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三維水文地質(zhì)建模技術(shù)研究綜述

更新時(shí)間:2020-12-02 點(diǎn)擊量:996

 三維地質(zhì)建模技術(shù)較早的應(yīng)用于石油、礦山領(lǐng)域,20世紀(jì)90年代初,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在位于內(nèi)華達(dá)州南部和加州東南部的死谷含水層系統(tǒng)建立了第1個(gè)區(qū)域三維水文地質(zhì)模型以來,許多學(xué)者開展了地下水資源信息化管理及可視化技術(shù)的應(yīng)用研究,建立了一系列三維水文地質(zhì)模型。三維水文地質(zhì)建模技術(shù)突破了以往對(duì)地質(zhì)體二維表達(dá)的局限,能更加直觀形象的描述與地下水儲(chǔ)運(yùn)有關(guān)的地質(zhì)體的空間及屬性結(jié)構(gòu);同時(shí)能作為地下水?dāng)?shù)值模擬的平臺(tái),提高水文地質(zhì)計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果,輔助決策等等。但由于三維水文地質(zhì)建模本身存在著一些難點(diǎn)及瓶頸,現(xiàn)有技術(shù)還難以*水文地質(zhì)行業(yè)的應(yīng)用需求。因此開展三維水文地質(zhì)建模技術(shù)研究有著重大的意義。美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)已經(jīng)將通過開發(fā)三維(3D)制圖和可視化工具,應(yīng)用新的地球物理方法,提高對(duì)地下水系統(tǒng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)列為地下水科學(xué)研究機(jī)遇中的六個(gè)跨學(xué)科主題之一。英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(BGS)已經(jīng)從以往的圖形調(diào)查、編制機(jī)構(gòu)調(diào)整為三維地質(zhì)模擬組織機(jī)構(gòu),范圍內(nèi)部署工作推進(jìn)三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的廣泛應(yīng)用。此外,加拿大、澳大利亞等國(guó)家也開展了三維水文地質(zhì)模型的研究和應(yīng)用工作。國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)也開展了三維水文地質(zhì)模型研究工作,建立了一些三維水文地質(zhì)模型。

 

  1 三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀

 

  三維水文地質(zhì)建模技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科交叉技術(shù),需要地質(zhì)、水文地質(zhì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理等多學(xué)科的支撐。雖然,近些年眾多機(jī)構(gòu)及科研人員開展了相關(guān)的研究工作,取得了一些成果,但由于開展研究應(yīng)用的時(shí)間較短,資金和相關(guān)學(xué)科支持力度有限及水文地質(zhì)專業(yè)本身的特殊性等原因,目前的三維水文地質(zhì)建模技術(shù)還存在著不足,文章主要從以下幾個(gè)方面介紹三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀。

 

  1.1 空間數(shù)據(jù)模型

 

  空間數(shù)據(jù)模型是人們對(duì)地質(zhì)對(duì)象的概化理解和抽象表達(dá),是構(gòu)建三維水文地質(zhì)模型及進(jìn)行空間分析的基礎(chǔ)。近些年國(guó)內(nèi)外做了很多研究,如:Guillaume Caumon及劉振平[8-9]在各自的文獻(xiàn)中對(duì)空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行了介紹和分析;張渭軍[10]采用三棱柱對(duì)孔隙水文地質(zhì)層進(jìn)行三維空間離散,在保證孔隙水文地質(zhì)層類型的一致性的基礎(chǔ)上,提高了水文地質(zhì)模型三維空間建模及地下水模擬的精度。張立強(qiáng)等[11]提出了結(jié)點(diǎn)-層數(shù)據(jù)模型組織不同實(shí)體類型的地質(zhì)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)地質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)和幾何模型的一體化表達(dá)與存儲(chǔ).通過快速構(gòu)建多分辨率三維地質(zhì)模型,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地質(zhì)數(shù)據(jù)集的可視化方法。孟憲海,李吉?jiǎng)偟龋郏保玻葆槍?duì)三維薄層地層結(jié)構(gòu)的形狀特點(diǎn),提出了一種利用類三棱柱網(wǎng)格構(gòu)造三維地質(zhì)模型的方法等等。

 

