一种用于监测土壤气成分的装置、方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于监测土壤气成分的装置、方法，该装置包括：多孔管路、第一阀门、第二阀门和流体源储存容器；多孔管路用于铺设于监测区内的土壤，且其管壁具有多个透气孔，第一阀门连接在流体源储存容器的出口与多孔管路的入口之间；第二阀门设置于多孔管路的出口；流体源储存容器可用于存储与土壤气发生反应的液体流体。通过本方案只需采用多孔管路在监测区土壤中布设监测管网即可，无需额外大量使用监测仪器，也不需要在监测区域建设监测井，监测成本较低；而且监测区域广，因管路建造成本低，可大规模大面积铺设，在保障监测需求的情况下不需要投入过大成本即可在大片监测区域内使用多孔管路进行土壤气监测；同时还可长期监测。长期监测。长期监测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测土壤气成分的装置、方法


[0001]本专利技术涉及土壤气监测
，特别涉及一种用于监测土壤气成分的装置、方法。

技术介绍

[0002]从地表向下一直到毛管层上方的土壤和岩石空隙中未被水充满的空间中含有的气体被称为土壤气，土壤气可用于研究各种地质问题与环境调查，如石油、铀矿和地热储层勘探，活动的断层与地震火山勘探等，污染物与地下气体泄露(如CO2)监测等课题，土壤气在不同的土壤氛围环境下成分会有显著差异，其主要成分包含为CO2、H2、CH4、Rn等气体。传统的土壤气成分监测方法为直接使用仪器在监测区域监测土壤气或采集现场土壤气实验室分析监测。其中，使用仪器直接在监测区域监测最便捷但监测仪器成本高难以大规模应用，而土壤气采样分为在地表下放置吸附剂收集的被动式采样与建设土壤气监测井的主动式采样，由于各种原因主动采样使用范围大于被动式采样。主动式采样常见的监测井有包括钻孔埋管式监测井、钻杆直插式监测井、由地下水井改装的土壤气井；钻孔埋管式监测井可靠性和采样精密度较高，可采集较深的土壤气样品，使用最广泛但建设流程复杂、时间长，使用该方式采取土壤气监测成本较高，难以大规模使用；钻孔直插井建设时间较短、成本较低，但因其采样深度较浅一般不超过4m监测效果一般，无法长时间监测。此外，土壤氛围改造需要将土壤从原有环境挖出采用各种物理与化学技术对土壤进行改性后重新倒入原环境中，技术流程复杂，成本高。
[0003]综上所述，传统的土壤气成分监测方式与土壤氛围改造方式有以下缺点：
[0004]1、传统土壤气成分监测方式过程复杂，土壤气取样检测需建设监测井进行工作，存在监测成本高、难以大规模长期应用监测等缺陷；
[0005]2、传统土壤氛围改造方式过程复杂，土壤氛围改造需要对原始土壤开挖改造后回填，存在改造成本高、难以大规模土壤氛围改造等缺陷。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于监测土壤气成分的装置，其具有如下的有益效果：
[0007]1、装置结构简单，只需采用多孔管路在监测区土壤中布设监测管网即可，无需额外大量使用监测仪器，也不需要在监测区域建设监测井，总成本易控制，且可快速形成价格低廉的监测系统；
[0008]2、监测区域广，因管路建造成本低，可大规模大面积铺设，在保障监测需求的情况下不需要投入过大成本即可在大片监测区域内使用多孔管路进行土壤气监测；
[0009]3、可长期监测，多孔管路本身具有良好的抗压与抗腐蚀强度，可长期埋设与土壤中，同时监测系统中的电力设备少，维护简单能长期在土壤下工作，对监测区内的土壤气成分进行长期有效的监测。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]一种用于监测土壤气成分的装置，包括：多孔管路、第一阀门、第二阀门和流体源储存容器；
[0012]所述多孔管路用于铺设于监测区内的土壤，且其管壁具有多个透气孔，所述第一阀门连接在所述流体源储存容器的出口与所述多孔管路的入口之间；所述第二阀门设置于所述多孔管路的出口；所述流体源储存容器可用于存储与所述土壤的土壤气发生化学反应的液体流体。
[0013]优选地，所述多孔管路的管体采用具有亲气疏液性的多孔材料制作而成。
[0014]优选地，所述多孔管路管体的材料包括塑料、陶瓷或石英砂。
[0015]优选地，所述流体源储存容器可用于存储气体流体或包含气体流体和所述液体流体的混合流体。
[0016]优选地，还包括：
[0017]设置于所述多孔管路内部的水质传感器。
[0018]优选地，多个所述透气孔分为多组，且沿所述多孔管路管体的周向均匀分布，每组所述透气孔的数量均为多个，且沿所述管体的轴向等距分布。
[0019]优选地，所述多孔管路包括田字形多孔管路；
[0020]所述第一阀门连接在所述流体源储存容器的出口与所述田字形多孔管路的入口之间；所述第二阀门设置于所述田字形多孔管路的出口。
