专利名称：海水入侵监测方法及分布式电导率地质灾害监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地质灾害监测技术领域，特别是涉及一种海水入侵监测方法及分布式 电导率地质灾害监测装置。
背景技术：
海水入侵是由于陆地地下淡水水位下降而引起的海水回灌侵染地下淡水层的自 然现象。即指海水通过透水层(包括弱透水层)渗入水位较低的陆地淡含水层。一般情况 下，陆地淡含水层的水位比海水水位高，但经过长期大量抽取陆地淡含水层，会使其地下水 位低于海水水位，导致海水(咸水)通过透水层渗入陆地淡含水层中，从而破坏地下水资源。据资料显示，近年来我国沿海地区海水入侵淡水含水层的现象屡屡发生，从北向 南涉及辽宁、河北、天津、山东、广西、海南等多个省份。其中，环渤海地区海水入侵发展尤为 迅速，仅2003年海水入侵面积就达2457平方千米，比20世纪80年代末增加了 937平方千 米，平均每年增加62平方千米(源自中国地质调查局)。海水入侵地域使地下水产生不同程度的成化，可导致沿海地区水质恶化，灌溉用 水源地减少；土壤生态系统失衡，耕地资源退化；使工农业生产受到影响；降低人口健康水 平，影响社会稳定；最后必将导致自然生态环境的恶化。给国家和人民群众的财产及生产生 活造成极大损失。目前国内应对海水入侵主要以监测、预防为主。监测手段主要用物探方法、布设海 水入侵观测孔和同位素指标法监测海水入侵状况。我国大部发生海侵地区如山东、河北等 省已经建立了海水入侵和土壤盐渍化监测站，布设了一定数量的地下水观测孔来监测海水 入侵，用测绳测量水位，取水化验确定含盐量等方法监测海水入侵状况。上述这些海水入侵监测手段实施时工作量大，过程繁琐，数据处理准确度差。

发明内容
本发明要解决的问题是提供一种海水入侵监测方法及分布式电导率地质灾害监 测装置，以克服现有技术中实施海水入侵监测时工作量大，过程繁琐，数据处理准确度差的 缺陷。为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种海水入侵监测方法，所述方法包括 以下步骤A、将主机布设在地质灾害观测井附近安全之处，将分布式测量电极布设在地质灾 害体海水入侵观测井内，并记录分布式测量电极上每个电极所在的井深；B、选择测试电极，并给所选择的电极通电，使所述电极通过井液形成回路，测量串 联在所述回路内的采样电阻两端的电压；C、根据所述电压获取所述电极处井液的电导率数值；D、根据所述分布式测量电极上每个电极的电导率数值与所述电极所在的井深，确定成淡水的分界情况，实现对海水入侵状况的监控。其中，在所述步骤A中，所述分布式测量电极在所述观测井内垂直于地面沿轴向 方向分布。其中，在所述步骤B中，采用频率为1000Hz、正负脉冲的幅度一致、占空比为50% 的方波脉冲给所选择的电极通电。其中，在所述步骤C中，根据公式
权利要求
1.一种海水入侵监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤A、将主机布设在地质灾害观测井附近安全之处，将分布式测量电极布设在地质灾害海 水入侵观测井内，并记录分布式测量电极上每个电极所在的井深；B、选择测试电极，并给所选择的电极通电，使所述电极通过井液形成回路，测量串联在 所述回路内的采样电阻两端的电压；C、根据所述电压获取所述电极处井液的电导率数值；D、根据所述各电极电导率数值与所述各电极所在的井深，确定成淡水的分界情况，实 现对海水入侵状况的监控。
2.如权利要求1所述的海水入侵监测方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述分布式 测量电极在所述观测井内垂直于地面沿轴向方向分布。
3.如权利要求1所述的海水入侵监测方法，其特征在于，在所述步骤B中，采用频率为 1000Hz、正负脉冲的幅度一致、占空比为50%的方波脉冲给所选择的电极通电。
4.如权利要求3所述的海水入侵监测方法，其特征在于，在所述步骤C中，根据公式
5.如权利要求4所述的海水入侵监测方法，其特征在于，在所述步骤C中，根据公式Kx =10000/(718-290*Vm)计算所述电极处井液的电导率数值，其中，Vm的单位为V，Kx的单 位为mS/cm。
6.一种分布式电导率地质灾害监测装置，其特征在于，所述装置包括主机和分布式测 量电极，所述主机与分布式测量电极之间通过电缆连接；所述主机布设在地质灾害观测井附近安全之处，包括电极选择电路，用于选择待通电的测试电极；电极供电电路，用于给被选择的电极通电；电极切换电路，用于根据所述电极选择电路的选择结果，将选择的电极切换到电极供 电电路进行通电；信号采样电路，用于对通电后的电极供电电路、电极与井液形成的回路进行信号采集；主控单元及数据采集电路，用于控制完成电极选择、电极切换、数据采集处理及存储；所述分布式测量电极布设在地质灾害体各处的海水入侵观测井内，在所述观测井内垂 直于地面沿轴向方向分布。
7.如权利要求6所述的分布式电导率地质灾害监测装置，其特征在于，所述主控单元 及数据采集电路包括电导率获取单元，用于根据公式Κχ =_2_(Vab * R2) / Vm - (R0 + R\ + R2)计算所述电极处井液的电导率数值；其中Kx为电导率数值，Q为电极系数，Vab为所述 方波脉冲的电压值，R2为采样电阻的电阻值，Vm为采样电阻两端的电压值，RO为所述主机 与分布式测量电极之间电缆的电阻值，Rl为分压电阻的电阻值；分界确定单元，用于根据所述电导率数值与所述电极所在的井深，确定咸淡水的分界 情况。
8.如权利要求7所述的分布式电导率地质灾害监测装置，其特征在于，所述主机还包 括存储器，用于存储所述电导率数值以及对应的电极的状态信息。
9.如权利要求6所述的分布式电导率地质灾害监测装置，其特征在于，所述电极供电 电路的输出为频率为1000Hz、正负脉冲的幅度一致、占空比为50%的方波脉冲。
10.如权利要求6至9任一项所述的分布式电导率地质灾害监测装置，其特征在于，所 述分布式测量电极上电极数量为2至30个。
全文摘要
本发明公开了一种海水入侵监测方法，包括布设主机及分布式测量电极，该分布式测量电极布设在地质灾害海水入侵观测井内，并记录每个电极所在的井深；选择测试电极，并给所选择的电极通电，使电极通过井液形成回路，测量串联在回路内的采样电阻两端的电压；根据所述电压获取该电极处井液的电导率数值；根据电导率数值与各电极所在的井深，确定成淡水的分界情况，实现对海水入侵状况的监控。本发明还公开了一种分布式电导率地质灾害监测装置。本发明通过对地质灾害海水入侵观测井内不同深度的井液的电导率数值的采集，利用水的电导率与含盐量成线性关系，根据电导率数值与电极所在的井深，确定成淡水的分界情况，方便、快捷、准确的完成对海水入侵状况的监控。
文档编号G01N27/06GK102141534SQ20111000979
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者任晨虹, 吴悦, 曹修定, 杨进平, 殷跃平 申请人:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心