楊詠梅 彭丹

地下水溫度測量裝置研究概述

楊詠梅 彭丹

地下水資源是人類生產(chǎn)、生活中重要的自然資源，為合理地開發(fā)利用和保護地下水資源，應及時掌握其動態(tài)變化情況，實施地下水資源監(jiān)測工作。地下水溫度測量是地下水資源監(jiān)測工作中的基礎內(nèi)容，通過水溫監(jiān)測可為地下水資源評價、保護規(guī)劃等工作提供必要的基礎資料。因此，開展地下水溫度測量裝置研究是做好地下水資源研究的重要基礎工作。

一、技術(shù)背景

我國地下水資源的主要監(jiān)測要素為地下水水位、水溫、水質(zhì)和出水量，水文系統(tǒng)多使用人工方法測量地下水溫度，水溫監(jiān)測過程較為粗放，測量時多使用表層水溫計。由于該水溫計下設儲水杯為金屬材質(zhì)且體積小，提出水面后，杯內(nèi)水樣水溫易受氣溫影響。同時，根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》（SL183-2005）要求，監(jiān)測水溫時應置于水面下1m處靜置5min后讀數(shù)，現(xiàn)有表層水溫計較易采集表層地下水的水樣，致使監(jiān)測所得的地下水水溫數(shù)據(jù)不夠準確。因此，研制一些準確、便捷的地下水水溫測量設施顯得尤為重要。

二、地下水溫度測量裝置

1.技術(shù)方案

本研究裝置質(zhì)量為0.33～0.37kg，包括提環(huán)、浮柱、鋼絲繩、水溫表、套管、儲水杯、杯套、合葉板、活門，詳見圖1、圖2、圖3（圖中，1、提環(huán)，2、浮柱，3、鋼絲繩，4、水溫表，5、套管，6、儲水杯，7、出水孔，8、導流帽，9、杯套，10、合葉板，11、活門）。

圖1 地下水溫度測量裝置立面圖

圖2 地下水溫度測量裝置儲水杯細節(jié)圖

圖3 地下水溫度測量裝置儲水杯側(cè)面剖視圖

本研究裝置所設水銀溫度表測溫范圍為-5℃～+40℃、最小分度為0.2℃，高25～26cm、直徑2～2.5cm。溫度表安裝于圓管狀金屬套管內(nèi)，套管形狀為圓柱體，高22～23cm，直徑3～3.5cm，在套管高度的1/8至7/8處鏤空成長方形的開窗，寬度2.5～3cm。水銀溫度表的度數(shù)通過長方形的開窗便于讀取。套管下端連接金屬儲水杯，溫度表球部懸于儲水杯的中央，儲水杯形狀為圓柱體，高5～6cm，直徑5～6cm；杯套高3～4cm。套管頂端用長度為62～66cm的鋼絲繩連接PP發(fā)泡材質(zhì)的浮柱，浮柱體積不少于350cm3，形狀為圓柱體，高度10～12cm，直徑6～7cm。浮柱能夠產(chǎn)生足夠的浮力使地下水溫度測量裝置保持在規(guī)定高度。浮柱頂端設有圓形金屬提環(huán)，直徑為3～4cm，金屬提環(huán)系上繩索；鋼絲繩的長度和浮柱可使水溫表最終保持在規(guī)定測量深度。儲水杯杯壁上部開設有圓形或橢圓形出水孔6～8個，沿儲水杯一周均勻開設，出水孔的下方

2.測量方式

當實施地下水水溫監(jiān)測時，使用一根可調(diào)節(jié)長短的繩子連接提環(huán)，握住連接提環(huán)的繩子，將地下水溫度測量裝置沿地下水監(jiān)測井井壁放入水面以下，儲水杯下部的合葉板由于水壓力將向上開啟，地下水由活門進入儲水杯內(nèi)，繼續(xù)下沉時儲水杯中所存水將經(jīng)導流帽從出水孔流出，外凸的導流帽會使水流加快形成流場迅速流出，從而使儲水杯內(nèi)的地下水保持為所處深度的水樣，當裝置下沉到浮柱懸于水中靜止時，溫度表球部懸于水面下1m處，靜置5min后，儲水杯內(nèi)裝滿水面下1m處的水樣，再提升本裝置，此時合葉板合上活門關閉，儲水杯中仍將保存所測水樣。將水溫表提出水面后讀數(shù)，此時溫度表顯示的數(shù)值即為所測地下水水溫。

三、結(jié)語

該項研究通過研制地下水溫度測量裝置，在簡便地下水水溫監(jiān)測工作過程的同時，根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》中水溫監(jiān)測要求，對測量裝置在取樣深度、保溫效果方面進行改進，提高了地下水水溫監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性■設置外凸的導流帽，導流帽的下邊沿距離儲水杯底部的距離為3～4cm，出水孔的上邊沿距導流帽的上邊沿的距離為儲水杯高度的1/6。儲水杯外側(cè)包裹有隔熱的合成高分子化合物杯套；儲水杯底部設置圓形活門和圓形合葉板，圓形活門直徑為3～4cm，圓形合葉板的直徑大于圓形活門，圓形合葉板的開合即可開關圓形活門。杯套可選用塑料、合成橡膠材料。杯套可使杯內(nèi)的水樣溫度不受外界氣溫影響，減小測量誤差。

（作者單位：江蘇省水文水資源勘測局揚州分局225000揚州市邗江區(qū)水利局225000）