用于地表水和地下水研究的光纤分布式温度传感技术
光纤分布式温度传感(DTS) 是一种新兴技术，可用于表征河口-含水层和河流-含水层相互作用，并识别基岩钻孔中的透射裂缝。
图片来源：USGS/Cian Dawson
这张照片中，美国地质调查局的一名实习生正在沿着一条溪流河床部署光纤电缆，以测量2016 年 6 月的温度。美国地质调查局的科学家使用这种光纤分布式温度传感系统来识别地下水排入溪流的区域。2006 年春，美国地质调查局水资源任务区启动了为期六个月的光纤分布式温度传感 DTS 技术演示/评估项目。作为该项目的一部分，在 100 米至公里的范围内开展了几项 DTS 试点研究。研究目标包括评估DTS 在以下方面的应用：
l 绘制海底地下水排放图，
l 确定获取流量范围，
l 识别钻孔中的传输裂缝。
对于每个项目，都会使用额外的水文、化学或地球物理数据来帮助确认基于光纤温度监测结果的解释。自首次演示/评估以来，DTS 已被纳入美国地质调查局水文地球物理工具包，并在最近的地下水/地表水交换方法培训课程和许多出版物中占据突出地位。
来源/使用：公共领域
该图显示了使用光纤分布式温度传感(DTS) 系统收集的温度数据。面板 a、b 和 c 使用 DTSGUI（一种 USGS 公共领域软件工具）以热图格式显示数据。面板 d 以地图视图显示数据子集。
关于光纤分布式温度传感
DTS 测量是指沿光纤电缆发送脉冲激光。光子与光纤的分子结构相互作用下的入射光散射。通过分析拉曼背向散射来了解光功率的变化，可以估算温度。通过分析布里渊背向散射来了解光频率的变化，用户可以估算温度和应变。
目前DTS技术可以实现：
l 每个仪器通道可对数公里长的电缆进行连续测量
l 沿电缆的空间分辨率约为0.5 米（取决于配置和系统）
l 用于地表水、包气带和钻孔数据收集的主动加热实验（使用专用电缆）
l 用于石油测井，水平面监测
l 用于发电厂、输煤皮带、数据中心等温度监测
l 用于智慧楼宇火灾监测，道路监测等
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