电源为太阳能供电系统。本实用新型专利技术采集水位水温信息时仅温度传感器需接触水体，不会污染水体，不破坏水流结构；安装调试检修方便，无触点开关元器件，无机械磨损，稳定耐用；运行维护简捷，无需值守，实现野外地下水位智能监测。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地下水观测领域，尤其涉及一种地下水监测系统。
技术介绍
为了查明和研究水文地质条件，特别是地下水的补给、径流、排泄条件，掌握地下水动态规律，为地下水资源评价、科学管理及环境地质问题的研究和防治提供科学依据。现有的地下水观测仪器主要有浮子式水位计和压力式水位计。浮子式水位计利用浮子跟踪水位升降，以机械方式直接传动记录，此方法适用于低含沙水体，且对井孔径有一定的要求。压力式水位计，根据压力与水深成正比关系的静水压力原理，运用压敏原件作传感器，当传感器固定在水下某一测点时，该测点以上水柱压力高度加上该点高程，即可间接地测出水位。此方法普及范围广，容易校准，但是传感器必须安装在水体最低水位以下。两种仪器采集的数据必选进行现场取值，浪费大量的人力资源及时间针对上述情况，尚未有解决方法。因此，需提出一种地下水监测系统。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种地下水监测系统，以解决安装、调试、检修和采集数据困难的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了一种地下水监测系统，包括观测井和水情智能遥测终端，观测井的侧壁上设有线缆通道，以供所述水情智能遥测终端经线缆连接水下温度传感器，水情智能遥测终端还设有激光式水位计，激光式水位计的激光器及激光接收元件设置在观测井的通道正上方；水情智能遥测终端的电源为太阳能供电系统。进一步地，接收元件采用光敏三极管或硅光电池。进一步地，观测井设置有井盖，水情智能遥测终端固定在井盖上，且井盖开设有激光通道，该激光通道的正上方与激光式水位计的激光器及激光接收元件之间贯通。进一步地，水情智能遥测终端还包括连接远程地下水位采集管理系统的无线上网卡，且无线上网卡与激光式水位计及温度传感器之间分别连接有信号转换器。进一步地，信号转换器为模数转换器。进一步地，数据传输模块内置有SIM卡槽。本技术具有以下有益效果：本技术的一种地下水监测系统，在观测井的侧壁上设有线缆通道，由与水情智能遥测终端通过线缆连接的温度传感器测量水温；由水情智能遥测终端的激光式水位计采集水位数据，该激光式水位计通过激光器发送激光，经由水面反射后由激光接收元件接收反射回来的激光，激光从发射到接受的时间与到液面的距离成正比，而激光传播速度为常数，则可算出发射点到液面间距离；由太阳能供电系统为水情智能遥测终端提供电力。实现对地下水的远程监测，适用于野外环境下的地下水监测。本技术采集水位水温信息时仅温度传感器接触水体，不会水体污染，不破坏水流结构；安装调试检修方便，无触点开关元器件，无机械磨损，稳定耐用。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是地下水监测系统的结构示意图；图2是梯田区地下水蓄水库～灌溉水源运移原理示意图。图中各标号表示：1、水情智能遥测终端；2、远程地下水位采集管理系统；3、激光式水位计；4、温度传感器；5、信号转换器；6、无线上网卡；7、太阳能供电系统。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本技术的一种地下水监测系统，包括观测井和水情智能遥测终端1，观测井的侧壁上设有线缆通道，以供水情智能遥测终端1经线缆连接水下温度传感器4，水情智能遥测终端1还设有激光式水位计3，激光式水位计3的激光器及激光接收元件设置在观测井的通道正上方；所述水情智能遥测终端1的电源为太阳能供电系统7。