[發(fā)明專利]一種用于野外觀測井定深取樣裝置及取樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410101710.3
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103913348A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范敬龍;徐新文;雷加強;李生宇;王海峰;王永東;靳正忠;王曉靜;李丙文;常青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所
• 主分類號: G01N1/10
• 分類號: G01N1/10
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于野外觀測井定深取樣裝置及取樣方法，屬于水環(huán)境保護與監(jiān)測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地下水是珍貴的淡水資源，尤其在我國北方干旱地區(qū)，是居民生活用水、社會經(jīng)濟發(fā)展和維持生態(tài)環(huán)境方面不可替代的重要資源。地下水資源具有分布廣泛、水質(zhì)好、儲存量大、調(diào)節(jié)能力強、供水保證度高等特點，但是一旦遭到破壞性開采和污染卻也很難得到恢復(fù)。不合理的開采行為，帶來諸如地面沉降、塌陷、地下水污染等一系列生態(tài)環(huán)境問題。這些問題不僅危害經(jīng)濟社會發(fā)展，而且對水資源的可持續(xù)利用構(gòu)成嚴重威脅。隨著地下水開發(fā)規(guī)模和強度的不斷加大，以及人們生態(tài)環(huán)境意識的增強，國內(nèi)外對地下水環(huán)境問題逐漸重視。在地下水環(huán)境監(jiān)測和水文測量工作中，水樣采集是一項重要環(huán)節(jié)。如何使得采集的樣品能夠準確反映當?shù)氐乃|(zhì)狀況，是監(jiān)測分析工作首要面對的問題。

傳統(tǒng)的地下水取樣方法分為自動式和人工式兩類，自動式用電動泵進行采樣，人工式可分活塞式與隔膜式兩種。其中，自動方式取樣，可以很好的提取到監(jiān)測井中的樣品，但造價和維護成本昂貴，如：采用電動自吸泵，在野外環(huán)境下，無電力供應(yīng)，則必須使用發(fā)電機，且自吸泵受到揚程限制，地下水埋深>7m的井，無法取樣；而潛水泵則受到觀測井口徑影響，口徑小的井無法下泵，且體積較大，頗為耗費人力物力，攜帶極為不便。而人工壓井雖然能解決上述問題，但連接件較多，容易漏氣，易損壞，且在野外環(huán)境下，不易固定，體積較大，攜帶、操作不便。

公開號CN203025014U公開了一種小口徑專控地下水定深取樣器。但其單次取水量有限，且只能取到該含水層的“死水”，是“瞬時狀態(tài)”，無法充分代表該含水層的普遍狀態(tài)。此外，該裝置繁瑣，制作成本較高，容易損壞，且使用過程較為繁雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前取樣方法存在的問題，本發(fā)明提供一種易攜帶、維護方便、可定深度的地下水取樣裝置及取樣方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于野外觀測井定深取樣裝置，包括導(dǎo)流管、手柄和連接兩者的拉線；其中，所述導(dǎo)流管內(nèi)部還設(shè)一活塞。

所述活塞由圓筒狀塞體、連接環(huán)扣和進水翻板組成；其中，所述連接環(huán)扣為半圓環(huán)，直徑與塞體直徑相同；所述連接環(huán)扣的兩端點垂直固設(shè)于塞體上端；所述拉線固定于連接環(huán)扣上；

所述進水翻板為一圓板，直徑與塞體直徑相當；所述進水翻板通過翻板連接點固定于塞體上端，并以翻板連接點為軸，自由開合。

所述導(dǎo)流管為帶有彎頭的PE管，彎頭介于40-90度之間，優(yōu)選80-90度，可實現(xiàn)導(dǎo)流；所述導(dǎo)流管直徑為38-42mm，長度依據(jù)井內(nèi)地下水埋深而定，通常以14-16m為宜。

所述導(dǎo)流管的底部設(shè)有過濾網(wǎng)，其網(wǎng)格尺寸0.4-0.6mm；所述導(dǎo)流管的外管壁自過濾網(wǎng)向上標有刻度，精確至mm；

本發(fā)明還提供上述取樣裝置的取樣方法，包括如下步驟：

1）利用水位尺測量觀測井內(nèi)地下水位；

2）將導(dǎo)流管下放置觀測井內(nèi)地下液面處；根據(jù)導(dǎo)流管外管壁上的刻度值，調(diào)整導(dǎo)流管下放深度；

3）在導(dǎo)流管內(nèi)灌入一定量的水，連續(xù)拉動手柄，使活塞在導(dǎo)流管底部來回運動，使目標含水層的地下水不斷進入導(dǎo)流管內(nèi)，并向上運動，最終從出水口流出。

上述步驟3）具體步驟為：

A）當拉線下壓時，利用其生拉絲的剛性，活塞整體向下運動，進水翻板通過翻板連接點翹起打開，地下水流便可以從進水口進入導(dǎo)流管內(nèi)；

B）當拉線上提時，進水翻板通過翻板連接點向下關(guān)閉，封蓋住出水口。

本發(fā)明所述取樣裝置除了具有造價低廉、攜帶方便、不易損壞等主要優(yōu)點外，還能夠定深抽取井中水樣，較準確的定位重復(fù)取樣，解決自吸泵揚程不夠無法取樣的問題。同時，采用底部活塞式結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)壓井容易漏氣，不易固定等問題，而且維護管理比較方便。

在地下水取樣工作中，本發(fā)明取樣裝置可以針對某一地下水層，連續(xù)抽水數(shù)十分鐘，這一過程中，所取水樣經(jīng)過該層地下水含水層的不斷補給，能夠充分代表這一地下水含水層的自然狀況，對需水量較大的檢測項目有優(yōu)勢。

該方法可廣泛應(yīng)用于干旱區(qū)、無人區(qū)的野外環(huán)境下，地下水觀測井中的定深、多次重復(fù)取樣，既可用抽取觀測井中不同深度的樣品，還可以保證井中水體具有流動性，確保了觀測井中提取水樣的代表性。

附圖說明

圖1本發(fā)明取樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明取樣裝置中活塞的構(gòu)造示意圖。

圖中：

1、導(dǎo)流管；11、出水口；12、過濾網(wǎng)；13、活塞；14、刻度；

2、手柄；3、拉線。