一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法与流程

1.本发明涉及水文勘探技术领域，具体为一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法。


背景技术：

2.在滨海平原地区，与海水接壤或相邻的地质层中，海水侵入地下并积存，产生地下咸水，而在地下的咸水含水层的附近发育有淡水含水层，咸水含水层与淡水含水层处于相互作用、相互制约的动态平衡状态，随着人口对淡水的需求以及人为活动的加剧，会对滨海平原的淡水层进行过量开采，淡水地下水位持续下降，而咸水含水层未被开采，咸水含水层会对淡水含水层进行渗漏补给，用于达到地下水位的平衡，在此过程中，淡水开采的消耗量远大于正常淡水含水层的补充量，在淡水开采后的一段时间内，咸水含水层对淡水含水层进行补给，淡水含水层的地下水位与实际地下水位存在一定差距，对地下水位动态监测产生影响，因此，针对上述问题提出一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，包括淡水地下水位监测模块、地下水氯离子含量监测模块、无线数据传输基点和预测对比模块，所述淡水地下水位监测模块的下方设有淡水地下水位液位传感器、地下水氯离子含量监测模块和淡水循环模块，所述淡水地下水位液位传感器用于对淡水含水层的地下水位动态监测，所述地下水氯离子含量监测模块内设有淡水氯离子含量传感器，所述淡水氯离子含量传感器用于对淡水含水层内氯离子浓度进行监测，所述预测对比模块下方设有咸水地下水位液位传感器和咸水氯离子含量传感器，所述咸水地下水位液位传感器用于对咸水含水层的地下水位动态监测并与淡水含水层的地下水位进行比对，所述咸水氯离子含量传感器用于对咸水含水层内氯离子浓度进行监测并与淡水含水层的氯离子浓度进行比对，所述无线数据传输基点位于淡水地下水位监测模块与预测对比模块之间，所述无线数据传输基点用于对淡水地下水位监测模块与预测对比模块的数据进行无线传输。
5.进一步的，所述地下水氯离子含量监测模块内侧设有传感器防脱架与驱动杆组件，所述传感器防脱架设置于淡水氯离子含量传感器外侧，所述传感器防脱架用于对淡水氯离子含量传感器的防脱定位，所述驱动杆组件用于对传感器防脱架的带动。
6.进一步的，所述驱动杆组件的外侧设有齿轮减速传动组件，所述齿轮减速传动组件一侧设有连接线缆收放组件，所述齿轮减速传动组件输出轴通过行星变速机构与驱动杆组件连接，所述齿轮减速传动组件的输出轴外侧与连接线缆收放组件外侧均设有锥齿轮，且所述锥齿轮相互垂直啮合，所述淡水氯离子含量传感器的数据传输连接线穿设于连接线缆收放组件内侧，连接线缆收放组件对淡水氯离子含量传感器的数据传输连接线进行收
放。
7.进一步的，所述淡水循环模块的内侧设有循环泵、底部循环管路、顶部循环管路和竖直循环管路，循环泵用于将地下水带动，所述底部循环管路、顶部循环管路分别与竖直循环管路连通，使地下水从底部循环管路或顶部循环管路进入，由竖直循环管路流出，所述竖直循环管路位于地下水氯离子含量监测模块的两侧，竖直循环管路流出的地下水方便地下水氯离子含量监测模块内的淡水氯离子含量传感器对淡水地下水进行氯离子含量监测。
8.进一步的，所述底部循环管路和顶部循环管路的内侧均设有挡板组件，所述淡水循环模块内侧还设有管路入口定位组件，所述管路入口定位组件内侧设有电动驱动组件与开启转钩组件，电动驱动组件既带动开启转钩组件转动，还能带动管路入口定位组件在淡水循环模块内位置的改变。
9.进一步的，所述底部循环管路和顶部循环管路的内侧均设有地下水循环口，所述挡板组件的内侧设有复位机构，所述挡板组件均与地下水循环口对应，挡板组件防止进入至底部循环管路或顶部循环管路内的地下水从地下水循环口流出，所述复位机构确保挡板组件与地下水循环口贴合。
10.进一步的，所述挡板组件的一侧设有卡条组件，所述开启转钩组件与卡条组件对应，开启转钩组件的转动通过卡条组件使挡板组件运动。