  目前提出的數(shù)據(jù)模型基本上可以分為面模型、體模型和混合模型三大類;這些模型各有適用性,如:面元模型可以較方便地實(shí)現(xiàn)地層可視化和模型更新,卻不是真3D的;規(guī)則體元模型是真3D的,模型更新性好,卻難以適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)體構(gòu)模;非規(guī)則體元模型是真3D的,也適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)體構(gòu)模,但模型更新困難;而混合元模型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度大。要提高模型的精度,就要增加空間數(shù)據(jù)資源,這也降低了模型的運(yùn)行效率,在目前注重應(yīng)用的前提下大多優(yōu)先考慮模型的運(yùn)行效率。如何更好地解決資源與效率的關(guān)系是進(jìn)一步研究與完善的重點(diǎn)。

 

  1.2 數(shù)據(jù)的組織、管理和發(fā)布

 

  三維水文地質(zhì)建模需要大量的地質(zhì)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)的支持。這些數(shù)據(jù)形式不一(如圖形文件、數(shù)字和文字資料等),類型多樣(如鉆孔數(shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)等),不同類型數(shù)據(jù)的可靠性、完備性差異較大。如何優(yōu)化組織并利用好這些數(shù)據(jù)是建模的關(guān)鍵之一,同時(shí)模型也要有高效的數(shù)據(jù)發(fā)布能力才能滿足社會(huì)對(duì)三維水文地質(zhì)模型的需求。近些年,一些科研及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)為提高三維模型數(shù)據(jù)的管理和發(fā)布能力展開了研究和應(yīng)用,提出了一些地質(zhì)模擬和信息管理的技術(shù)方法。

 

  但目前的技術(shù)和條件還不能支撐三維地質(zhì)建模技術(shù)在水文地質(zhì)行業(yè)的廣泛應(yīng)用。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與互聯(lián)網(wǎng),針對(duì)專業(yè)與非專業(yè)用戶的不同需求,建立地下水三維地質(zhì)信息管理系統(tǒng),將是推動(dòng)三維水文地質(zhì)建模技術(shù)快速發(fā)展的重要手段。

 

  1.3 模型的構(gòu)建方法

 

  三維水文地質(zhì)建模尤其是區(qū)域性的水文地質(zhì)建*圍大,數(shù)據(jù)龐雜,建立地質(zhì)模型要面臨相當(dāng)大的困難,而當(dāng)數(shù)據(jù)稀缺時(shí),建模困難就更大。目前基于建模所用數(shù)據(jù)源總結(jié)出了基于鉆孔數(shù)據(jù)、基于剖面數(shù)據(jù)及基于多源數(shù)據(jù)等建模方法,利用鉆孔數(shù)據(jù)建模即直接根據(jù)建模目的將整理、概化的鉆孔數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模工具,自動(dòng)生成三維地質(zhì)模型,如:C.C.Faunt等[4]為建立加州中央谷地區(qū)地下水流模型,匯編分析了約8 500個(gè)鉆孔資料,將巖性二元?jiǎng)澐譃榇诸w粒和細(xì)顆粒的百分比來描述松散沉積物的結(jié)構(gòu),在水平方向上以1.6km、垂向上以15m為間距建立了一個(gè)刻畫其含水系統(tǒng)特征的三維水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型。基于剖面的數(shù)據(jù)建模方法就是利用鉆孔,物探等資料及專家知識(shí)布置、描繪出剖面,再利用剖面建立三維模型,模型的精度取決于布置剖面線的數(shù)量及剖面垂直精度,如:劉天霸等[3]應(yīng)用基于剖面數(shù)據(jù)的建模方法,建立了華北平原的三維水文地質(zhì)模型。英國(guó)地調(diào)局Katherine R.Royse等[5]采用地質(zhì)平面圖、鉆孔資料及物探資料,結(jié)合專家知識(shí)和軟件自動(dòng)生成功能建立了倫敦盆地白堊系三維水文地質(zhì)模型,強(qiáng)調(diào)了在數(shù)據(jù)稀缺及地質(zhì)條件復(fù)雜條件下專家知識(shí)的重要性。但單純利用剖面不能較好的利用剖面線以外的地質(zhì)數(shù)據(jù),可以考慮多源數(shù)據(jù)剖面分區(qū)建模的方式,即利用剖面將建模區(qū)分割為地質(zhì)屬性相對(duì)一致的若干個(gè)小區(qū),再在各個(gè)分區(qū)內(nèi)結(jié)合鉆孔及平面圖等數(shù)據(jù)自動(dòng)插值建模,這樣即避免了單純利用鉆孔數(shù)據(jù)建模精度低的問題,也能避免單純利用剖面數(shù)據(jù)建模中數(shù)據(jù)利用效率低的問題,同時(shí)提高了建模的精度,更新時(shí)只要重新對(duì)各分區(qū)內(nèi)部重新計(jì)算,提高了模型的更新性,但是目前這種方法實(shí)現(xiàn)的難度還較大。

