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一、引言
電法勘探方法可以追溯到19世紀(jì)初P.Fox在硫化金屬礦上發(fā)現(xiàn)自然電場(chǎng)現(xiàn)象,至今已有100多年的歷史。我國電法勘探始于20世紀(jì)30年代,由當(dāng)時(shí)北平研究院物理研究所的顧功敘先生所開創(chuàng)。經(jīng)過70余年的發(fā)展,我國的電法勘探無論在基礎(chǔ)理論、方法技術(shù)和應(yīng)用效果等方面都取得了巨大的進(jìn)展,使電法成為應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類多、應(yīng)用面廣、適應(yīng)性強(qiáng)的一門分支學(xué)科。同時(shí),經(jīng)過廣大地球物理工作者不懈努力,在深部構(gòu)造、礦產(chǎn)資源、水文及工程地質(zhì)、考古、環(huán)保、地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域,電法已經(jīng)和正在發(fā)揮著重要作用。限于篇幅,本文僅對(duì)其中幾種主要方法,如高密度電法、激發(fā)極化法、CSAMT、瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)等作簡要介紹,并就這些方法在水文和工程地質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述,供廣大水文和工程地質(zhì)、工程物探人員參考。
二、高密度電法
高密度電法實(shí)際上是集中了電剖面法和電測(cè)深法,其原理與普通電阻率法相同,所不同的是在觀測(cè)中設(shè)置了高密度的觀測(cè)點(diǎn),是一種陣列勘探方法。關(guān)于陣列電法勘探的思想源于20世紀(jì)70年代末期,英國人設(shè)計(jì)的電測(cè)深偏置系統(tǒng)就是高密度電法的模式,20世紀(jì)80年代中期日本借助電極轉(zhuǎn)換板實(shí)現(xiàn)了野外高密度電法的數(shù)據(jù)采集。我國是從20世紀(jì)末期開始研究高密度電法及其應(yīng)用技術(shù),從理論方法和實(shí)際應(yīng)用的角度進(jìn)行了探討并完善,現(xiàn)有中國地質(zhì)大學(xué)、原長春地質(zhì)學(xué)院、重慶的有關(guān)儀器廠家研制成了幾種類型的儀器。
高密度電法野外測(cè)量時(shí)將全部電極(幾十至上百根)置于剖面上,利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測(cè)儀便可實(shí)現(xiàn)剖面中不同電極距、不同電極排列方式的數(shù)據(jù)快速自動(dòng)采集。與常規(guī)電阻率法相比,高密度電法具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.電極布置一次性完成,不僅減少了因電極設(shè)置引起的故障和干擾,并且提高了效率;
?。玻軌蜻x用多種電極排列方式進(jìn)行測(cè)量,可以獲得豐富的有關(guān)地電斷面的信息;
?。常巴鈹?shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化或半自動(dòng)化,提高了數(shù)據(jù)采集速度,避免了手工誤操作。此外,隨著地球物理反演方法的發(fā)展,高密度電法資料的電阻率成像技術(shù)也從一維和二維發(fā)展到三維,提高了地電資料的解釋精度。 高密度電法應(yīng)用領(lǐng)域比較廣,尤其在水文和工程地質(zhì)勘查方面,主要有:底青云(2002)、吳長盛(2001)、郭鐵柱(2001)、 董浩斌(2001)等使用高密度電法在水庫大壩的壩體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、壩基滲漏勘查、堤壩裂縫檢測(cè)上見到了好的應(yīng)用效果;嚴(yán)文根(2002)將高密度電法用在電廠大壩的基巖面起伏及其強(qiáng)度特性評(píng)價(jià)上;王文州(2001)、王玉清(2001)、侯烈忠(1997)等將高密度電法用在高速公路高架橋、高層建筑選址、機(jī)場(chǎng)跑道的地基勘探中;郭秀軍(2001)采用高密度電法探測(cè)防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障礙物等物理性質(zhì)有別于周圍介質(zhì)的地下有形體;楊湘生(2001)在湘西北巖溶石山區(qū)找水中應(yīng)用高密度電法確定井位方面取得了好的效果;解愛華(2003)采用高密度電法與瞬態(tài)瑞雷面波法完成了機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程中的巖土工程勘察問題,查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深,利用土層的剪切波速劃分場(chǎng)地類別。此外,何門貴(2002)、劉曉東(2001)、王士鵬(2000)在尋找地下水、管線探測(cè)、查明采空區(qū)、調(diào)查巖溶及地質(zhì)災(zāi)害等工程物探中使用了高密度電法。
三、激發(fā)極化法