11.进一步的，一种水文勘探用的地下水位动态监测装置的使用方法，包括以下步骤：步骤一，淡水地下水位监测模块下方的淡水地下水位液位传感器对淡水含水层的地下水位动态监测，地下水氯离子含量监测模块对淡水含水层内的氯离子含量进行实时监测，并将数据通过无线信号传输至无线数据传输基点处；步骤二，咸水地下水位液位传感器对咸水含水层的地下水位动态监测，咸水氯离子含量传感器对咸水含水层内的氯离子含量进行实时监测，并将数据通过无线信号传输至无线数据传输基点处；步骤三，无线数据传输基点通过通信网络，将数据发送至远程监控中心，并将淡水含水层内的监测数据与咸水含水层内的监测数据进行比对，确定咸水含水层会对淡水含水层进行渗漏补给的状况，对实际地下水位进行预测，确保地下水位动态监测的准确性。
12.与现有技术相比，本发明中，淡水地下水位液位传感器对淡水含水层的地下水位动态监测，地下水氯离子含量监测模块对淡水含水层内的氯离子含量进行实时监测，咸水地下水位液位传感器对咸水含水层的地下水位动态监测，咸水氯离子含量传感器对咸水含水层内的氯离子含量进行实时监测，当人为因素对淡水含水层开采大量淡水资源后，淡水含水层内的地下水位下降，为达到地下水动态平衡，咸水含水层会对淡水含水层进行渗漏补给，咸水侵入淡水含水层后，根据咸水含水层内咸水地下水位液位传感器对咸水水位的变化监测，以及咸水含水层内咸水氯离子含量传感器对咸水氯离子含量的变化监测，使其与淡水含水层内地下水位以及氯离子含量的变化进行比对，根据当前状态下淡水含水层的地下水位动态监测，对整体含水层的地下水位动态监测进行预测，保证地下水位动态监测的准确性。
13.与现有技术相比，本发明中，传感器防脱架对淡水氯离子含量传感器进行防脱定位，驱动杆组件带动传感器防脱架上下运动，从而使淡水氯离子含量传感器对不同高度位置的地下淡水进行氯离子含量监测，保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确
性，且驱动杆组件在运动的过程中，经由行星变速机构将齿轮传动减速机构输出轴外侧的锥齿轮带动，并经由相互垂直的锥齿轮之间的啮合，使连接线缆收放组件对淡水氯离子含量传感器的数据传输连接线缆收卷，且与驱动杆组件带动淡水氯离子含量传感器的上下运动同步进行，保证淡水氯离子含量传感器与地面设备的连接，且避免淡水氯离子含量传感器的数据传输连接线绷紧或松弛造成的拉扯等现象。
14.与现有技术相比，本发明中，底部循环管路与顶部循环管路使淡水含水层下方与上方的淡水均循环运动至竖直循环管路内，且排出至淡水氯离子含量传感器附近，方便淡水氯离子含量传感器对淡水含水层内顶部与底部的水源进行氯离子含量监测，增大淡水氯离子含量传感器对淡水含水层内氯离子含量的监测范围，进一步保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为本发明地下水氯离子含量监测模块与淡水循环模块的安装示意图。
18.图3为本发明地下水氯离子含量监测模块的内部剖视示意图。
19.图4为本发明齿轮减速传动组件的内部结构示意图。
20.图5为本发明顶部循环管路的立体结构示意图。
21.图6为本发明底部循环管路与顶部循环管路的侧面剖视结构示意图。
22.图7为本发明开启转钩组件与挡板组件的安装结构示意图。
23.图中：1、淡水地下水位监测模块；2、淡水地下水位液位传感器；3、地下水氯离子含量监测模块；4、淡水循环模块；5、无线数据传输基点；6、预测对比模块；7、咸水地下水位液位传感器；8、咸水氯离子含量传感器；9、淡水氯离子含量传感器；10、传感器防脱架；11、驱动杆组件；12、齿轮减速传动组件；13、连接线缆收放组件；14、底部循环管路；15、顶部循环管路；16、竖直循环管路；17、管路入口定位组件；18、开启转钩组件；19、挡板组件；191、卡条组件。
具体实施方式
24.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1请参阅图1，本发明提供了一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，其包括淡水地下水位监测模块1、地下水氯离子含量监测模块3、无线数据传输基点5和预测对比模块6，所述淡水地下水位监测模块1的下方设有淡水地下水位液位传感器2、地下水氯离子含量监测模块3，所述淡水地下水位液位传感器2用于对淡水含水层的地下水位动态监测，
