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物探找水方法綜述

更新時間：2020-09-02　點擊量：3938

　近年來,隨著工農業生產的迅速發展,需水量不斷增加,一些地方,特別是北方干旱半干旱地區,不僅工業生產、農業灌溉缺水,且有部分山區人畜用水十分困難。因此,在這些地區尋找地下水源,是解決缺水的重要環節。對發展農業、工業和城市供水以及各種基本建設項目有著十分重要的意義。近 40a來,地球物理技術在我國的地下水勘查中得到了比較多的應用。現將找水的主要方法綜述如下:

　　1 方法綜述物探找尋地下水的方法很多,主要包括激電法、視電阻率法、放射法、甚低頻法等。

　　根據巖溶地區地質體的地質、物理特性,我們在巖溶地區地下水的物探應用中主要選用激電法、電測深法、放射性α法。激電法是利用激電二次場的大小與衰減快慢的不同推斷巖體的含水情況,優點是受地形影響小,對巖溶裂隙水的水位埋深和相對富水帶反映都比較直觀。目前成功應用的激電參數較多,如表征巖石激發極化的極化率和充電率參數,表征巖石激發極化放電快慢的半衰時和衰減度參數,還有激發比和相對衰減時等綜合參數,這些參數的選取與不同地質體和不同的儀器有關,實驗表明,極化率(η)、半衰時(TH)、衰減度(D)對巖溶地下水勘查具有較好的效果。

　　電測深法是研究垂向地質構造的地球物理方法,該方法主要用于探測地層、巖性在垂直方向的電性變化,解決與深度有關的地質問題,可尋找位移穩定的含水層,確定其頂底板埋深。其中,五極縱軸測深方法在熱水資源勘探中具有廣闊的應用前景。地熱礦泉水,水溫高,水質純,富含對人體有益的多種礦物質。因水的熱量來自增溫地層,所以熱水層埋藏較深。在使用對稱四極測深法確定熱水井位時,具有野外施工受場地限制影響小,異常明顯,分層細等優點。

　　放射性α法是利用地質體的放射性特征,通過收集氡的α輻射體,并根據收集量值的大小,推斷地下構造及巖體的富水情況。現行的物探找水方法都是通過勘查含水構造和層位來間接找水,不具備解決何處有水、有多少水等一些與地下水緊密相關的基本問題的能力。目前,已開發出一種新的地球物理方法直接探測地下水,即利用核磁共振(NMR)技術探測地下水。它是NMR技術應用的新領域,是目前的直接找水的新方法。近20a來在國內外得到了迅速發展,它是利用一定的方法使地下水中氫核形成宏觀的磁矩,這一宏觀磁矩在地磁場中產生旋進運動,其進動頻率為氫核所*。用線圈 (框)拾取宏觀磁矩進動產生的電磁訊號,即可探測地下水的存在。因為NMR訊號的幅值與所研究空間內的水含量成正比(結合水和吸附水除外),因此,構成一種直接找水技術,形成了一種新的找水方法。與傳統的地球物理勘測地下水的方法相比具有高分辨力、高效率、信息量豐富和解等優點。這是一種很有發展前景的找水方法,特別是探測地下淡水時更顯示出新方法的*性。利用研制的核磁共振找水儀可以高效率地進行區域水文地質調查,確定找水遠景區,圈定地下水的三維空間內的分布,進而可靠地選定水井位置等。