该系统中的激光式水位计3，通过发射-反射-接受的工作模式采集水位数据，激光从发射到接受的时间与到液面的距离成正比，而激光传播速度为常数，因此可算出发射点到液面间距离，采集水位数据。激光式水位计3不需要传输媒介，不受大气、蒸气、水雾以及泥沙等影响，减轻了劳动力，且进一步提高了数据精度。在挖掘观测井时在观测井侧壁上设置线缆通道，在水下设置温度传感器4，通过线缆将温度传感器4和水情智能遥测终端1连接，采集水温数据。太阳能供电系统7为水情智能遥测终端1提供电力，环保、经济、实用、安全和可靠的实现无人坚守的野外地下水位智能监测。优选的，本技术中，连接温度传感器的线缆可以采用光缆；对应的，该观测井侧壁上的线缆通道可以是开设在侧壁上的凹槽。其中，该线缆通道的形成可以在观测井浇筑的时候予以预留，以避免影响激光水位计的激光收发路径。可选的，上述接收元件可采用光敏三极管或硅光电池，能更好的接收光信号。可选的，上述观测井设置有井盖，所述水情智能遥测终端1固定在井盖上，且井盖开设有激光通道，该激光通道的正上方与激光式水位计3的激光器及激光接收元件之间贯通。激光式水位计3通过设有激光通道的井盖测量水位，避免了污染物通过观测井进入地下水，不会对水体造成污染，不会破坏水流结构。可选的，上述水情智能遥测终端1的底座与上述观测井的侧壁接触并覆盖该观测井，并在水情智能遥测终端1的底座上设有激光通道，该方式可省略井盖。水情智能遥测终端1还包括连接远程地下水位采集管理系统2的无线上网卡6，且所述无线上网卡6与所述激光式水位计3及温度传感器4之间分别连接有信号转换器5。激光式水位计3和温度传感器4采集的水位和水温数据通过信号转换器5转换可供无线上网卡6传输的数字信号，无线上网卡6将该信号传输至远程地下水位采集管理系统2，由远程地下水位采集管理系统2转换成直观的数据供工作人员查看。可选的，上述信号转换器5为模数转换器，将采集到的数据转化成可供无线上网卡传输的数字信号。作为本技术的进一步改进：无线上网卡6内置有SIM卡槽。通过内置的手机SIM卡槽插入SIM卡，利用GPRS网络信号传输数据，可以随时与网络保持联系，便于数据的接收，且具有费用低的优点。参见图2，本技术的一种地下水监测系统在湖南省新化县奉家山的紫鹊界古梯田使用，分别在山峰、山腰、山脚埋设3个地下水位观测站，开展地下水位观测。通过采集的数据对古梯田做了长系列自流灌溉水资源供需平衡模拟计算，得出古梯田原生态自流灌溉保证率的精确定量结论，模拟计算结果与古梯田实际灌溉水供需状况高度吻合。直接的证明了该系统的稳定性和准确性。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下水监测系统，其特征在于，包括观测井和水情智能遥测终端(1)，所述观测井的侧壁上设有线缆通道，以供所述水情智能遥测终端(1)经线缆连接水下温度传感器(4)，所述水情智能遥测终端(1)还设有激光式水位计(3)，所述激光式水位计(3)的激光器及激光接收元件设置在所述观测井的通道正上方；所述水情智能遥测终端(1)的电源为太阳能供电系统(7)。

【技术特征摘要】
1.一种地下水监测系统，其特征在于，包括观测井和水情智能遥测终端(1)，所述观测井的侧壁上设有线缆通道，以供所述水情智能遥测终端(1)经线缆连接水下温度传感器(4)，所述水情智能遥测终端(1)还设有激光式水位计(3)，所述激光式水位计(3)的激光器及激光接收元件设置在所述观测井的通道正上方；所述水情智能遥测终端(1)的电源为太阳能供电系统(7)。2.根据权利要求1所述的地下水监测系统，其特征在于，所述接收元件采用光敏三极管或硅光电池。3.根据权利要求1所述的地下水监测系统，其特征在于，所述观测井设置有井盖，所述水情智能遥测终端(1)固定在所述井盖上，且所述井盖开设有激光通道，该激光通道的正上方与所述激光式水位计(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿卫华，李桂元，
申请(专利权)人：湖南省水利水电科学研究所，
类型：新型
国别省市：湖南;43