所述地下水氯离子含量监测模块3内设有淡水氯离子含量传感器9，所述淡水氯离子含量传感器9用于对淡水含水层内氯离子浓度进行监测，所述预测对比模块6下方设有咸水地下水位液位传感器7和咸水氯离子含量传感器8，所述咸水地下水位液位传感器7用于对咸水含水层的地下水位动态监测并与淡水含水层的地下水位进行比对，所述咸水氯离子含量传感器8用于对咸水含水层内氯离子浓度进行监测并与淡水含水层的氯离子浓度进行比对，所述无线数据传输基点5位于淡水地下水位监测模块1与预测对比模块6之间，所述无线数据传输基点5用于对淡水地下水位监测模块1与预测对比模块6的数据进行无线传输。
26.通过采用上述技术方案：本发明中，淡水地下水位液位传感器2对淡水含水层的地下水位动态监测，地下水氯离子含量监测模块3对淡水含水层内的氯离子含量进行实时监测，咸水地下水位液位传感器7对咸水含水层的地下水位动态监测，咸水氯离子含量传感器8对咸水含水层内的氯离子含量进行实时监测，当人为因素对淡水含水层开采大量淡水资源后，淡水含水层内的地下水位下降，为达到地下水动态平衡，咸水含水层会对淡水含水层进行渗漏补给，咸水侵入淡水含水层后，根据咸水含水层内咸水地下水位液位传感器7对咸水水位的变化监测，以及咸水含水层内咸水氯离子含量传感器8对咸水氯离子含量的变化监测，使其与淡水含水层内地下水位以及氯离子含量的变化进行比对，根据当前状态下淡水含水层的地下水位动态监测，对整体含水层的地下水位动态监测进行预测，保证地下水位动态监测的准确性。
27.需要说明的是，本发明提供的一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，包括以下步骤：淡水地下水位监测模块1下方的淡水地下水位液位传感器2对淡水含水层的地下水位动态监测，地下水氯离子含量监测模块3对淡水含水层内的氯离子含量进行实时监测，并将淡水含水层内数据通过无线信号传输至无线数据传输基点5处，而咸水地下水位液位传感器7对咸水含水层的地下水位动态监测，咸水氯离子含量传感器8对咸水含水层内的氯离子含量进行实时监测，再次将咸水含水层内数据通过无线信号传输至无线数据传输基点5处，无线数据传输基点5通过通信网络，将数据发送至远程监控中心，在咸水含水层与淡水含水层均未受到不合理性的人为因素或自然因素干扰时，咸水含水层与淡水含水层之间的地下水处于相互作用、相互制约的平衡状态，此时对淡水含水层的地下水位动态监测即为整体的地下水位动态监测，对当前状态下，咸水含水层和淡水含水层内的地下水位以及氯离子含量数据进行收集，并对咸水含水层与淡水含水层的地下水位以及氯离子含量进行比对，确定正常状态下咸水含水层与淡水含水层内地下水位以及氯离子含量的差值范围，并根据淡水含水层内氯离子含量的最大值与最小值，确定氯离子含量变化的阈值范围，而当人为因素对淡水含水层开采大量淡水资源后，淡水含水层内的地下水位下降，为达到地下水动态平衡，咸水含水层会对淡水含水层进行渗漏补给，咸水侵入淡水含水层后，会增加淡水含水层内的氯离子含量，以当前淡水含水层内淡水氯离子含量传感器9的监测结果，并向前延伸一定的时间段，在此时间段内，淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内氯离子含量监测结果为始终增大或氯离子含量变化大于正常状态下淡水含水层内氯离子含量变化的阈值范围，即此时淡水含水层内地下水位处于动态变化状态，对淡水含水层的地下水位监测无法代表整体地下水位，根据咸水含水层内咸水地下水位液位传感器7对咸水水位的变化监测，以及咸水含水层内咸水氯离子含量传感器8对咸水氯离子含量的变化监测，使其与淡水含水层内地下水位以及氯离子含量的变化进行比对，并经过计算后，根据当前状
态下淡水含水层的地下水位动态监测，对整体含水层的地下水位动态监测进行预测，保证地下水位动态监测的准确性。