 

  同時(shí),也應(yīng)該注重其它建模方法的引入,如:數(shù)學(xué)地質(zhì)建模,智能地質(zhì)建模;借鑒三維地質(zhì)建模的新成果,如:EricJanssens-Coron等[15]為優(yōu)化建模方法,減少建模時(shí)間及工作量,*開展了應(yīng)用專家系統(tǒng)3DGeoExpert建立三維地質(zhì)模型的研究。Guillaume Caumon[8]指出三維地質(zhì)建模領(lǐng)域應(yīng)該超越單純的數(shù)據(jù)擬合方法,結(jié)合地質(zhì)概念來約束數(shù)據(jù)的解釋或檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性,主張考慮時(shí)間演化和不確定性來進(jìn)行三維地質(zhì)模擬[8]。

 

  1.4 復(fù)雜地質(zhì)體及地質(zhì)現(xiàn)象的表達(dá)

 

  在三維水文地質(zhì)建模中,常常涉及斷層、褶皺等復(fù)雜地質(zhì)體及透鏡體、尖滅、倒轉(zhuǎn)等地質(zhì)現(xiàn)象,它們都有著重要的水文地質(zhì)意義,控制著區(qū)域水文地質(zhì)條件。這些地質(zhì)體及地質(zhì)現(xiàn)象的存在增加了地質(zhì)空間的不均一性和各向異性,增大了建模難度。拿斷層來說通常對(duì)斷層及構(gòu)造的不連續(xù)性需要進(jìn)行加密處理,對(duì)垂直斷層和水平斷層可以在地層中加入斷層面加以表示,這已經(jīng)增加了建模的復(fù)雜程度,而對(duì)傾斜斷層的表達(dá)難度就更大,使建模數(shù)據(jù)量陡增,對(duì)數(shù)據(jù)及插值算法要求也很高。而在對(duì)區(qū)域松散沉積物的模擬中,范圍大,地層穩(wěn)定性差,倒轉(zhuǎn)及互層現(xiàn)象普遍存在,透鏡體廣泛分布,難以對(duì)其準(zhǔn)確、合理的刻畫。

 

  朱良峰等[16]提出了斷層與地層的統(tǒng)一構(gòu)模技術(shù),實(shí)現(xiàn)了具有多值面的逆斷層網(wǎng)格生成技術(shù)[16];Nicolas Cherpeau等[17]提出了利用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來逼真的、隨機(jī)的模擬斷層網(wǎng)絡(luò)方法;A.Carmona·R.Clavera-Gisper[18]通過離散單元模型來模擬被沉積物覆蓋的構(gòu)造形變,并結(jié)合基于過程的建模方法來模擬同沉積構(gòu)造[18]。這些嘗試為三維水文地質(zhì)建模提供了很好的借鑒。

 

