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环境水文地质学的开创、发展阶段一~20世纪70年代

点击次数：1762 更新时间：2020-10-14

环境水文地质学是结余地质科学、水文科学与环境科学之间的一门跨学科的综合性边缘学科。它运用地质学，水文地质学的基本理论和生态学的观点，研究人类社会与水环境的关系：即专门研究在天然条件和人为活动的影响下，地下水质与量的变化，与人类的生活和生产发展的相互影响与相互制约的关系，并通过研究它们之间的内在与演变规律，达到改善环境，消除有害作用的目的，使之有利于环境的方向发展。
　　环境水文的地质学是20世界70~80年代的产物，具备现代科学的许多特征：系统科学，信息科学的基本理论，现代应用数学与电算技术，以及遥感，同位素等新科技的应用；环境水文地质学是一项复杂的系统工程，需应用系统理论的观点与方法，纳入系统工程的轨道进行研究。其研究范畴主要分为四个方面。

　　1.区域环境水文地质的调查研究
　　区域环境水文地质主要研究区域环境水文地质条件及其演变规律，综合分析评价区域 H存在的各种环境水文地质问题，对区域环境质量做出综合评价与趋势预测，编制区域环竟水文地质图系或图集，为环境规划或国土整治提供科学依据。20世纪80年代我国完成一许多重点经济发展区或重要城市环境水文地质的综合研究，如《京津唐地区主要环境水文地质问题及国土整治环境水文地质区划》、《沿海主要城市水资源及地质环境评价》、《中国2000年城市地下水资源及环境地质问题预测研究》等著作，以及东北经济区、华东经济区、环渤海地区完成的大量研究成果。北京、辽宁、黑龙江、内蒙古和宁夏等地区仔别编制出版了《环境水文地质图集》，都是具代表性的区域环境水文地质研究成果。

　　2.污染环境水文地质的调查研究
　　从20世纪60年代到70年代，许多大中城市开展了地下水污染现状（包括污染源、污染途径、污染成分、污染程度、分布范围等）及发展趋势的调查研究。在此基础上，20世纪80年代进一步开展了地下水污染机理（包括污染物的运移、累积、转化与自净过程，特别是污染物质的机械渗滤作用、物理化学吸附作用、离子交换作用、浓缩或稀释净化作用以及放射性元素的衰变作用等）的研究，并逐渐开展趋势预测、水质模型与优化阈控等方面的研究，取得很大进展。
　　20世纪80年代，运用室内模拟结合野外现场试验，完成了许多重要的研究成果。如《沈阳市地下水环境质量评价及污染质在包气带运移规律的试验研究》、《上海市地下水砷污染机理研究》、《呼和浩特市硝酸盐氮污染机理模拟试验以及防治对策研究》等，均为污染机理研究方而的代表性成果。为了预测地下水污染发展趋势，并进行合理控制，在常州、济宁等城市，开展了水质模型研究。如《山东济宁地下水质模组及其污染趋势预测的试验研究》，是有关水质模型研究方面的早期代表性成果。20世纪80年代后期，在石家庄、新乡、平顶山等许多城市，都在建立水量模型的同时，建立溶质运移模拟模型，并在此难础上，建立地下水管理模型。
　　在基础理论研究方面，20世纪80年代出版了不少重要的论著，如《地下水运移模型》、《地下水水质模型》和《地下水水质模型及管理程序集》等，为开展水质模拟和预测研究奠定了理论基础。
　　许多城市开展了地下水的环境质量评价，并巳逐渐由单项有害离子评价，进到综合评价；由单项环境因素评价，进到综合闲素评价；从现状评价，发展到趋势评价；由数理统计分析，发展到污染预测和建立水质数学模型。诸如综合指数法、概率统计法以及聚类分析法（包模糊聚类法与系统聚类法）等各种评价方法，均已得到普遍应用。
　　此外，在污染治理方面，对净化污染土地处理系统的也取得了重要进展，如开封市污水土地处理研究，成功地进行了高浓度有机废水处理的工程试验。专著《污水快速渗滤七地处理》，系统介绍了处理系统的原理、方法、设计原则、管理方式，以及国内外工程实例。《地下水污染模拟及污染的控制和处理》是国内第1本有关污染控制和处理力面的专著。在徐州、唐山等城市，用物理、化学等方法开展地下水六价铬污染治理的试验研究，取得了初步成功经验。城市固体废物填埋处理的环境水文地质研究，日益引起重视，并巳取得初步成果，也是城市地质重点研究课题之一。

　　3.地下水资源开发的负环境效应调查研究
　　地下水大量开采引起的各种负效,主要包括水景枯竭、海水人侵、地面沉降、岩溶塌陷，以及生态环境恶化等问题。其对人类社会造成的严重威胁（尤以城市地区更为突出），成为环境水文地质学研究的一个重要组成部分。20世纪80年代中期，我国专家参与水文汁划（IHP)关于《水资源开发的负环境效应与管理》研究课题，并完成其中地下水部分，较系统全而地论述了各类负环境效应的形成机制、趋势预测与防治措施，是一项具有*件的研究成果，受到同行的好评。

　　4.环境水文地球化学与医学环境水文地质的调查研究
　　20世纪80年代后期，地质部门分别在吉林省、第二松花江流域，以及长江中下游，广泛开展了地下水化学背景值的调查研究，对地下水系统物质组分的运移、聚集、各层次元素的组合关系、平衡模式、动态变化及其地球化学特征，进行了深入分析；探讨了水文地球化学环境与地方病、土壤盐渍化与天然矿水的形成关系，并应用背景值对地下水环境质量进行了全面评价。
　　医学环境水文地质是在水文地球化学的某础上，与医学及环境科学相结合而形成的一门新的边缘学科。水文地球化学是水文地质学的一门重要基础学科，它与环境地学、环境医学、环境生态学相互渗透，形成环境水文地球化学。对水文地球化学坏境与人体健康关系的研究，成为医学环境水文地球化学，或医学环境水义地质学，并已初步建立它的理论体系。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套先进的基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取先进的ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

推荐产品如下：