在電法勘探中,當(dāng)電極排列向大地供入或切斷電流的瞬間,在測(cè)量電極之間總能觀測(cè)到隨時(shí)間緩慢變化的附加電場(chǎng),稱為激發(fā)極化效應(yīng)。激發(fā)極化法(或激電法)就是以巖、礦石激發(fā)極化效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)來解決地質(zhì)問題的一類勘探方法。激電法是20世紀(jì)50年代末在我國開始研究和推廣的,早期是以直流(時(shí)間域)激電法為主,20世紀(jì)70年代初開始研究交流(頻率域)激電法———主要是變頻法,20世紀(jì)80年代初又開始對(duì)頻譜激電法進(jìn)行研究,也就是研究復(fù)視電阻率隨頻率的變化———即復(fù)視電阻率的頻譜。由于該方法測(cè)量的是二次場(chǎng),具有不受地形起伏和圍巖電性不均勻的影響、可測(cè)量的參數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。 在實(shí)際地質(zhì)應(yīng)用方面,初期的激電法主要用于勘查硫化金屬礦床,后來發(fā)展到諸多領(lǐng)域,如氧化礦床、 非金屬礦床、工程地質(zhì)問題等。近年來,激電法找水效果十分顯著,被譽(yù)為“找水新法”。早在上世紀(jì)60年代,國外學(xué)者VictorVacquier(1957)等提出了用激電二次場(chǎng)衰減速度找水的思想。在該思想的啟迪下,我國也開展了有關(guān)研究,并將激電場(chǎng)的衰減速度具體化為半衰時(shí)、衰減度、激化比等特征參數(shù),這些參數(shù)不僅能較準(zhǔn)確地找到各種類型的地下水資源,而且可以在同一水文地質(zhì)單元內(nèi)預(yù)測(cè)涌水量大小,把激電參數(shù)與地層的含水性聯(lián)系起來。目前,我國已有北京地質(zhì)儀器廠、重慶地質(zhì)儀器廠和山西平堯地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)出適合尋找地下水的儀器。
在找水方面的具體應(yīng)用有:楊進(jìn)(1997)用回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)及回歸預(yù)測(cè)方法預(yù)報(bào)了地下涌水量;姜義生(2000)使用雙頻激電法不僅解決了居民飲用的地下水源,而且解決了干擾地下施工的漏水帶;龍凡(2002)使用激電法中視激化率和半衰時(shí)參數(shù)在砂頁巖地區(qū)、灰?guī)r地區(qū)、花崗巖地區(qū)和玄武巖地區(qū)找到了地下水資源,并且用回歸直線法預(yù)測(cè)了單井涌水量;王聿軍(2001)使用激電法在貧水山區(qū)進(jìn)行找水;王俊業(yè)(2000)用激電參數(shù)和電阻率參數(shù)對(duì)地層的富水性進(jìn)行評(píng)價(jià),取得了好的結(jié)果;李金銘(1993)、 金學(xué)名(1993)使用激電法的偏離度參數(shù)尋找地下水資源;李茂塔(2001)、 李金銘(1990、1994)對(duì)激電法找水的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究;周立功(2001)使用激電法在重力土壩穩(wěn)定性檢測(cè)中查明大下沉段堤下介質(zhì)賦水情況。
值得一提的是,利用激電法找水或確定地層的含水性,好與高密度電阻率法相結(jié)合,這樣可以降低地球物理解釋的多解性,提高找水的成功率。高密度電阻率法在確定高阻或低阻地質(zhì)體具有*性,但低阻地質(zhì)體并不代表富含地下水,可能是由于泥巖引起地層的電阻率下降。這時(shí),可以通過使用激電法來區(qū)分含水地層和泥巖,因?yàn)榧る姸螆?chǎng)與巖石的孔隙有關(guān),在純粹泥巖中極化率比較小,在含水砂礫巖中極化率比較大,此外二次場(chǎng)的衰減速度也與孔隙的大小、形狀和寬窄有關(guān),這就是激電法找水的機(jī)理所在。
四、可控源音頻大地電磁法(CSAMT)
可控源音頻大地電磁法是在大地電磁法(MT)和音頻大地電磁法(AMT)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可控源頻率測(cè)深方法。CSAMT是1975年由MyronGoldstein提出,它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組建立了視電阻率和電場(chǎng)與磁場(chǎng)比值之間的關(guān)系,并且根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論得出電磁波的傳播深度(或探測(cè)深度)與頻率之間的關(guān)系,這樣可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測(cè)深度,達(dá)到頻率測(cè)深的目的。目前,已商業(yè)化的CSAMT儀器是由加拿大鳳凰公司與美國宗基公司研制的。 CSAMT采用可控制人工場(chǎng)源,測(cè)量由電偶極源傳送到地 下的電磁場(chǎng)分量,兩個(gè)電極電源的距離為1~2km,測(cè)量是在距離場(chǎng)源5~10km以外的范圍進(jìn)行,此時(shí)場(chǎng)源可以近似為一個(gè)平面波。