  1.5 應(yīng)用三維水文地質(zhì)模型進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬以往的地下水?dāng)?shù)值模擬應(yīng)用已知的地質(zhì)體框架、補(bǔ)徑排條件和水文地質(zhì)參數(shù)等要素建立概念模型進(jìn)行模擬計(jì)算,信息缺失嚴(yán)重,不確定性大。Sharpe等[19]為適應(yīng)三維地質(zhì)建模技術(shù)在水文地質(zhì)行業(yè)中的應(yīng)用,提出了應(yīng)用三維地質(zhì)模型進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬流程:① 鉆孔、剖面及物探等數(shù)據(jù)的收集、分析整理,導(dǎo)入建模軟件;② 應(yīng)用三維地質(zhì)建模軟件建立三維地質(zhì)模型;③ 建立水文地質(zhì)概念模型;④ 運(yùn)用地下水?dāng)?shù)值模擬軟件進(jìn)行地下水?dāng)?shù)值模擬;⑤ 用模擬結(jié)果定量分析地下水及環(huán)境問題,提出決策意見。后期研究及應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這一過程需要進(jìn)行反復(fù)迭代才能得到比較滿意的結(jié)果。

 

  但一直存在著三維地質(zhì)建模軟件與數(shù)值模擬軟件融合性差的問題,導(dǎo)致對(duì)地質(zhì)模型的過度概化,降低了模擬的準(zhǔn)確性。Daniela Blessent等[20]對(duì)此提出了在地質(zhì)模型和數(shù)值模型間加入一個(gè)網(wǎng)格生成階段來改善地下水徑流和污染物運(yùn)移數(shù)值模擬的方法。而英國(guó)地調(diào)局則應(yīng)用GSI3D建立三維地質(zhì)模型,結(jié)合定制的地下水?dāng)?shù)值模擬系統(tǒng)ZOOM 進(jìn)行地下水流的數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)了GSI3D輸出的結(jié)果直接導(dǎo)入ZOOM 系統(tǒng),減少了信息的損失,提高了模擬結(jié)果的可靠性[13]。

 

  1.6 不確定性的研究

 

  水文地質(zhì)系統(tǒng)存在著不確定性(如含、隔水層的幾何形狀,空間分布等),而建模所使用的數(shù)據(jù)是確定的,用確定的數(shù)據(jù)表達(dá)不確定的地質(zhì)現(xiàn)象必然導(dǎo)致所建立的模型存在著不確定性。認(rèn)識(shí)三維地質(zhì)模型的不確定性,有著很重要的意義。可以指導(dǎo)建模人員在建模的過程中降低模型的不確定性,充分合理的應(yīng)用多源數(shù)據(jù),取得更為合理的建模思路和計(jì)算方法,注重專家知識(shí)等;讓使用者正確合理的使用所建的模型。J.Florian Wellmann等[21]指出三維地質(zhì)體建模的不確定性可分為三個(gè)不同的類型:數(shù)據(jù)質(zhì)量及地質(zhì)體內(nèi)在隨機(jī)性和人們不完備的知識(shí),進(jìn)而提出了一種從數(shù)據(jù)的質(zhì)量角度來評(píng)價(jià)不確定性的方法。M.R.Lelliott,M.R.Cave,G.P.Wealthall[22]提出并檢驗(yàn)了一種關(guān)于地質(zhì)表面模擬的不確定性量化方法。朱良峰等[23]提出了三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型精度評(píng)估、誤差檢測(cè)、動(dòng)態(tài)修正的總體研究框架等等。但目前還缺少一種能被廣泛接受的評(píng)價(jià)不確定性的方法。

 

  2 建議

 

  2.1 確定有限的工作目標(biāo)

 

  近些年,一系列復(fù)雜的三維地質(zhì)建模技術(shù)已經(jīng)被提出并走向成熟,但它們?cè)趨^(qū)域性水文地質(zhì)建模中卻受到了限制。

 

  同時(shí)三維水文地質(zhì)模型主要描述的是與地下水賦存運(yùn)移有關(guān)的空間結(jié)構(gòu)(如含水層隔水層空間分布、顆粒大小等),屬性條件(孔隙率、導(dǎo)水性質(zhì)等)及作為地下水?dāng)?shù)值模擬平臺(tái)。

 

  基于以上,三維水文地質(zhì)模型的研建需要結(jié)合自身特點(diǎn)及應(yīng)用確定有限的工作目標(biāo),更好的滿足水文地質(zhì)專業(yè)本身的需求。

 

  2.2 開發(fā)針對(duì)三維水文地質(zhì)建模工具

 

