[發明專利]一種基于無線電的地下水位動態監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202210168217.8
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114235087A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 謝建鋒;李振生;王聰;陳鶴軒
• 申請（專利權）人: 山東省魯南地質工程勘察院（山東省地質礦產勘查開發局第二地質大隊）
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;G01V1/00;G01D21/02
• 代理公司: 青島海知譽知識產權代理事務所(普通合伙) 37290
• 代理人: 唐修豪

本發明涉及勘測技術領域，具體公開了一種基于無線電的地下水位動態監測裝置及方法，包括位于監測井口處的用于地下水參數采集的控制模塊，以及安裝于監測井口處的用于與控制中心通信的通信模塊，以及分布于監測井中不同位置的監測模塊，以及用于連接監測模塊和控制模塊的傳輸線路。本發明通過有選擇性的對典型且映震性能較好的地下水動態參數進行采集，在監測井數量有限的情況下獲取地震預測的地下水水化異常關鍵理論數據，為地震預測研究和地下水水化異常與地震之間的關聯性積累了原始數據，簡化了現有監測井中的設備，解決野外環境下監測井能源供給負荷大的問題，同時為研究地下水動態參數的變化規律提供了理論數據。

技術領域

本發明涉及勘測技術領域，具體為地下水信息技術勘測，特別涉及一種基于無線電的地下水位動態監測裝置及方法。

背景技術

地震是地殼運動和構造活動的強烈表現形式。地震孕育和發生過程中，能引起局部或區域尺度深、淺部介質的結構、力學、物理化學性質的變化。作為地殼中普遍存在和活躍的組分的地下水，其動態變化能較靈敏地反映地震和構造活動的信息。

20世紀70年代，我國遼寧海城(1975年2月4日)、四川松潘、平武(1976年8月16日、23日)分別發生了Ms7.3、Ms7.2、Ms7.2級地震，震前一些井出現了水位大幅度升降，井水變渾、變色、變味、冒泡等。地震前頻頻出現的這些異常現象，說明地下水具有較為靈敏的映震能力。然而，近幾十年的地震預報實踐表明，并不是每次地震前都會出現這類宏觀異常現象；地下水異常甚至大規模宏觀異常的涌現也并不一定預示著地震的來臨，地下水異常與地震并非存在確定的對應關系，它們之間的關系是復雜的，地下水異常成因具有多重性，地震地下水動態監測，就是以獲取構造活動和地震孕育、發生的異常信息為目的，對地下水物理、化學等要素隨時間變化過程的監測。通過對監測數據的“去偽存真”，識別“正常動態”和“動態異常”，結合地理、地質、構造環境，分析異常信息的生成、表現、轉化、傳遞過程和機制，探究地下水異常和地震的關系。

目前，世界上地震地下水監測項目包括井(泉)水位、水溫、流量、電導率、PH、宏量組分、微量組分、氣體成分等，合計多達數十項，例如：俄羅斯堪察加半島的地震地下水監測網主要監測項目為Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-和氣體總量，Ar、He、N₂、CO₂、CH₄；羅馬尼亞Vrancea地區監測網監測項目除宏量組分外，還包括Ni、Cu、Zn等共計27項，從20世紀60年代中期至今，我國地震地下水監測經歷了創建階段、發展階段、提高階段和全面現代化階段等四個階段。目前，我國地震地下水動態監測網由國家臺、區域臺和市縣臺(包括市縣臺和企業臺)三級臺網組成。

現有的地下水動態監測裝置在實際使用過程中，存在很多問題：一是能源供給問題，為了獲取更為全面的地下水參數數據，現有的地下水動態監測裝置往往在單個測量井中設置盡可能多的觀測項目，多種類的觀測項目意味著需要布置多個數據采集器，現有的觀測井多是分布在野外環境中，大功耗的設備耗能較多，供電連續性難以得到保障；二是探頭容易損壞，現有的多參數水位檢測儀在使用過程中，其檢測探頭多是浸泡在水中，探頭為周期性采樣探測，并非一直處于工作狀態，但探頭的通壓孔始終為開啟狀態，長時間使用后，水中的泥沙會堵住探頭的通壓孔，導致探頭的測量精確度下降或者損壞；此外，由于測量井數量和分布范圍的限制，單一測量井中的檢測監測設備獲取的數據無法體現此地區地下水參數的變化情況。為此，我們提出一種基于無線電的地下水位動態監測裝置及方法。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于無線電的地下水位動態監測裝置及方法，通過有選擇性的對典型且映震性能較好的地下水動態參數進行采集，在監測井數量有限的情況下獲取地震預測的地下水水化異常關鍵理論數據，為地震預測研究和地下水水化異常與地震之間的關聯性積累了原始數據，簡化了現有監測井中的設備，解決野外環境下監測井能源供給負荷大的問題，同時為研究地下水動態參數的變化規律提供了理論數據，可以有效解決背景技術中的問題。