由于該方法的探測(cè)深度較大(通??蛇_(dá)2km),并且兼有剖面和測(cè)深雙重性質(zhì),因此具有諸多優(yōu)點(diǎn):第1,使用可控制的人工場(chǎng)源,測(cè)量參數(shù)為電場(chǎng)與磁場(chǎng)之比———卡尼亞電阻率,增強(qiáng)了抗干擾能力,并減少地形的影響。第二,利用改變頻率而非改變幾何尺寸進(jìn)行不同深度的電測(cè)深,提高了工作效率,一次發(fā)射可同時(shí)完成7個(gè)點(diǎn)的電磁測(cè)深。第三,探測(cè)深度范圍大,一般可達(dá)1~2km。第四,橫向分辨率高,可以靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。第五,高阻屏蔽作用小,可以穿透高阻層。與MT和AMT法相同,CSAMT法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場(chǎng)效應(yīng)的影響,可以通過多種靜態(tài)校正方法來消除“靜態(tài)效應(yīng)” 的影響。CSAMT法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景,尤其是作 為普通電阻率法和激發(fā)極化法的補(bǔ)充,可以解決深層的地質(zhì)問題,如在尋找隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、推覆體或火山巖 下找煤、地?zé)峥辈楹退墓こ痰刭|(zhì)勘查等方面,均取得了良好的地質(zhì)效果。在地下水資源方面,CSAMT法適合尋找深部的基巖裂隙水:石昆法(1999)使用CSAMT法在灰?guī)r中尋找斷層,并打出了地下水;郭建華(1995)用CSAMT法在干旱地區(qū)尋找地下水資源及探測(cè)隱伏構(gòu)造;蔣達(dá)龍(1994)用CSAMT法發(fā)現(xiàn)地下熱水資源;底青云(2001)結(jié)合CSAMT法和高密度電法探測(cè)深層和淺層的地下水資源;底青云(2002)使用CSAMT法查找礦山頂板涌水隱患;嚴(yán)盛新(2003)用CSAMT法在沙漠腹地尋找地下水資源;吳璐蘋(1996)用CSAMT法在山區(qū)、半山區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行找水。此外,CSAMT法在工程勘探中的壩體滲漏調(diào)查、國家南水北調(diào)工程西線的地質(zhì)勘查、小浪底水利工程等項(xiàng)目,都可以發(fā)揮良好的作用,如劉錄剛(2004)用CSAMT法在雁門關(guān)隧道中進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。
五、瞬變電磁法(TEM)
瞬變電磁法是利用不接地或接地線源向地下發(fā)送一次場(chǎng),在一次場(chǎng)的間歇期間,測(cè)量由地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化。根據(jù)二次場(chǎng)的衰減曲線特征,就可以判斷地下不同深度地質(zhì)體的電性特征及規(guī)模大小等。由于該方法是觀測(cè)純二次場(chǎng),消除了由一次場(chǎng)所產(chǎn)生的裝置偶合噪音,具有體積效應(yīng)小、橫向分辨率高、探測(cè)深度深、對(duì)低阻反映靈敏、與探測(cè)地質(zhì)體有偶合、受旁側(cè)地質(zhì)體影響小等優(yōu)點(diǎn)。 瞬變電磁法是由前蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)30年代提出用于解決地質(zhì)構(gòu)造問題,20世紀(jì)50年代用于找礦,20世紀(jì)60年代以后從方法原理到一、二維反演都得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在我國,該方法研究始于20世紀(jì)70年代,20世紀(jì)90年代后逐步向工程檢測(cè)、環(huán)境、災(zāi)害等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。從20世紀(jì)80年代開始,原長春地質(zhì)學(xué)院、原地礦部物化探研究所、中南大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)分別在方法理論、儀器及野外試驗(yàn)、一維及二維正反演方法等方面做了大量工作,并且自行研制了幾種功率小、探測(cè)深度淺的瞬變電磁法儀器,在生產(chǎn)實(shí)際中見到了好的應(yīng)用效果。然而,大功率、探測(cè)深的瞬變電磁法儀器國內(nèi)尚在研制中,目前主要依賴進(jìn)口。 