  目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)三維水文地質(zhì)建模的工具還比較少,且功能有限,急需一系列功能強(qiáng)大,針對(duì)性強(qiáng)的三維水文地質(zhì)建模的軟件工具。這些工具要能保證開發(fā)出的工具符合水文地質(zhì)專業(yè)的要求,能作為數(shù)值模擬平臺(tái);友好的可視化與用戶界面,易于理解和操作;可更新性好,模型易于維護(hù);同時(shí)價(jià)格合理,能夠讓大多數(shù)使用者負(fù)擔(dān)的起。

 

  2.3 提高模型的可更新性

 

  模型的建立只能代表現(xiàn)有條件下對(duì)地下空間的認(rèn)識(shí),當(dāng)獲得了新的數(shù)據(jù),或者有了新的認(rèn)識(shí),如果系統(tǒng)不能快速的、簡(jiǎn)便的重建模型,那樣必然耗費(fèi)更多的人力、物力。可更新性好就要求自動(dòng)建模程度高,對(duì)建模使用數(shù)據(jù)的規(guī)范化及建模的方法合理性要求更高,如:Aki Artimo等[24]就結(jié)合一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在芬蘭西南部建立了一個(gè)易自動(dòng)更新的水文地質(zhì)模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)更新數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)和處理,提高了模型的可更新性。

 

  2.4 水文質(zhì)條件概化的方法、原則及標(biāo)準(zhǔn)體系研究雖然目前對(duì)三維水文地質(zhì)建模方法的研究較多,但是針對(duì)地質(zhì)條件概化的方法、原則及標(biāo)準(zhǔn)的研究還很少,缺少一種指導(dǎo)性的方法體系來指導(dǎo)針對(duì)于不同應(yīng)用,不同地質(zhì)條件及不同數(shù)據(jù)源下的三維水文地質(zhì)建模,如地層巖性的歸并,地層的模擬精度等問題。如何結(jié)合專業(yè)自身特點(diǎn),制定出指導(dǎo)性的概化方法、原則和標(biāo)準(zhǔn)體系是未來研究的方向之一。

  3 結(jié)語

  隨著地下水在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性日益突出,三維水文地質(zhì)建模技術(shù)迎合了水文地質(zhì)行業(yè)需求,它突破了以往對(duì)地下空間二維表達(dá)的局限,能更加直觀生動(dòng)的表達(dá)地質(zhì)條件,能更加準(zhǔn)確的模擬地下水的空間、屬性結(jié)構(gòu);同時(shí),隨著未來的科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,如:計(jì)算機(jī)硬件和軟件的迅速發(fā)展、現(xiàn)代的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)理念和互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞能力的提升等對(duì)三維水文地質(zhì)建模技術(shù)的支持,三維地質(zhì)建模技術(shù)必將成為未來水文地質(zhì)行業(yè)重要的工具。除了要靠專業(yè)的水文地質(zhì)建模人員的努力之外,也要借鑒其它行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和成果,比如目前為石油應(yīng)用開發(fā)的模型已被用于水文地質(zhì)研究。未來,如何結(jié)合專業(yè)自身特點(diǎn),制定出具有指導(dǎo)性的水文地質(zhì)建模的方法、原則及標(biāo)準(zhǔn)體系是未來專業(yè)水文地質(zhì)工作者研究的重點(diǎn)方向之一.

 

 

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RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

    地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法,單總線測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè),因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

   采集服務(wù)器通過總線將現(xiàn)場(chǎng)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(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個(gè)采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個(gè)溫度傳感器的測(cè)溫電纜相連。 本方案可以對(duì)大型試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),支持180口井或測(cè)溫電纜及1500點(diǎn)以上的觀測(cè)井溫度在線監(jiān)測(cè)。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)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(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究 

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究 

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究 

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究,埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng),主要是一套*基于現(xiàn)場(chǎng)總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)及分析系統(tǒng)。它能有對(duì)地源熱泵換熱井進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)并保存數(shù)據(jù),為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計(jì)、探討地源熱泵的可持續(xù)運(yùn)行具有參考價(jià)值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點(diǎn):

1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng).采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)模塊,普通線,可以輕松測(cè)量500米深井.

3.的深井土壤檢測(cè)傳感器,防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68,可耐壓力高達(dá)5Mpa. 