[0021]优选地，所述多孔管路的入口和出口等高分布，且均低于所述多孔管路的中间部分；
[0022]所述用于监测土壤气成分的装置还包括：
[0023]连接在所述流体源储存容器的出口与所述多孔管路的入口之间的压力泵。
[0024]一种用于监测土壤气成分的方法，采用如上所述的用于监测土壤气成分的装置进行监测，包括如下步骤：
[0025]S1、关闭第二阀门、打开第一阀门，使流体源储存容器内的液体流体流入多孔管路内，且当液体流体充满多孔管路后关闭第一阀门；
[0026]S2、在液体流体在多孔管路内与土壤气发生反应至预设时长后打开第二阀门，采集多孔管路出口的流体样品并对其进行检测。
[0027]优选地，在所述步骤S1之前，还包括：
[0028]S0、根据监测区内土壤气成分确定流体源储存容器内液体流体的储存类型。
[0029]从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的用于监测土壤气成分的装置，其具有如下的有益效果：
[0030]1、装置结构简单，只需采用多孔管路在监测区土壤中布设监测管网即可，无需额外大量使用监测仪器，也不需要在监测区域建设监测井，总成本易控制，且可快速形成价格低廉的监测系统；
[0031]2、监测区域广，因管路建造成本低，可大规模大面积铺设，在保障监测需求的情况下不需要投入过大成本即可在大片监测区域内使用多孔管路进行土壤气监测；
[0032]3、可长期监测，多孔管路本身具有良好的抗压与抗腐蚀强度，可长期埋设与土壤中，同时监测系统中的电力设备少，维护简单能长期在土壤下工作，对监测区内的土壤气成
分进行长期有效的监测。
[0033]本专利技术还提供了一种用于监测土壤气成分的方法，由于采用了上述的用于监测土壤气成分的装置，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例提供的用于监测土壤气成分的装置的结构示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例提供的多孔管路内在监测时流体移动情况示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例提供的多孔管路内在土壤氛围改造时流体移动情况示意图。
[0038]其中，10为土壤，11为土壤气，20为多孔管路，21为取样口，22为液体流体，23为管壁，24为气体流体，30为第一阀门，40为流体源储存容器，50为第二阀门。
具体实施方式
[0039]本专利技术公开了一种简单、有效的土壤气成分监测与土壤氛围改造方式，能长期有效的对土壤气成分进行监测，根据监测的土壤气数据可对土壤氛围进行改造，成本低廉，可长期大规模进行工作。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，包括：多孔管路(20)、第一阀门(30)、第二阀门(50)和流体源储存容器(40)；所述多孔管路(20)用于铺设于监测区内的土壤(10)，且其管壁(23)具有多个透气孔，所述第一阀门(30)连接在所述流体源储存容器(40)的出口与所述多孔管路(20)的入口之间；所述第二阀门(50)设置于所述多孔管路(20)的出口；所述流体源储存容器(40)可用于存储与所述土壤(10)的土壤气(11)发生化学反应的液体流体(22)。2.根据权利要求1所述的用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，所述多孔管路(20)的管体采用具有亲气疏液性的多孔材料制作而成。3.根据权利要求2所述的用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，所述多孔管路(20)管体的材料包括塑料、陶瓷或石英砂。4.根据权利要求1所述的用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，所述流体源储存容器(40)可用于存储气体流体(24)或包含气体流体(24)和所述液体流体(22)的混合流体。5.根据权利要求1所述的用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，还包括：设置于所述多孔管路(20)内部的水质传感器。6.根据权利要求1所述的用于监测土壤气成分的装置，其特征在于，多个所述透气孔分为多组，且沿所述多孔管路(20)管体的周向均匀分布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娟，荆铁亚，赵文韬，刘练波，魏宁，杨列，李小春，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：