瞬變電磁法除了廣泛應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)、石油、煤田、地?zé)嵋约皟鐾翈Ш秃Q蟮刭|(zhì)等地質(zhì)勘查工作之外,在水文和工程地質(zhì)勘查中也取得了非常好的應(yīng)用效果,如楊文欽(2002)、張保祥(2002)、郁萬彩(2001)、蔣文(2004)等使用瞬變電磁法查明斷層及頂板砂巖的導(dǎo)水性及富水性、勘查地下水資源及界定地下水位、評(píng)價(jià)斷層空間位置及含水性和尋找地下含水構(gòu)造;劉繼東(1999)、 李貅(2000)、袁江華(2002)、閻述(1999)等使用瞬變電磁法探測(cè)煤柱及圈定老窯采空區(qū)、勘察煤田礦井涌水通道、探測(cè)小浪底水庫庫區(qū)煤礦采空區(qū)和探測(cè)地下洞體的存在;劉羽(1995)用瞬變電磁法評(píng)價(jià)塌陷成因及危害性、評(píng)價(jià)防滲帷幕穩(wěn)定性、探測(cè)高層建筑地基和評(píng)價(jià)大橋橋址穩(wěn)定性;郭玉松(1998)使用瞬變電磁法探測(cè)堤防工程隱患、勘查水庫壩址;薛國強(qiáng)(2003)使用瞬變電磁法探測(cè)公路隧道工程中的不良地質(zhì)構(gòu)造;李文堯(2000)用瞬變電磁法在抗洪搶險(xiǎn)中尋找漏水?dāng)嗔鸦蛉芏?;敬榮中(2003)使用瞬變電磁法結(jié)合四極測(cè)深探測(cè)地下管網(wǎng)分布。
六、地質(zhì)雷達(dá)(GPR)
地質(zhì)雷達(dá)與探空雷達(dá)技術(shù)相似,是利用寬帶高頻時(shí)域電磁脈沖波的反射探測(cè)目標(biāo)體,只是頻率相對(duì)較低,用于解決地質(zhì)問題,又稱“探地雷達(dá)”。將雷達(dá)技術(shù)用于探地,早在1910年就已經(jīng)提出,在隨后的60年中該方法多限于對(duì)波吸收很弱的鹽、冰等介質(zhì)中。直到20世紀(jì)70年代以后,地質(zhì)雷達(dá)才得到迅速推廣應(yīng)用。我國地質(zhì)雷達(dá)儀器的研制始于20世紀(jì)70年代初期,由多家高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行儀器研制和野外試驗(yàn)工作。但是由于種種原因,研究成果至今未能用于實(shí)際。目前,國內(nèi)使用的地質(zhì)雷達(dá)儀器都是引進(jìn)的,能夠提供商用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的有美國、加拿大、瑞典、俄羅斯等國家。
地質(zhì)雷達(dá)是由地面的發(fā)射天線將電磁波送入地下,經(jīng)地下目標(biāo)體反射被地面接收天線所接收,通過分析接收到電磁波的時(shí)頻、振幅特性,可以評(píng)價(jià)地質(zhì)體的展布形態(tài)和性質(zhì)。由于雷達(dá)穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關(guān),使其穿透深度有限,但分辨率很高,可達(dá)0.05米以下。早期,地質(zhì)雷達(dá)只能探測(cè)幾米內(nèi)的目標(biāo)體,應(yīng)用范圍比較狹窄。此外,地質(zhì)雷達(dá)與地震反射法原理相似,一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前,地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)深度可達(dá)100米,使之成為水文和工程地質(zhì)勘察中有效的地球物理方法。 地質(zhì)雷達(dá)因具有分辨率高,成果解釋可靠的特點(diǎn),在淺層地質(zhì)勘探中,有著非常廣泛的應(yīng)用。如探測(cè)覆蓋層厚度、基巖面起伏,查找潛伏斷層、破碎帶、古溶洞、管道溝、涵洞以及地下掩埋體,進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)、 考古調(diào)查等。在水文和工程地質(zhì)中,地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用也是非常廣泛,主要有:楊天春(2001)、錢榮毅(2003)、 鄧居智(1999)使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行公路、高速公路、機(jī)場(chǎng)道路等質(zhì)量的無損檢測(cè);趙永貴(2003)、 薛建(2000)、史付生(2003)使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、 檢測(cè)隧道襯砌質(zhì)量;王俊茹(2003)、李永革(2001)、姬繼法(2002)使用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)建筑物地下邊坡孤石、機(jī)場(chǎng)地下古墓等不良地質(zhì)體分布,消除其對(duì)鄰近或上部構(gòu)筑物構(gòu)成的潛在威脅;姜衛(wèi)方(2000)、 李大心(2000)、朱紅軍(2002)使用地質(zhì)雷達(dá)調(diào)查滑坡體及滑坡面、評(píng)估崩塌、滑坡及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害;高建東(1999)、 曾校豐(2000)、王百榮(2001)、使用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)水庫地下防滲墻、探測(cè)水庫壩體結(jié)構(gòu)層及結(jié)構(gòu)層材料老化變質(zhì)、檢測(cè)灌漿質(zhì)量及混凝土厚度、調(diào)查覆蓋層厚度及襯砌混凝土質(zhì)量;楊向東(2001)使用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)地下管道;李張明(2000)使用地質(zhì)雷達(dá)在三峽工程施工中探明花崗巖不均勻風(fēng)化分布范圍、圈定較大斷層及風(fēng)化夾層的延伸范圍和產(chǎn)狀、檢測(cè)高速公路質(zhì)量;王孝起(2001)使用地質(zhì)雷達(dá)調(diào)查南水北調(diào)中線天津干渠基巖巖性及基巖面高程;張興磊(2001)使用地質(zhì)雷達(dá)查明了煤柱破壞情況和采空區(qū)分布范 圍,指導(dǎo)注漿施工;張欣海(1999)使用地質(zhì)雷達(dá)查明了海上圍堤的斷面特征以及著底情況;陳愛云(2003)使用地質(zhì)雷達(dá)在石質(zhì)文物保護(hù)工程中查明巖體中含水裂隙和溶洞的分布規(guī)律及對(duì)文物的影響。