4.定制的防水抗拉電纜,增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點(diǎn)總結(jié):高性價(jià)格比,根據(jù)不同的需求,比你想象的*.

針對(duì)U型管口徑小的問題,本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測(cè)溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于:

1.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場(chǎng)的測(cè)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(tǒng)性能及地下溫度場(chǎng)的研究 

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究 

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究 

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

   本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):支持傳感器:18B20高精度深井水溫?cái)?shù)字傳感器,測(cè)井深:1000米,傳感器耐壓能力:5Mpa ,配置設(shè)備:遠(yuǎn)距離溫度采集模塊+測(cè)井電纜+傳感器,

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)功能: 

1、溫度在線監(jiān)測(cè) 

2、 報(bào)警功能 

3、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 

4、定時(shí)保存設(shè)置

5、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表打印 

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術(shù)參數(shù)】

1、溫度測(cè)量范圍:-10℃ ~ +100℃

2、溫度精度: 正負(fù)0.5℃ (-10℃ ~ +80℃)

3、分  辨 率: 0.1℃

4、采樣點(diǎn)數(shù): 小于128

5、巡檢周期: 小于3s(可設(shè)置)

6、傳輸技術(shù): RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS

7、測(cè)點(diǎn)線長(zhǎng): 小于350米

8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3 

9、工作溫度: -30℃ ~ +80℃

10、工作濕度: 小于90%RH

11、電纜防護(hù)等級(jí):IP66

使用注意事項(xiàng):

防水感溫電纜經(jīng)測(cè)試與檢測(cè),具備一定的防水和耐水壓能力,使用時(shí),請(qǐng)按以下方法操作與使用:
1. 使用時(shí),建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外,請(qǐng)小心操作,做好電纜防護(hù),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(shí),請(qǐng)等待測(cè)物熱平衡后再進(jìn)行測(cè)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(fù),蘭色為信號(hào)線。請(qǐng)嚴(yán)格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個(gè)節(jié)點(diǎn),實(shí)際使用應(yīng)該限制在150個(gè)節(jié)點(diǎn)以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯(cuò)能力,但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電,當(dāng)總線距離在200米以內(nèi),則可以采用DC9V給現(xiàn)場(chǎng)模塊供電,當(dāng)距離在500米之內(nèi),可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司提供定制各個(gè)領(lǐng)域用的測(cè)溫線纜產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。

   由北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場(chǎng)測(cè)控系統(tǒng),硬件采取*ARM技術(shù);上位機(jī)軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計(jì),富有人性、直觀明了;測(cè)溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部,根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場(chǎng)檢測(cè)、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè),本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測(cè)方法:
  為了實(shí)現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷,必須首先制定保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段,地下土壤溫度的初始值是一個(gè)重要的依據(jù)參數(shù),它也是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個(gè)或幾個(gè)空調(diào)采暖周期(一般一個(gè)空調(diào)采暖周期為1年)后,系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡,則這個(gè)初始溫度會(huì)有較大的變化,將會(huì)大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。所以設(shè)計(jì)選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
  首先對(duì)地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動(dòng)態(tài)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(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件,計(jì)算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷,我們根據(jù)該負(fù)荷,選擇合適的系統(tǒng)配置,即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源,并動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運(yùn)行過程中土壤溫度的變化情況,得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運(yùn)行方案運(yùn)行,同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤溫度變化情況,即依靠埋置在地下的測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)土壤的溫度,并且將測(cè)得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概況:

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對(duì)建筑物進(jìn)行供熱和供冷,在埋地管換熱器設(shè)計(jì)中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù),而對(duì)地溫進(jìn)行長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)顯得特別重要。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)測(cè)試時(shí)間要足夠長(zhǎng),測(cè)試時(shí)工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測(cè)溫電纜的設(shè)計(jì)顯得尤其重點(diǎn)。較傳統(tǒng)的地源熱泵測(cè)溫電纜設(shè)計(jì)方法,北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測(cè)溫電纜因?yàn)榻泳€方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測(cè),因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗(yàn)證并取得了較好的口啤。

