一种农田淋溶分层监测井系统技术方案

本技术公开了一种农田淋溶分层监测井系统，包括分层监测井，其包括上、中和下井管。根层设置上井管，包气带设置中井管，含水层设置下井管，地下水位高于下井管底面。上、中、下井管管径依次减小。上、中井管之间以及中、下井管之间通过连接板相连。根层、包气带、含水层内至少设有一土壤参数检测传感器，下井管内的地下水中设置一水质传感器，土壤参数检测传感器引出的传输电缆穿过分层监测井井壁后与水质传感器引出的传输电缆汇合、朝上延伸，以与地上监测仪器连接。制作连接板的板材与其上面邻接的相应井管的管材相同。本技术针对根层‑包气带‑含水层浅部临界地层结构设计，能够在农田淋溶过程中全面准确地监测地下参数。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种农田淋溶分层监测井系统，属于农田淋溶过程监测。

技术介绍

1、农田淋溶过程监测是农作物监管、粮食创收至关重要的环节，是肥料作用评估、农药污染、土壤修复等课题均需开展的重点工作。农田淋溶过程复杂，需要监测的参数多样，而目前国内外的监测方法普遍自动化程度较低。例如，关于淋溶水量的监测，大部分科研院所和生产一线仍然采用淋溶盘或淋溶桶的方式来获取参数，再例如，现场土壤层的隔水处理基本缺失，或者通常使用简单的隔水布解决，以至于获取的数据参考性不足。另外，土壤氮素、电导率、含水率等监测点一般布设在人工开挖的土坑中，通常是根据经验在土壤中布设监测点，可见布设方法和工艺的科学性不足，易造成获取的监测数据对比性欠缺，对后期模型的建立造成很大的不确定性。

2、随着自动化技术、计算机技术、钻探技术的不断发展，农业智慧监测越来越受到人们关注，目前较流行的是“根层-包气带-含水层”浅部临界地层地下全剖面监测农田淋溶模式，可见，针对“根层-包气带-含水层”这种浅部临界地层结构，设计出一种能够在农田淋溶过程中全面准确监测地下参数的技术方案，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种农田淋溶分层监测井系统，其针对“根层-包气带-含水层”浅部临界地层结构设计，能够在农田淋溶过程中全面准确地对地下参数实现监测，适于推广。

2、为了实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：

3、一种农田淋溶分层监测井系统，包括设于农田土壤中的分层监测井，其中：所述分层监测井包括从上至下布置的上井管、中井管和下井管；介于地表与包气带之间的根层设置所述上井管，介于所述根层与含水层之间的所述包气带设置所述中井管，所述包气带下面的含水层设置所述下井管，所述含水层的地下水位高于所述下井管底面；所述上井管、所述中井管和所述下井管的管径依次减小，以使所述分层监测井的井壁呈台阶状；所述上井管与所述中井管之间、所述中井管与所述下井管之间通过沿所述分层监测井径向方向设置的连接板相连；所述根层、所述包气带、所述含水层内均至少设有一个土壤参数检测传感器，所述下井管内的地下水中设置一个水质传感器，所述土壤参数检测传感器引出的传输电缆穿过所述分层监测井的井壁后与所述水质传感器引出的传输电缆汇合并朝上延伸至地表，以与位于地表的地上监测仪器连接；所述土壤参数检测传感器为总氮传感器、氨氮传感器、土壤含水量传感器、温度传感器、土壤eh传感器或土壤水势传感器中的任一种或任几种的组合；制作所述连接板的板材与其上面邻接的相应井管的管材相同，其中，所述井管为所述上井管、所述中井管或所述下井管。

4、本技术的优点是：

5、本技术针对“根层-包气带-含水层”浅部临界地层结构设计，能够在农田淋溶过程中全面准确地对地下参数实现监测，例如淋溶量、氮磷钾等土壤元素的运移、土壤渗透率等的监测，相较于现有技术，本技术解决了对原土扰动大、监测结果不准确、数据滞后等问题，达到了农田根层-包气带-含水层地下全剖面的自动分层监测目的，有助于农业现代化的发展。

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【技术保护点】

1.一种农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，包括设于农田土壤中的分层监测井，其中：所述分层监测井包括从上至下布置的上井管、中井管和下井管；介于地表与包气带之间的根层设置所述上井管，介于所述根层与含水层之间的所述包气带设置所述中井管，所述包气带下面的含水层设置所述下井管，所述含水层的地下水位高于所述下井管底面；所述上井管、所述中井管和所述下井管的管径依次减小，以使所述分层监测井的井壁呈台阶状；所述上井管与所述中井管之间、所述中井管与所述下井管之间通过沿所述分层监测井径向方向设置的连接板相连；所述根层、所述包气带、所述含水层内均至少设有一个土壤参数检测传感器，所述下井管内的地下水中设置一个水质传感器，所述土壤参数检测传感器引出的传输电缆穿过所述分层监测井的井壁后与所述水质传感器引出的传输电缆汇合并朝上延伸至地表，以与位于地表的地上监测仪器连接；所述土壤参数检测传感器为总氮传感器、氨氮传感器、土壤含水量传感器、温度传感器、土壤EH传感器或土壤水势传感器中的任一种或任几种的组合；制作所述连接板的板材与其上面邻接的相应井管的管材相同，其中，所述井管为所述上井管、所述中井管或所述下井管。p>

2.如权利要求1所述的农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，所述分层监测井通过在成井位置采用旋挖钻进成孔工艺开挖出三层井孔并在所述井孔中采用下沉式布管工艺依次布设所述下井管、所述中井管和所述上井管而形成，其中，所述下井管、所述中井管和所述上井管与周围农田土壤紧接触。

3.如权利要求2所述的农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，所述井管的管材为隔水管或渗流管，其中：所述隔水管为PVC管材或HDPE管材制作，所述渗流管为贴砾管管材制作；

4.如权利要求3所述的农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，所述中井管和所述下井管均朝上延伸至地表。

5.如权利要求3所述的农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，当制作所述连接板的板材为渗流管时，所述连接板铺满其上面邻接的相应所述井管的底面，以将上下相邻的两个所述井管分隔开。

6.如权利要求3或4所述的农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，所述上井管、所述中井管和所述下井管内回填原土，形成回填监测井。

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【技术特征摘要】

1.一种农田淋溶分层监测井系统，其特征在于，包括设于农田土壤中的分层监测井，其中：所述分层监测井包括从上至下布置的上井管、中井管和下井管；介于地表与包气带之间的根层设置所述上井管，介于所述根层与含水层之间的所述包气带设置所述中井管，所述包气带下面的含水层设置所述下井管，所述含水层的地下水位高于所述下井管底面；所述上井管、所述中井管和所述下井管的管径依次减小，以使所述分层监测井的井壁呈台阶状；所述上井管与所述中井管之间、所述中井管与所述下井管之间通过沿所述分层监测井径向方向设置的连接板相连；所述根层、所述包气带、所述含水层内均至少设有一个土壤参数检测传感器，所述下井管内的地下水中设置一个水质传感器，所述土壤参数检测传感器引出的传输电缆穿过所述分层监测井的井壁后与所述水质传感器引出的传输电缆汇合并朝上延伸至地表，以与位于地表的地上监测仪器连接；所述土壤参数检测传感器为总氮传感器、氨氮传感器、土壤含水量传感器、温度传感器、土壤eh传感器或土壤水势传感器中的任一种或任几种的组合；制作所述连接板的板材与其上面邻接的相应井管的管材相同，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓静，张建伟，张磊，冯苍旭，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：新型
国别省市：