[发明专利]一种地下水流向流速监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种地下水流向流速监测装置及方法，包括第一水下探测器外壳和第二水下探测器外壳，第一水下探测器外壳和第二水下探测器外壳通过连接杆相连，第一水下探测器外壳内由下至上依次设置有震动电机和背光灯，第一水下探测器外壳的顶部设置有第一蓝宝石玻璃窗和压力温度传感器，背光灯位于第一蓝宝石玻璃窗的正下方；第二水下探测器外壳的底部设置有第二蓝宝石玻璃窗，第二水下探测器外壳内由下至上依次设置有显微镜头、相机、中央处理单元、电子罗盘、串行通信模块和电源模块；串行通信模块连接有地面控制器。本发明通过摄像头拍摄水流的方向，对地下水的流向流速进行实时准确的监测，同时获取监测位置的水深和温度数据，无需复杂的操作。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，具体来说，涉及一种地下水流向流速监测装置及方法。

背景技术

地下水流向流速的确定，对于环境监测、水文地质、自然资源都具有重要意义。在环境监测领域可以通过地下水流向流速的准确监测来及时的确定地下水污染情况，并可以实时监测隐秘排污的情况；在水文地质领域可以通过地下水流向流速来为地质勘探及工程建设提供准确的参考数据；在自然资源领域可以停过地下水流向流速来预测水资源流失情况。现有的地下水流向流速测定方法大致可分为两种：（一）抽水实验法：沿等边三角形顶点布置三个钻孔，孔距几十米到上百米，通过测量各孔水位的高度而计算出地下水的流向，然后再通过抽水试验的方法按照达西定律来计算地下水的流速。此方法施工范围大，工程难度高，测试周期长，且最终测定的结果与实际情况偏差较大。（二）示踪法：此方法是将某种水中的物质或者是向水中添加某中物质作为示踪剂，通过在不同的井中检测示踪剂的含量或是水位层级来判定地下水的流速以及流向。此种方法根据示踪剂的不同其准确度也会有所不同，有些示踪剂却是能够达到比较准确的效果，但其存在的弊端也是显而易见的，就是需要向水中添加示踪剂或者是通过化学等手段检测水中的某种示踪剂，显然为测量带来了很大的不便。同时，由于某些示踪剂存在一定的污染，在环保方面稍显欠缺。总的来说，现有的地下水流向流速测试方法中，常存在测试精度低、使用限制大、测试成本高、实时性不强等问题。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种地下水流向流速监测装置及方法，用于对地下水的流向流速进行实时准确的监测。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种地下水流向流速监测装置，包括第一水下探测器外壳和第二水下探测器外壳，所述第一水下探测器外壳和所述第二水下探测器外壳通过连接杆相连，所述第一水下探测器外壳内由下至上依次设置有震动电机和背光灯，所述第一水下探测器外壳的顶部设置有第一蓝宝石玻璃窗和压力温度传感器，所述背光灯位于所述第一蓝宝石玻璃窗的正下方；所述第二水下探测器外壳的底部设置有第二蓝宝石玻璃窗，所述第二水下探测器外壳内由下至上依次设置有显微镜头、相机、中央处理单元、电子罗盘、串行通信模块和电源模块；所述相机、所述电子罗盘和所述电源模块均连接所述中央处理单元，所述中央处理单元连接所述串行通信模块；所述串行通信模块连接有地面控制器。

进一步的，所述地面控制器包括视频采集模块，所述串行通信模块连接所述视频采集模块，所述视频采集模块连接有通信模块，所述通信模块连接有天线。

进一步的，所述视频采集模块还连接有显示屏。

进一步的，所述视频采集模块、所述通信模块、所述显示屏设置于地面控制器外壳内。

进一步的，所述第二水下探测器外壳顶部设置有水密连接器，所述串行通信模块通过线缆连接所述视频采集模块。

进一步的，所述地面控制器外壳上设置有电源开关。

一种地下水流向流速监测的方法，包括步骤：

①利用显微镜头拍摄地下水中随水流运动的微小颗粒；