   為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對(duì)空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測(cè)量,目前地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜對(duì)于地埋換熱井,有口徑小,深度較深等特點(diǎn)的測(cè)溫方式,如果測(cè)量地下120米的地源熱泵井,要放12路線PT100傳感器。12根測(cè)溫線纜若平均放置,即10米放一個(gè)探頭,則所需線材要1500米,在井上需配置一個(gè)至少12通道的巡檢儀,若需接入電腦進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)記錄,該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計(jì),這口井進(jìn)行地?zé)釡y(cè)溫至少成本在8000元,雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測(cè)溫精度,但對(duì)模擬量數(shù)據(jù)采集,提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù),即提供巡檢儀的測(cè)量精度,若能夠在長(zhǎng)距離測(cè)溫的條件下進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫,能夠做到0.5度的精度,則是非常不容易。針對(duì)這一需求,北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測(cè)溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測(cè),地源熱泵溫度監(jiān)測(cè)研究,地源熱泵溫度測(cè)量系統(tǒng),淺層地?zé)釡y(cè)溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測(cè)溫線纜與傳統(tǒng)測(cè)溫電纜對(duì)比分析:
   傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件,因其是模擬量,要對(duì)溫度進(jìn)行采集,若需較高精度,需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號(hào)處理電路,近距離時(shí),其精度及可靠性受環(huán)境影響不大,但當(dāng)大于30米距離傳輸時(shí),宜采用三線制測(cè)方式,并需定期對(duì)溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點(diǎn)采集時(shí),需每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)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(cè)量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差,會(huì)受環(huán)境及時(shí)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(hào)的形式存在,而檢測(cè)的環(huán)境往往存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)等不確定因素,這些因素會(huì)對(duì)電信號(hào)產(chǎn)生較大的干擾,從而影響傳感器實(shí)際的測(cè)量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,每年需要進(jìn)行校準(zhǔn),因而它們的使用有很大的局限性。

    北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器,具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性,總線式數(shù)字溫度傳感器采用測(cè)溫芯片作為感應(yīng)元件,感應(yīng)元件位于傳感器頭部,傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國(guó)進(jìn)口測(cè)溫芯片的特性及精度級(jí)別,無需校正,因數(shù)據(jù)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(zhǎng)短不會(huì)對(duì)傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢(shì)。所以數(shù)字總線式測(cè)溫電纜是地源熱泵地埋管管測(cè)溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測(cè)理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場(chǎng)總線管理器,直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào),而每個(gè)傳感器本身都有唯的識(shí)別ID,所以很多傳感器可以直接掛接在總線上,從而實(shí)現(xiàn)一根電纜檢測(cè)很多溫度點(diǎn)的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)平臺(tái),可監(jiān)測(cè)大樓內(nèi)室內(nèi)溫度;熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、

壓力、流量;系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量;熱泵機(jī)組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù);地溫場(chǎng)的變化等,實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī)組運(yùn)行情況 24 小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),異常情況預(yù)

警,做到真正的無人值守。可對(duì)熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對(duì)地溫場(chǎng)的影響以及能效

比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評(píng)價(jià),為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。

具體測(cè)量要求如下:

1)各熱泵機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況;

2)室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線;

3)室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線;

4)機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線;

5)機(jī)房?jī)?nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線;

6)機(jī)房?jī)?nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線;

7)地溫場(chǎng)內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及變化曲線;

8)能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評(píng)價(jià)分析。

2、自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建成以后可以對(duì)已經(jīng)安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的地?zé)峋畬?shí)施自動(dòng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分

析展示,可實(shí)現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃弧⑺疁亍⒘髁繉?shí)施傳輸分析,并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)

警,做到實(shí)時(shí)監(jiān)管,有地?zé)峋\(yùn)行的穩(wěn)定性。

1)開采水量及回水水量的流量監(jiān)測(cè)及變化曲線;

2)開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測(cè)及變化曲線;

3)開采井井內(nèi)水位監(jiān)測(cè)及變化曲線;

 

 

推薦產(chǎn)品如下:

地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵測(cè)溫/多功能鉆孔成像分析儀/井下電視/鉆孔成像儀/地?zé)峋@孔成像儀/井下鉆孔成像儀/數(shù)字超聲成像測(cè)井系統(tǒng)/多功能超聲成像測(cè)井系統(tǒng)/超聲成像測(cè)井系統(tǒng)/超聲成像測(cè)井儀/成像測(cè)井系統(tǒng)/多功能井下超聲成像測(cè)井儀/超聲成象測(cè)井資料分析系統(tǒng)/超聲成像

