壹、內容概述
中國地質調查局水文地質環境地質調查中心在國土資源部環境司、中國地質調查局、科學技術部、中國地質環境監測院的項目支持下，針對國內在地下水監測儀器方面的不足，綜合考慮野外環境和人為破壞等各種因素，自主研發了地下水動態自動化監測技術。研發工作可分為三個階段。
1.2002～2004年
研究解決的主要核心技術：
（1）應用國外先進的傳感器技術研制出水位/水溫復合式探頭，為克服大氣壓變化的影響，研制了獨特的氣壓平衡裝置，使傳感器與大氣連通，有效地克服了大氣壓變化對測量值的影響，使探頭穩定性得到了充分對保證。
（2）設計了全密封圓筒式結構，便於野外安裝及保管，密封、防潮問題的解決，使儀器系統可靠性得到了保證。
（3）研制了低功耗、高穩定的主機電路。為了解決野外長期自動監測設備，既要求連續工作，又要求直流（電池）供電問題，儀器系統全部采用低功耗的元器件，對功耗較大的傳感器、放大器、A/D轉換器以及單片機等采用了間斷供電方式。
（4）研制了單片機控制和數據處理軟件，並針對儀器在推廣使用中出現的各種問題，對軟件進行了修改，針對幾種由於用戶操作不當等人為因素造成的影響，增加了防範措施。
上述成果於2004年獲國土資源科學技術獎二等獎，2007年榮獲中國儀器儀表學會2007年度優秀產品獎。2008年獲得了“地下水動態自動監測儀”（專利號：ZL200820108674.3）、“水位監測氣壓平衡裝置”（專利號：ZL200820108673.9）兩項實用新型專利。
2.2009年
“WS-1040地下水動態監測儀”被列入科技部“國家重點新產品計劃”，依托國家重點新產品項目，對地下水動態監測儀器進行了升級改造。通過核心器件的升級換代、信號調理電路的改進，進壹步降低了整機功耗，提高系統的集成性、穩定性和可靠性。其功能已達同類產品水平。
3.2010年至今
依托地質調查項目，開展了實用地下水監測技術研究，完成了地下水動態遠程監測系統的研制。取得了如下成果：
（1）與國際知名品牌聯合，研發了地下水動態遠程監測實用產品，實現地下水動態監測數據的自動采集、傳輸、遠程監控。
（2）開發了多級多源設備遠程管理系統，實現了基於多源、多方式、多級別的監測數據接收和同步更新。與地下水遠程監測設備聯合，實現了監測設備的遠程管理。
（3）地下水動態遠程監測系統通過了國內外相關部門的檢測，得到了國內外同行的好評。特別是在美國地下水監測展會上，引起了業內人士的廣泛關註。
（4）工程化是保證產品質量的關鍵環節，通過產品的工程化工作，提高了質量，降低了成本，實現了科研樣機向產品化的真正轉變。同時，通過工程化工作，積累了經驗，鍛煉了人才，規範了產品的研發，提高了技術人員的工程化能力。為今後科技成果的轉化奠定了基礎。
（5）依托地調項目，開展項目延伸，地下水遠程監測系統在南水北調沿線地下水監測工作中發揮了作用。
地下水動態遠程監測系統主要由現場監測儀器、商用公***服務網絡和監測中心站組成。在系統中，中心站通過公***服務網絡與各監測儀器進行信息交換，完成監測數據回收和監測設備管理。現場監測設備包括水位水溫傳感器、數傳儀器、井口保護裝置。各監測儀器通過傳感器實現了地下水水位和水溫長期自動監測，測量數據自動保存在存儲單元。通過數傳儀器將數據定時發送到控制中心。數傳儀器采用不銹鋼圓筒結構，通過電纜配接傳感器，傳感器及數傳儀器均可放入監測井中，因此便於保護，並克服了氣候及天氣的影響。整套儀器通過井口保護裝置，實現了野外監測設備的安全管理。監測中心站包括數據接收系統、終端服務器和控制軟件。可定期通過公***網將監測數據傳入中心站並完成儀器的參數設置。該系統具有自動存儲、遠程傳輸、接收、解譯、入庫、管理和監測井信息、監測設備信息、通訊設備信息管理以及異常報警等功能，數據可對國家級、省級、地市級三級機構同步傳輸和更新。此外，該監測儀器還具有高精度、高分辨率、抗幹擾、微功耗等優點，可全天候無人值守工作。內置大氣壓傳感器，除獨立測量氣壓、氣溫外，可以在無通氣管條件下進行就地大氣壓力補償。
二、應用範圍及應用實例
該系統能對地下水水位和水溫動態變化進行長期自動監測，可廣泛應用於水文地質、環境地質、地質災害預測預報、環境保護、水資源管理、地熱井的監測、水利、礦區水文等領域。
1.地下水動態遠程監測系統在南水北調工程地下水監測中發揮作用
南水北調作為國家重大戰略工程，掌握其沿線區域地下水基礎資料，將為今後的調蓄、工程管理等後續工作提供重要依據。由中國地質調查局水文地質環境地質調查中心自主研發、具有國際先進水平的10套S-GRT-1型地下水遠程動態監測儀安裝在了南水北調工程河南、河北段，分別在河南鶴壁、安陽和河北邯鄲、邢臺、石家莊等地區，監測區域全長350km，可以對地下水的水位、水溫、氣壓、氣溫等數據進行動態采集。該批儀器自2012年9月1日安裝完畢並啟動以來，已經成功運行兩個多月，傳回的數據精準可靠。
未來，我國自主研發的相關地下水遠程動態監測系列儀器將陸續安裝在南水北調工程的沿線，為監測區域內地下水的安全提供持續有力保障。
2.黑河流域地下水監測
黑河流域地下水動態監測始於20世紀80年代，監測區域主要有張掖、高臺、臨澤、酒泉4個縣市，主要對地下水水位、水質、水溫、泉水流量等進行監測，監測手段以人工監測為主。水環地調中心結合自然科學基金重點項目“黑河流域地表水與地下水相互轉化的觀測與機制研究”，將自主研發的地下水動態遠程監測系統應用於黑河平原區，其目的壹是為該項目的科學研究提供監測數據支撐，二為黑河流域的地下水科學管理提供決策依據。該系統可對地下水水位和水溫的動態變化進行長期自動監測。測量數據自動保存在儀器內部的存儲單元內，可定期通過公***服務網，將監測數據傳入終端管理平臺並完成監測數據、監測設備的動態管理。實現了地下水動態數據自動采集、存儲、傳輸、遠程管理。極大方便了監測部門的相關工作。為黑河流域地表水與地下水相互轉化的觀測與機制研究提供了基礎數據。
三、推廣轉化方式
地下水監測技術成果的推廣轉化可通過宣傳報道、會議交流、人員培訓、技術咨詢等方式向用戶推薦並引入市場。成果將通過局部試點示範，並逐步在全國範圍內推廣應用，可廣泛應用於地下水長期觀測、水資源調查、地表水監測、抽水井水位監測、工業用水管理等多種場合。
技術依托單位：中國地質調查局水文地質環境地質調查中心
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