[发明专利]多功能微光地下水位监测装置及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及地下水位测量技术领域，尤其涉及一种多功能微光地下水位监测装置及其系统。

背景技术

地下水与人类的关系十分密切，井水和泉水是我们日常使用最多的地下水，占据着不可替代的地位。不过，地下水也会造成一些危害，如地下水过多，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区巷道，形成沼泽地等。伴随着人类活动在地球上的广度和深度上逐步扩大加深，浅部和深部地下水资源均受到不同程度上的影响；由中国地质科学院水文环境地质研究所实施的国土资源大调查计划项目《华北平原地下水污染调查评价》成果显示：华北平原浅层地下水综合质量整体较差，且污染较为严重，未受污染的地下水仅占采样点的55.87％。深层地下水综合质量略好于浅层地下水，污染较轻。

与此同时，人类活动对地下水量影响也较为显著。如，世界上大多数石油开采都会利用地下水资源进行加压以此将同等体积油体压至地表以获利用，煤矿开采中遇含水层会先行抽水泄压(露天煤矿开采时遇地下水层采用疏干井疏干)继而开采煤层，由此可见，人类活动对地下水位影响十分巨大，甚至可能导致整层地下水消失，乃至地下水系紊乱和退减，这对区域的生活、工业用水来源提出较大挑战；若处理不当，易造成人员、财产的巨大损失。

目前，对于地下水位的测量，国内外相关单位只是对各自学科和狭窄用途的设备装置加以使用，且没有可以兼及监测观测井变形功能的装置出现。现有的地下水位测量装置绝大部分为：投入式测量仪测量地下水位；初次一次性测量使用，无法用于长久实时测量；当观测井发生变形时无法实时反馈，影响测量。存在的缺点具体如下：

1、地下水观测井少有长时有效的观测设备，需要人工观测井壁是否发生变形，费时费力，效果不佳；

2、地下水位观测装置一般为投入式，当观测井井壁发生变形时，对观测数据准确度影响极大；

3、观测井内光学测距装置一般采用激光测距装置，即发射-反射-接受的方法，此种方法易受测量液体密度、折射度所影响，无法做到精准测距。

例如，当一口观测井打通后，便利用水位仪下放至水层内，通过感应装置得到水位仪距离水面高度，再通过下方电线长度计算出水面距离地表井口高度。然而，这种方法过于局限性、误差大，且受地形、地层及构造等多种因素控制，无法真实可靠地得出地下水位的时间和空间变化，其也未同时考虑井壁变形对测量装置的影响。

可见，对于具有监测井壁变形功能的地下水位测量装置的研发和使用是十分必要的。但是现有的地下水位测量仪器和装置均无法保证所得观测数据不受观测井变形条件限制，在大型矿业开采、油田开发及人类活动密集区域无法做到精准快速测量和数据处理，限制了开发进程。

因此，具有非投入接触式地下水位观测装置及同时监测观测井井壁变形等功能全套测量装置的开发显的尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供多功能微光地下水位监测装置及其系统，以解决现有技术中存在的液位监测装置误差大、易受地形、地层及构造等多种因素影响精确度，且不能同时监测观测井井壁变形的技术问题。

本发明提供的多功能微光地下水位监测装置，包括壳体、微光观测仪、光源和隔离件；

所述壳体用于密封设置在观测井的井口，以阻止外界光线进入所述观测井内；

所述微光观测仪用于固定设置在所述观测井的井口，用于接收所述光源发射的光束，以及用于采集所述观测井井壁的视频信息；

所述隔离件的一面与所述光源固定连接，另一面与所述观测井的液面接触；所述隔离件漂浮在所述观测井的液体上，且所述隔离件用于阻挡所述光源的光束穿透所述隔离件进入所述液体内。

进一步地，所述的多功能微光地下水位监测装置还包括处理器，所述处理器相对于所述壳体位置固定；

所述微光观测仪与所述处理器电连接，所述处理器用于接收所述微光观测仪发送的数据信息。

进一步地，所述的多功能微光地下水位监测装置还包括底座和支撑架；所述微光观测仪通过所述支撑架与所述底座固定连接；

所述底座用于设置在所述观测井的井口，所述壳体固定设置在所述底座的顶部；

所述底座具有通光孔，所述微光观测仪通过所述通光孔接收所述光源发射的光束。

进一步地，所述支撑架具有多个可调节的支腿，以改变所述微光观测仪相对于所述光源的距离和角度。

进一步地，所述壳体固定连接有与所述处理器电连接的无线通讯器；