　　瞬變電磁法(TEM)是利用不接地回線或接地電極向地下發送脈沖式一次電磁場,用線圈或接地電極觀測由該脈沖電磁場感應的地下渦流而產生的二次電磁場的空間和時間分布,從而解決有關地質問題的時間域電磁法。利用TEM法在山區查找地下巖溶構造,進而達到查找地下淺層巖溶水,該方法測試工作簡單,工作效率較高,能夠快速、方便地解決問題,不失為一種找水的好方法。另外,電磁法也可以應用于平臺,包括飛機和直升飛機。實際應用中,電磁法在揭示有關含水層結構及位置的同時,也能測量磁場以便繪出地下水位置及顯著的斷層和巖脈。新式的寬頻帶數字設備及處理系統能夠對大于200m深的含水層進行迅速而廉價的探測。計算機解釋技術能夠作出深度和含水層的電導率圖。這種資料能夠直接幫助水文地質學家識別并開發地下水。核磁共振方法是目前可用于直接探測淡水的物探方法,而時間域電磁法(TDEM)則是探測地下咸水十分有效的方法,2種方法具有很強的互補性,若將這兩種方法結合起來使用,那將在評價地下含水層和地下水質方面收到良好的效果。電反射系數法雖然在實際得到了廣泛的應用,但其形成機制還未得到完善,現階段K法只適應于在地形較平坦的地區內使用。因此該方法還需得到不斷的改進和完善,以更好地為生產服務。激發極化法(簡稱IP法)無論從理論上還是方法技術上均有很大進展,它除了被廣泛地用于金屬礦的普查、勘探外,還廣泛應用于尋找地下水。

　　常規的直流電法勘探有以下缺點:(1)地形起伏能產生假異常。(2)地表電阻率不均勻,使得視電阻率曲線復雜化,對曲線推斷解釋相當困難。激發極化勘探能彌補直流電法勘探的缺點,地形起伏不產生假異常;地表電阻率不均勻也不產生干擾;能充分利用激電場的時間(頻率)特性。由于該方法不受地形起伏和圍巖不均勻的影響,因此在山區找水中受到重視。用地球物理方法在水文地質方面尋找地下水已有多年,但直接探測含水層來說,電阻率法一直有效,但相對來說較費時,且費用昂貴。

　　2 物探定井步驟

　　2.1 宏觀控制

　　在物探找水工作中地質是基礎,物探是手段,二者能否結合是成敗的關鍵。

　　2.1.1 進行地質調查掌握第1手資料,將收集到的地質資料整理分析后,判斷存在構造斷裂,則可利用r輻射儀、自然電場法作控制性物探后,以證實判斷的正確性,并確定構造斷裂的位置、走向分布,異常帶的寬度,以及與地下水的關系。找構造斷裂帶是找水的先決條件,有水無水在構造,水多水少看巖性,只要能找到構造,從宏觀講就可能會找到水。

　　2.1.2 根據已掌握的地質情況考慮用什么方法,需要做多大工作量。

　　2.1.3 由已知到未知,參照已有資料分析解釋新定井的物探曲線。

　　2.2 物探工作

　　2.2.1 利用四極(或三極)測深法、四極測深剖面法測量,了解地層的垂向和橫向變化,確定是否有成井條件,經過篩選,初選井位點。

　　2.2.2 對初選的井位點采用激發極化五極縱軸測深法測量, 根據視電阻率曲線和二次場值曲線,繪制機井分析柱狀圖,區分出含水破碎帶的埋深、厚度。

　　2.3 對已知井測試和抽水選擇與新定井地質條件相似的井為已知井,并對已知井測試和抽水,使物探資料與已知井的資料掛起勾,求得參數 Qz、Sz、qz、Ps(或M)、PSAX(MAx值)。

　　2.4 計算新定井的出水量按照數學公式計算新定井的單位降深量Qx,經過比較,將qx(或Qx)的大小作為頂井的重要標準。

　　2.5 做好資料回收工作經物探定的井位,打成新井后,及時做好鉆孔的井型結構、抽水等資料的回收工作,然后將物探資料與實際鉆孔資料進行比較分析,以檢驗物探資料的準確性,找出定井成功或失敗的原因,以指導今后的物探定井工作。 3 結束語應用物探方法尋找地下水是行之有效的,充分發揮各種物探手段本身的優勢,合理應用,可以產生較好的效果,相信隨著物探技術及其它方法的不斷發展,物探找水一定會有更加廣闊的發展前景。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

地源熱泵分布式溫度集中測控系統

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TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：
　　為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

物探找水方法綜述

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