七、結(jié)論
通過對(duì)幾種主要電法勘探方法的發(fā)展、原理及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行綜述,可以看出,電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,歸結(jié)起來有以下幾方面:
?。保呙芏入姺ㄓ捎谄涓咝?、 深探測(cè)地電剖面成像,成為水文和工程地質(zhì)勘察中有效的方法??紤]到該方法的分辨率不高,在具體的應(yīng)用中可以結(jié)合其他電法勘探、電測(cè)井等方法,達(dá)到精細(xì)地質(zhì)解釋的目的。
?。玻刭|(zhì)雷達(dá)主要用于各類工程地質(zhì)勘探,是工程地質(zhì)勘探 的電法勘探方法。同時(shí),該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術(shù),使其迅速發(fā)展,可以在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。
3.在水文地質(zhì)勘探中,激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁 法是的電法勘探方法,如果將激發(fā)極化法和高密度電法結(jié)合起來尋找地下水資源,效果將會(huì)更好。
4.瞬變電磁法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘探中都有著廣泛的 應(yīng)用,尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質(zhì)勘探中發(fā)揮作用,還具有較高的分辨能力。如果將該方法與高密度電法結(jié)合使用,有望解決深部精細(xì)地質(zhì)勘察問題。
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此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè),新能源技術(shù)安裝公司,地?zé)峋@探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計(jì),通過連接我司單總線地?zé)犭娎|,以及單通道或多通道485接口采集器,可對(duì)接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢!此款設(shè)備支持貼牌,具體價(jià)格按量定制。
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,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.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: 小于350米
8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年
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,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,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)房內(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)房內(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)房內(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?、水溫、流量?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;
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
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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度)
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)
4.0-2000米NB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 |