电导仪在海水入侵监测分析中的应用.pdf

水生态环境
东北水利水电
2012年第6期
[文章编号]1002-0624(2012)06-0034-01
电导仪在海水入侵监测分析中的应用
刘忠义,刘文军,汤玉福
(辽宁省水文水资源勘测測局葫芦岛分局,辽宁葫芦岛125000)
中图分类号]X522
[文献标识码]B
1基本情况
地下水电导率的变化,又受水溶液化学成分及其矿化
葫芦岛市位于辽宁省的西南部,下辖兴城、绥中、建昌
度的控制,其表达式为:p=Ac'C-。
3个县(市)和连山、龙港、南票3个区。其中,濒临辽东湾的式中Ac为与水容液化学成分有关的系数。因为海、成水主
有兴城、绥中、连山和龙港等5个县(市、区),海岸线长258
要成分为NaCl,化学成分基本稳定,所以在一定意义上来
km。兴城、绥中连山和龙港等4个县(市、区)直接人海的说A值可认为是一个NaCl的当量,式中C为地下水的矿
各流域主要包括小凌河一六股河、六股河、六股河一山海
化度。在上述范围内,对于以NaCL为主的海水侵染来说,
关等3个流域四级区,总面积7171km2;其中,小凌河一六
矿化度可被认为是影响地下水电导率的决定性因素。矿化
股河流域面积2316km2、六股河流域面积为3080km2、六
度越高,电阻率将越小,电导率则越大。
股河一山海关流域面积1775km2。
根据2010-2011年海水侵染监测试验,不难发现用
电导仪进行海水侵染监测与用化验分析的氯离子浓度、矿
2水资源开发利用现状
化度进行海水侵染监测有着非常好的关系如图1,2所示。
小凌河~六股河实际开采量为8985.7万m3,可开采充分证明应用电导仪法监测海、成水侵染理论上是有根据
量为8639.3万m3,开采率为104.0%;六股河实际开采量的,实践上是可行的。
为5156.7万m,可开采量为5264.0万m,开采率为
7000
98.0%;六股河~山海关实际开采量为4871.2万m2,可开采
6000
量为6515.6万m3,开采率为74.8%。
5000
4000
3海水入侵现状
怜3000
2000
y=4.943x"2
葫芦岛地区海水人侵的速度相当快。从1999年到
R2=0.9265
2010年,葫声岛沿海地区因海水入侵而被污染的地区面积
307.92km2,共分为7块区域:其中白马石-刘台子海水入
侵面积16.88km2,双树乡海水入侵面积17.53km2,兴城的
氯离子含量/mgT
曹庄ー沙后所海水入侵面积79.12km2,兴城的望海一刘台
图1电导率与氯离子含量相关关系图
子海水人侵面积76.39km2,绥中的塔山电海水人侵面釈
7000
30.64km2,绥中的网户海水入侵面积14.72km2,绥中的万
600
5000
家海水人侵面积72.64km2。
34000
4用电导仪进行海水侵染的监测分析
得3000
2000
y=3.2962x085
4.1电导仪法监测海水侵染的依据
1000
R2=0.9354
L
电导是电阻的倒数,因此,当两个电极插入溶液中,可
88888888888
a合PtいP
以测出两电极间的电阻R。根据欧姆定律,温度一定时,这
c中t的
电阻值与电极的间距L(em)成正比,与电极的截面A(cm2
矿化度/mgL1
成反比。即R=p?LA。由于电极面积A与间距L都是固定
日2电导率与矿化度相关关系图
不变的,故A是一常数,称电导池常数(以C表示)。比例
从图1,2可以看出,电导率与氯离子含量、矿化度的
常数p叫电阻率,其倒数1ク称为电导率,以K表示(x=C相关系数都比较高,均在098以上,说明应用电导仪法监
R)。当已知电导池常数,并测出电阻后,即可求出电导率。
测海水侵染,完全可以代替取样化验分析矿化度、氯离子
34
(下转第42页)
水文水资源
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4)数据传输方式。各个水情遥测站采集系统所需要的
1)站点选址。因当时有的站点选址只考虑到雨量站点
数据,通过数据转换和数据打包后送到GPRS模块,GPRS的组网范围和信号的强弱,未与当地的建设规划相结合,
模块根据实现定义的接人点名称APN( Access Point Name)有的站点因住户拆迁或房屋转让需重新建站,因此在系统
连接方式将打包好的数据增加部分冗余码和校验码转换实施前应切实做好测站选址的论证。
成适合在无线链路上传送的?络数据包信号,发送到移动
2)移动信号强弱对数据伎输效果影响较大,有的站点
公司局端的专用APN后透明传递到水情分中心。同样,水安装后因信号不稳定经常发生数据丢失现象,后来在附近
情分中心可以将命令对远端遥测站的设置参数等传递到增加移动基站或站点设备更换信号放大天线,才保证了数
遥测站点,从而实现数据远程读取和遥涮站工作参数的远据的稳定传输。
程设置。
3)有的站点终端机模块经常发生死机现象,经过检查
3.3遥测站的工作原理
发现是由于测站湿度较大,造成设备模块肉部出现锈蚀,
遥终端机平时处于休眠状态,当某一触发信号(雨引起模块死机故障。
量计动作、时钟或定时器到时等将其唤醒后即进入工作状
4)虽然使用公网免去了自己建设通信网络的困难,而
态。遥测终端机采集雨量、水位等数据后判断是否满足设实际使用中公网的故障是水情维护人员无能为力的事情,
定的发送条件,若满足,则将数据经GPRS模块发往各中例如移动的基站出了故障分中心收不到报文,系统管理员
心站,之后重新进人睡眠状态;若不满足,则直接重新进人就只能等待移动公司的人员进行维修。
睡眠状态。遥测站工作原理如图1所示
5)由于系统数据通讯涉及网络流量费用结算,有的站
因故障收不到信息停止命令,造成数据不停的补报,发生
〈开始
大量的通信费用,因此对来数异常的水情遥测站应及时进
し发送事件产生(串行口发数据报文
行维护。同时使用方应专人跟踪各测站数据通信业务运行
情况,以免因SIM卡号过期失效,导致更换新卡增加去现
模块上电
延时等待命令
场维护频次。
廷时
模块下电
5结语
模块准备好2
结束
早期水情遥测系统往往采用自建专用无线通信网或
有线通信网来进行数据传输,但这些技术大多存在通信范
图1遥测站工作原理示意图
围有限、费用高、维护困难等缺点。GPRS通信技术和理念
4系统运行中遇到的几个实际问题
为水情遥测系统建设提供了新的解决方案,实践证明在水
情自动测报应用方面,GPRS通信与其它的通信方式比较
白石水情分中心GPRS水情自动测报系统正式投人
具有很大的优势,相信未来的3G时代,现代通信技术同水
使用后,及时为省水情中心及水库调度提供了有效数据
保证了水库水情预报调度的及时性、准确性,为水库的防利事业相结合的技术发展会更趋明显。
汛决策提供了技术支持,但也出现了如下几个问题
收稿日期]2012-03-16
(上接第34页
含量及監测海水侵染的繁琐过程。