Обычно грунтовые воды образуются из дождевой воды, которая просачивается в почву; другими источниками являются реки и озера. Однако воду можно также накапливать искусственно, например, посредством впитывания воды в грунт за счет, к примеру, инфильтрационных бассейнов, специальных накопительных траншей или нагнетательных скважин. Как и в случае с надземными водами, поток грунтовых вод также находится под влиянием силы тяжести и движется в направлении самого крутого склона или через наиболее проницаемые слои почвы. Движение грунтовых вод, как правило, значительно медленнее, чем течение рек и ручьев, однако в некоторых случаях оно составляет всего несколько метров в год. Потоки грунтовых вод движимы силами давления, создаваемыми весом самой воды, в результате чего интенсивность этих сил также определяет скорость потока. Грунтовые воды являются частью круговорота воды, в силу чего время, в течение которого они остаются в земле, варьируется от менее одного года до миллионов лет. Если горизонт грунтовых вод проникает на поверхность земли, то грунтовые воды будут пробиваться через родники и вливаться в надземные воды.
Грунтовые воды изменяются по мере их протекания под землей: например, если они поглощают углекислый газ, вступают в реакцию с минералами известняка и становятся более жесткими. Также, по мере процесса течения, они фильтруются, что со временем приводит к выбросу микроорганизмов, таких как бактерии и вирусы.
Бокс с устройством мобильной связи (слева) и GSM2*
Грунтовые воды и охрана грунтовых вод
В ЕС грунтовые воды причисляются к охраняемому ресурсу, там за ними следят власти на станциях мониторинга грунтовых вод. Чрезмерное использование удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве и высокая концентрация загрязняющих веществ на загрязненных участках предоставляют опасность для качества грунтовых вод. Около 300 миллионов человек по всему миру удовлетворяют свои потребности в воде за счет грунтовых вод.
С 2002 года спутники GRACE позволяют проводить приблизительные измерения повышения и понижения уровня грунтовых вод. Но поскольку это очень важно, грунтовые воды нуждаются в более точном мониторинге. С 2007 года Польский геологический институт использует даталоггеры KELLER DCX-22. Однако измерения, полученный с помощью этих регистраторов, необходимо считывать на месте, что непросто в этой сфере применения.
Вот почему уже несколько лет вместо регистраторов используется комбинация преобразователей уровня 36XW и дистанционных передатчиков GSM-2*. Это идеальное решение для полностью автоматизированного сбора данных в отдаленных местах. Измерительные приборы обычно помещают в специальные скважинные трубы, известные как пьезометры. Благодаря корпусу из нержавеющей стали, GSM-2 исключительно прочный и при этом потребляет очень мало энергии – это свойства, которые идеально подходят для требований заказчика в данной области. В настоящее время в Польше действует 350 систем мониторинга грунтовых вод. Эти системы хранят свои измерения с помощью приборов GSM-2 и передают данные об уровне воды и температуре непосредственно на главную станцию управления и центральную базу данных, расположенную в Варшаве.
Пьезометр
Прибор GSM-2 обеспечивает передачу данных через GSM/GPRS с помощью SMS, FTP или электронной почты. Также приборы хранят собранные данные в буфере емкостью 57000 измерений, что повышает безопасность собранных данных. Барометр, установленный внутри модулей, позволяет использовать для измерения уровня воды бескапиллярный, крайне стабильный датчик абсолютного давления.
Для этого идеально подходит преобразователь уровня PAA-36XW. Погрешность прибора составляет всего 0,05% ВПИ (0…40°C), это означает, что он может точно измерять уровень грунтовых вод. В качестве дополнительной опции температуру воды можно измерять с помощью встроенного датчика Pt1000 с точностью 0,1°C. Для низковольтной электронной системы требуется напряжение всего 3,2 В, что обеспечивает очень низкое потребление питания. При использовании преобразователя с GSM2* его внутренней батарее приходится обеспечивать лишь небольшое количество дополнительное энергии. Это значит, что данные можно собирать и передавать на протяжении нескольких лет без необходимости замены батареи. Отсутствие капиллярной трубки исключает проблемы с влагоустойчивостью, что дополнительно повышает надежность системы.
* В настоящее время прибор дистанционной передачи данных GSM2 был доработан, а затем заменен новым прибором ARC1.
Встроенный дистанционный передатчик GSM2*
Используемые приборы:
_80x0_e6f.jpg)
_146x146_c23.jpg "Стрелка")