關(guān)鍵詞:地?zé)崴Y源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峋O(jiān)測(cè)/水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)豳Y源回灌遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峁芾硐到y(tǒng)/地?zé)豳Y源開采遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)豳Y源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峁芾磉h(yuǎn)程系統(tǒng)/地?zé)峋詣?dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)控/地?zé)豳Y源開發(fā)利用監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)/地?zé)崴詣?dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/城市供熱管網(wǎng)無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/供暖換熱站在線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案/換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案/干熱巖溫度監(jiān)測(cè)/干熱巖監(jiān)測(cè)/干熱巖發(fā)電/干熱巖地溫監(jiān)測(cè)統(tǒng)/地源熱泵自動(dòng)控制/地源熱泵溫度監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵溫度傳感器/地源熱泵中央空調(diào)中溫度傳感器/地源熱泵遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地源熱泵自控系統(tǒng)/地源熱泵自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)/節(jié)能減排自動(dòng)化系統(tǒng)/無人值守地源熱泵自控系統(tǒng)/地?zé)徇h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(geothermal management system)是為實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。

我司深井地?zé)岜O(jiān)測(cè)產(chǎn)品系列介紹:

1.0-1000米單點(diǎn)溫度檢測(cè)(普通表和存儲(chǔ)表)/0-3000米單點(diǎn)溫度檢測(cè)(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲(chǔ)分析軟件功能)

2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測(cè)/高精度遠(yuǎn)程地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò);單總線結(jié)構(gòu),可擴(kuò)展256個(gè)點(diǎn);進(jìn)口18B20高精度傳感器,在10-85度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2

3. 4.0-10000米分布式多點(diǎn)深層地溫監(jiān)測(cè)(采用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)細(xì)分兩大類:1.井筒測(cè)試 2.井壁測(cè)試

4.0-2000NB型液位/溫度一體式自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和液位兩個(gè)參數(shù),MAX耐溫125攝氏度)

5.0-7000米全景型耐高溫測(cè)溫成像一體井下電視(同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和視頻圖片等)

6. 微功耗采集系統(tǒng)/遙控終端機(jī)——地?zé)豳Y源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峁芾硐到y(tǒng)(可在換熱站同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度/流量/水位/泵內(nèi)溫度/壓力/能耗等多參數(shù)內(nèi)容,可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,24小時(shí)無人值守)

有此類深井地溫項(xiàng)目,歡迎新老客戶朋友垂詢!北京鴻鷗成運(yùn)儀器設(shè)備有限公司

關(guān)鍵詞:地?zé)峋植际焦饫w測(cè)溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)/深井測(cè)溫儀/深水測(cè)溫儀/地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/深井地溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地?zé)峋诜植际焦饫w測(cè)溫方案/光纖測(cè)溫系統(tǒng)/深孔分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/深井探測(cè)儀/測(cè)井儀/水位監(jiān)測(cè)/水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)/地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)/地?zé)峋畡?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)/高溫水位監(jiān)測(cè)/水資源實(shí)時(shí)在線監(jiān)控系統(tǒng)/水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟件/水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控/高溫液位監(jiān)測(cè)/壓力式高溫地?zé)岬叵滤挥?jì)/溫泉液位測(cè)量/涌井液位測(cè)量監(jiān)測(cè)/高溫涌井監(jiān)測(cè)水位計(jì)方案/地?zé)峋疁厮粶y(cè)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)/地下溫泉怎么監(jiān)測(cè)水位/ 深井水位計(jì)/投入式液位變送器 /進(jìn)口擴(kuò)散硅/差壓變送器/地源熱泵能耗監(jiān)控測(cè)溫系統(tǒng)/地源熱泵能耗監(jiān)測(cè)自動(dòng)管理系統(tǒng)/地源熱泵溫度遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)/地源熱泵能耗地溫遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)/建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【地下水】洗井和采樣方法對(duì)分析數(shù)據(jù)的影響