地下水温度测量装置研究概述

杨咏梅 彭丹

地下水温度测量装置研究概述

杨咏梅 彭丹

地下水资源是人类生产、生活中重要的自然资源，为合理地开发利用和保护地下水资源，应及时掌握其动态变化情况，实施地下水资源监测工作。地下水温度测量是地下水资源监测工作中的基础内容，通过水温监测可为地下水资源评价、保护规划等工作提供必要的基础资料。因此，开展地下水温度测量装置研究是做好地下水资源研究的重要基础工作。

一、技术背景

我国地下水资源的主要监测要素为地下水水位、水温、水质和出水量，水文系统多使用人工方法测量地下水温度，水温监测过程较为粗放，测量时多使用表层水温计。由于该水温计下设储水杯为金属材质且体积小，提出水面后，杯内水样水温易受气温影响。同时，根据《地下水监测规范》（SL183-2005）要求，监测水温时应置于水面下1m处静置5min后读数，现有表层水温计较易采集表层地下水的水样，致使监测所得的地下水水温数据不够准确。因此，研制一些准确、便捷的地下水水温测量设施显得尤为重要。

二、地下水温度测量装置

1.技术方案

本研究装置质量为0.33～0.37kg，包括提环、浮柱、钢丝绳、水温表、套管、储水杯、杯套、合叶板、活门，详见图1、图2、图3（图中，1、提环，2、浮柱，3、钢丝绳，4、水温表，5、套管，6、储水杯，7、出水孔，8、导流帽，9、杯套，10、合叶板，11、活门）。

图1 地下水温度测量装置立面图

图2 地下水温度测量装置储水杯细节图

图3 地下水温度测量装置储水杯侧面剖视图

本研究装置所设水银温度表测温范围为-5℃～+40℃、最小分度为0.2℃，高25～26cm、直径2～2.5cm。温度表安装于圆管状金属套管内，套管形状为圆柱体，高22～23cm，直径3～3.5cm，在套管高度的1/8至7/8处镂空成长方形的开窗，宽度2.5～3cm。水银温度表的度数通过长方形的开窗便于读取。套管下端连接金属储水杯，温度表球部悬于储水杯的中央，储水杯形状为圆柱体，高5～6cm，直径5～6cm；杯套高3～4cm。套管顶端用长度为62～66cm的钢丝绳连接PP发泡材质的浮柱，浮柱体积不少于350cm3，形状为圆柱体，高度10～12cm，直径6～7cm。浮柱能够产生足够的浮力使地下水温度测量装置保持在规定高度。浮柱顶端设有圆形金属提环，直径为3～4cm，金属提环系上绳索；钢丝绳的长度和浮柱可使水温表最终保持在规定测量深度。储水杯杯壁上部开设有圆形或椭圆形出水孔6～8个，沿储水杯一周均匀开设，出水孔的下方

2.测量方式

当实施地下水水温监测时，使用一根可调节长短的绳子连接提环，握住连接提环的绳子，将地下水温度测量装置沿地下水监测井井壁放入水面以下，储水杯下部的合叶板由于水压力将向上开启，地下水由活门进入储水杯内，继续下沉时储水杯中所存水将经导流帽从出水孔流出，外凸的导流帽会使水流加快形成流场迅速流出，从而使储水杯内的地下水保持为所处深度的水样，当装置下沉到浮柱悬于水中静止时，温度表球部悬于水面下1m处，静置5min后，储水杯内装满水面下1m处的水样，再提升本装置，此时合叶板合上活门关闭，储水杯中仍将保存所测水样。将水温表提出水面后读数，此时温度表显示的数值即为所测地下水水温。

三、结语

该项研究通过研制地下水温度测量装置，在简便地下水水温监测工作过程的同时，根据《地下水监测规范》中水温监测要求，对测量装置在取样深度、保温效果方面进行改进，提高了地下水水温监测数据的准确性■设置外凸的导流帽，导流帽的下边沿距离储水杯底部的距离为3～4cm，出水孔的上边沿距导流帽的上边沿的距离为储水杯高度的1/6。储水杯外侧包裹有隔热的合成高分子化合物杯套；储水杯底部设置圆形活门和圆形合叶板，圆形活门直径为3～4cm，圆形合叶板的直径大于圆形活门，圆形合叶板的开合即可开关圆形活门。杯套可选用塑料、合成橡胶材料。杯套可使杯内的水样温度不受外界气温影响，减小测量误差。

（作者单位：江苏省水文水资源勘测局扬州分局225000扬州市邗江区水利局225000）