郑州地下水均衡试验场的改建工程——主要测试设施与数据自动化采集

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省环境地质监测院具体负责实施。科学技术的发展,为试验场观测数据采集的自动化奠定了良好基础。试验场数据采集需要自动化的有:3m高主杆气象站测试系统;太阳全辐射、太阳净辐射、太阳直射观测仪,E—601蒸发仪,5TM含水率、温度传感器,自动补水仪,负压测量仪。除后两项外,其他需要数据采集仪器已经市场化。后两项是作者的发明与实用专利。自动补水仪是用来模拟地下水位埋深的设备,它是以传统的马里奥特瓶补水原理为基础,采用控制电路使其可以自动补给因蒸发而消耗的水量,同时还可以记录降水的历时过程。负压测量是利用空气运动黏度约大于水运动黏度的15倍这一特性,即当水刚通过多孔瓷头时,气体不能通过多孔瓷头,据此设计了在包气带中能测定负压的传感器。数据采集则应用了惠斯登电桥平衡的补偿原理。由于控制、供电、采集数据的电缆过多,因此数据自动化采集系统应用了三级采集、逐级集成的方案。

郑州地下水均衡试验场的改建工程——总体思路与应用展望

郑州地下水均衡试验场的改建,是由中国地质环境监测院主持的国家地下水监测工程中地下水均衡试验场的改建项目之一,由河南省地质环境监测院具体负责实施。文章详细论述了改建工程的总体思路、各实施环节的具体做法、运行及其应用前景。在改建时充分考虑到试验介质对河南省的代表性;试验柱要有较好的力学、热学性能;数据采集要全面自动化;监测面适当拓宽等。在总体思路下,设计了由玻璃钢材质构建的试验筒,选取河南省5个典型地貌单元采集的试验介质,构成了模拟包气带多层地质结构的1,2,3,5,7 m试验柱共计25个。围绕试验柱设计了能模拟控制水位埋深的自动补水仪25台,以及为了探测试验柱内水分运移信息设置了负压传感器140只、水分传感器(含温度) 140只。数据采集采用了逐级集成的方法,大大简化了线路布设,据此设计了一台数据采集箱,可及时获得实验过程的环境信息。在试验场设置了能测定空气温度、空气湿度、气压、风向、风速、降水量、蒸发量的小型(主杆3 m)气象站一座;在试验场设置了太阳全辐射、太阳净辐射与太阳直射的观测仪各一台。试验场还设置了0. 3 m^2和1 m^2口径的蒸发量(含降水量)对比观测设施一处。要真正解决试验成果的实际应用问题,应注意开展野外包气带参数的研究。