28.实施例2请参阅图1-图4，本发明提供了一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，其包括淡水地下水位监测模块1、地下水氯离子含量监测模块3、无线数据传输基点5和预测对比模块6。
29.具体的，所述地下水氯离子含量监测模块3内侧设有传感器防脱架10与驱动杆组件11，所述传感器防脱架10设置于淡水氯离子含量传感器9外侧，所述传感器防脱架10用于对淡水氯离子含量传感器9的防脱定位，所述驱动杆组件11用于对传感器防脱架10的带动。
30.具体的，所述驱动杆组件11的外侧设有齿轮减速传动组件12，所述齿轮减速传动组件12一侧设有连接线缆收放组件13，所述齿轮减速传动组件12输出轴通过行星变速机构与驱动杆组件11连接，所述齿轮减速传动组件12的输出轴外侧与连接线缆收放组件13外侧均设有锥齿轮，且所述锥齿轮相互垂直啮合，所述淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线穿设于连接线缆收放组件13内侧，连接线缆收放组件13对淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线进行收放。
31.通过采用上述技术方案：本发明中，传感器防脱架10对淡水氯离子含量传感器9进行防脱定位，驱动杆组件11带动传感器防脱架10上下运动，从而使淡水氯离子含量传感器9对不同高度位置的地下淡水进行氯离子含量监测，保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确性，且驱动杆组件11在运动的过程中，经由行星变速机构将齿轮传动减速机构12输出轴外侧的锥齿轮带动，并经由相互垂直的锥齿轮之间的啮合，使连接线缆收放组件13对淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线缆收卷，且与驱动杆组件11带动淡水氯离子含量传感器9的上下运动同步进行，保证淡水氯离子含量传感器9与地面设备的连接，且避免淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线绷紧或松弛造成的拉扯等现象。
32.需要说明的是，本发明提供的一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，包括以下步骤：在地下水氯离子含量监测模块3内的淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内氯离子含量进行监测的过程中，通过驱动杆组件11的启动，使驱动杆组件11带动传感器防脱架10在地下水氯离子含量监测模块3内做上下运动，使传感器防脱架10带动淡水氯离子含量传感器9上下运动，对不同高度位置的地下淡水进行氯离子含量监测，从而保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确性，且驱动杆组件11在运作时，会将齿轮减速传动组件12带动运作，驱动杆组件11首先通过齿轮减速传动组件12内的行星变速机构带动齿轮减速传动组件12的输出轴转动，齿轮减速传动组件12的输出轴转动后，通过两个相互啮合且垂直设置的锥齿轮，将连接线缆收放组件13带动，使连接线缆收放组件13将淡水氯离子含量传感器9与地面设备进行数据传输的数据传输连接线缆进行收卷或放出，在上述过程中，通过齿轮传动减速机构12内的锥齿轮变向，驱动杆组件带动11带动淡水氯离子含量传感器9的上下运动与连接线缆收放组件13对淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线缆收放对同步进行，保证淡水氯离子含量传感器9与地面设备的连接，且避免淡水氯离子含量传感器9的数据传输连接线绷紧或松弛造成的拉扯等现象。
33.实施例3请参阅图1-图7，本发明提供了一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，
