[发明专利]一种冻土冻融自动监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种冻土冻融自动监测系统及监测方法，该系统包括：监测竖管，其布置在监测井内，监测竖管上沿其长度方向设有多个冻融监测层；多个冻融测量设备，且分别安装在多个冻融监测层上；多个内部盛放有液态水的冻融测试标准件，且其分别安装在多个冻融监测层上，冻融测试标准件的一侧面为弹性面，弹性面上贴合有测线，测线的自由端设有与冻融测量设备连接的测线连接口；冻融监测分析终端，其均与多个冻融测量设备通过监测数据线连接。该系统可实现在同一检测井内对不同深度的冻土冻融动态进行监测，一次性投入可长年监测，减少了大量的人力物力成本，并且可根据野外工作研究程度而确定其监测深度，且能随时掌握冻土层比较准确的冻融情况。

技术领域

本发明涉及冻土区冻土冻融监测技术领域，更具体的说是涉及一种冻土冻融自动监测系统及监测方法。

背景技术

监测并掌握多年冻土的动态变化是科学评价冻土资源、制定合理有效保护措施、减轻和防治相关地质灾害的重要基础。目前国内传统的冻土监测，一般是利用井孔进行地下地温监测，还没有专门的冻土监测专用设备。这种地温监测井，受温度监测精度的限制及水在0℃时存在液、固相并存的特性，不能监测到地下水的液-固相转换动态变化，也不能正确反映冻土的实时冻态变化信息。

因此，如何提供一种开发建设和管理成本低、占地面积小、自动化程度高、可根据野外工作研究程度而确定其监测深度，且能随时掌握冻土层比较准确的冻融情况的冻土冻融自动监测系统及监测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种开发建设和管理成本低、占地面积小、自动化程度高、可根据野外工作研究程度而确定其监测深度，且能随时掌握冻土层比较准确的冻融情况的冻土冻融自动监测系统及监测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种冻土冻融自动监测系统，包括：

监测竖管，所述监测竖管布置在监测井内，所述监测竖管上沿其长度方向设有多个冻融监测层；

冻融测量设备，所述冻融测量设备为多个，且分别安装在多个所述冻融监测层上；

冻融测试标准件，所述冻融测试标准件为多个，且分别安装在多个所述冻融监测层上，所述冻融测试标准件内盛放有液态水，且所述冻融测试标准件的一侧面为可延伸和收缩的弹性面，所述弹性面的外表面上贴合有测线，所述测线的自由端设有与所述冻融测量设备连接的测线连接口；

冻融监测分析终端，所述冻融监测分析终端设置在所述监测井外部，且均与多个所述冻融测量设备通过监测数据线连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种冻土冻融自动监测系统，冻融测量设备可测量不同深度冻土层的温度，而冻融测试标准件内的水由液态水和固态冰之间转化时，弹性面会相应的收缩或膨胀，而弹性面上的测线会随着弹性面的收缩或膨胀而相应的缩短或延展(即水的冻融信息由测线的变化体现出来，而水的冻融信息反映的是冻土层的冻融信息)，进而测线的缩短或延展的动态变化量会由冻融测量设备采集，并最后经过冻融监测分析终端进行分析，获得冻土的冻融信息。因此，该系统可实现在同一检测井内对不同深度的冻土冻融动态进行监测，一次性投入可长年监测，减少了大量的人力物力成本，并且该系统结构简单、开发建设和管理成本低、占地面积小、自动化程度高、可根据野外工作研究程度而确定其监测深度，并且该系统采集的冻土的温度信息和测线的伸展、收缩信息可进行数据(冻融动态数据)比较，能够随时掌握冻土层比较准确的冻融情况。

进一步的，所述监测竖管包括：监测承载柱体和多个半圆形板，所述监测承载柱体的左右侧面上均上下间隔固定有多个所述半圆形板，上下相邻两个所述半圆形板之间的空间构成所述冻融监测层，所述监测承载柱体的前侧面上对应所述冻融监测层的位置均开设有设备安装槽，所述冻融测量设备安装在所述设备安装槽内，所述冻融测试标准件安装在上下相邻两个所述半圆形板之间；所述监测承载柱体的后侧面上开设有走线通道，所述监测数据线置于所述走线通道内。