[發明專利]地下水分層采樣系統及使用該系統進行分層采樣的方法

在審

• 申請號: 202011192858.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112557107A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 譚學軍;王磊;高耘飛;徐偉;朱煜;張辰
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司;上海申環環境工程有限公司
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;E21B33/12;E21B43/04
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 陳穎潔

本發明提供地下水分層采樣系統及使用該系統進行分層采樣的方法，包括井孔、井管、井臺、止水材料、濾料，篩管深度范圍、濾料填充范圍與目標采樣層范圍相一致，目標采樣層為多層時，篩管相應設置多段；分層采樣裝置包括襯管、上部止水氣囊、下部止水氣囊、充氣管、采樣管，上部止水氣囊和下部止水氣囊環形固定于襯管外表面，本發明與現有技術相比，通過上部止水氣囊和下部止水氣囊，使目標含水層采樣段形成密封，避免了其他含水層的干擾，采樣針對性強；通過調整采樣裝置位置，實現地下水分層采樣，避免了監測井的重復建設，縮短了監測井建設和采樣時間，并降低成本；針對目標含水層進行洗井，產生的洗井廢水量小，對地下水擾動小，二次污染小。

技術領域

本發明涉及環境監測領域，尤其涉及一種地下水分層采樣系統及使用該系統進行分層采樣的方法。

背景技術

地下水環境監測井是為調查地下水環境質量狀況和地下水體中污染物動態分布變化而設立的水質監測井，常用于飲用水水源地、礦山開采區、工業污染源、農業污染源、垃圾填埋場等區域的地下水調查和監測。

不同類型污染物，在水中分布深度不一樣，例如石油烴類污染物一般分布在地下水上層，而氯代烴類密度比水大，通常分布在深層地下水中，此外，污染物遷移進入地下水的深度還受土層結構、滲透系數、泄漏時間長短等因素影響，不同含水層內污染物的含量也會存在差異。

為了對不同含水層的地下水進行采樣檢測，通常需要建設不同深度的多個監測井，存在以下問題：一方面，監測井建設工作量大，成本高，工期長；另一方面，建成的監測井在采樣前需要洗井，根據規范要求洗井水量應為3~5倍的井體積，監測井數量越多、深度越大，洗井產生的廢水量也相應越多，廢水收集處理不當極易產生二次污染。

發明內容

本發明的目的是提供地下水分層采樣系統及使用該系統進行分層采樣的方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種地下水分層采樣系統，其特征在于，包括井孔和地下水分層采樣裝置，所述井孔沿豎直方向設置，所述井孔頂端的外緣環繞設有井臺，所述井孔內沿豎直方向設有井管，所述井管包括由上至下一一交替連接的無縫實壁管和篩管，所述井管的頂端和底端均為無縫實壁管，所述無縫實壁管的外壁和井孔的內壁之間填充止水材料，所述篩管的外壁和井孔的內壁之間填充濾料，

所述地下水分層采樣裝置包括襯管、上部止水氣囊、下部止水氣囊、充氣管和采樣管，所述襯管沿豎直方向插入井管設置，所述上部止水氣囊和下部止水氣囊均環形固定附著于襯管的外表面，所述上部止水氣囊位于任意一篩管的頂部，所述下部止水氣囊位于同一篩管的底部，所述充氣管和采樣管均固定于襯管的外壁，所述充氣管的上端與空氣泵連接，所述充氣管的下端與上部止水氣囊和下部止水氣囊連通，所述采樣管的上端與采樣泵連接，所述采樣管的下端位于上部止水氣囊和下部止水氣囊之間。

進一步地，所述井管的底部通過管堵密封，所述井管的頂部通過管帽密封。

進一步地，所述濾料的填充深度范圍與篩管的深度范圍相一致。

進一步地，所述襯管的外徑比井管的內徑小5cm以上。

一種使用采樣系統進行地下水分層采樣的方法，包括以下步驟：

步驟1：鉆孔達到設定深度后，進行井孔掏洗；將井管放入井孔并扶正、固定，將濾料和止水材料分別填充至井孔內壁與井管外壁之間的環形空隙內，濾料填充深度范圍與篩管深度范圍相一致，止水材料填充深度范圍與無縫實壁管深度范圍相一致；

步驟2：將分層采樣裝置放入井管內，位置與目標采樣層相一致，將充氣管上端與空氣泵連接，將采樣管上端與采樣泵連接；向上部止水氣囊和下部止水氣囊內充氣，使氣囊填滿井管與襯管之間的環形空間；

步驟3：利用采樣泵和采樣管洗井，抽水速率不大于0.3L/min，直至水質參數達到穩定；

步驟4：利用采樣泵和采樣管采集地下水至樣品瓶中，編號并貼上標簽；