其包括淡水地下水位监测模块1、地下水氯离子含量监测模块3、无线数据传输基点5和预测对比模块6，所述淡水地下水位监测模块1的下方设有地下水氯离子含量监测模块3和淡水循环模块4。
34.具体的，所述淡水循环模块4的内侧设有循环泵、底部循环管路14、顶部循环管路15和竖直循环管路16，循环泵用于将地下水带动，所述底部循环管路14、顶部循环管路15分别与竖直循环管路16连通，使地下水从底部循环管路14或顶部循环管路15进入，由竖直循环管路16流出，所述竖直循环管路16位于地下水氯离子含量监测模块3的两侧，竖直循环管路16流出的地下水方便地下水氯离子含量监测模块3内的淡水氯离子含量传感器9对淡水地下水进行氯离子含量监测。
35.具体的，所述底部循环管路14和顶部循环管路15的内侧均设有挡板组件19，所述淡水循环模块4内侧还设有管路入口定位组件17，所述管路入口定位组件17内侧设有电动驱动组件与开启转钩组件18，电动辊轴带动开启转钩组件18转动。
36.具体的，所述底部循环管路14和顶部循环管路15的内侧均设有地下水循环口，所述挡板组件19的内侧设有复位机构，所述挡板组件19均与地下水循环口对应，挡板组件19防止进入至底部循环管路14或顶部循环管路15内的地下水从地下水循环口流出，所述复位机构确保挡板组件19与地下水循环口贴合。
37.具体的，所述挡板组件19的一侧设有卡条组件，所述开启转钩组件18与卡条组件对应，开启转钩组件18的转动通过卡条组件191使挡板组件19运动。
38.通过采用上述技术方案：本发明中，底部循环管路14与顶部循环管路15使淡水含水层下方与上方的淡水均循环运动至竖直循环管路16内，且排出至淡水氯离子含量传感器9附近，方便淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内顶部与底部的水源进行氯离子含量监测，增大淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内氯离子含量的监测范围，进一步保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确性。
39.需要说明的是，本发明提供的一种水文勘探用的地下水位动态监测装置及方法，包括以下步骤：在地下水氯离子含量监测模块3内的淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内氯离子含量进行监测的过程中，首先将管路入口定位组件17内的电动驱动组件启动，使电动驱动组件带动开启转钩组件18转动，而在此过程中，开启转钩组件18会与卡条组件191接触，并对卡条组件191限位，使卡条组件191沿着开启转钩组件18内的弧形边缘运动，直至在开启转钩组件18旋入管路入口定位组件17的内侧后，此时开启转钩组件18通过卡条组件191将挡板组件19带动，使挡板组件19不在与地下水循环口贴合，而通过淡水循环模块4内循环泵的启动，将淡水含水层下方与上方的淡水分别进入底部循环管路14与顶部循环管路15内侧，并由驱动泵带动，直至从竖直循环管路16排出至淡水氯离子含量传感器9附近，方便淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内顶部与底部的水源进行氯离子含量监测，且在此过程中，未被带动的挡板组件19，其内侧的复位机构会确保挡板组件19与地下水循环口贴合，防止进入至底部循环管路14或顶部循环管路15内的地下水从地下水循环口流出，而通过电动驱动组件对管路入口定位组件17位置的改变，对淡水含水层内顶部与底部的不同位置水源进行循环，增大淡水氯离子含量传感器9对淡水含水层内氯离子含量的监测范围，进一步保证对淡水含水层内氯离子含量监测的及时性与准确性。
40.以上所述仅的仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于
此，对于本技术领域的普通技术人员来说，在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，均应视为本发明的保护范围。