單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于地下水監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]監(jiān)測并掌握地下水的動態(tài)變化特征是科學(xué)評價地下水資源、制定合理開發(fā)利用與有效保護(hù)措施、減輕和防治地下水污染及相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害的重要基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的地下水水位和水質(zhì)監(jiān)測，一般是利用單個井孔設(shè)施，針對單一的目標(biāo)含水層或混合含水層，采取現(xiàn)場監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)測以及井孔取樣的方法進(jìn)行。如果想獲取某一地點不同含水層的水位和水質(zhì)信息，需要在特定地點附近，首先通過構(gòu)建多個井孔，并采取封井技術(shù)方法，形成多個不同含水層層位的地下水監(jiān)測井孔，然后再進(jìn)行水位和水質(zhì)監(jiān)測。比如，某一地點分布三個含水層組，分別具有不同的地下水水位，如果需要了解不同含水層地下水的水力聯(lián)系和水質(zhì)信息，那么首先需要根據(jù)地層巖性和含水層分布情況，建設(shè)三個深度由淺到深的井孔，然后在井孔內(nèi)布設(shè)監(jiān)測管，按照一個井孔只保留一個目標(biāo)含水層的原則，采用封井技術(shù)建成包含三個監(jiān)測管的地下水監(jiān)測系統(tǒng)，從而達(dá)到監(jiān)測不同目標(biāo)含水層地下水水位和水質(zhì)的目標(biāo)。這種單孔單層位地下水監(jiān)測井孔的設(shè)施和方法，不僅占地面積多，施工時間長，資金投入大，再加上鉆探石工精度、封井技術(shù)等因素的影響，難以真正揭示含水層的各向異性等復(fù)雜特征，也不能正確反映地下水的實時動態(tài)變化信息。對于地下水的污染區(qū)域來說，由于不同區(qū)域含水層變化、鉆孔孔距增大以及人為鉆探原因，很難捕獲到污染物在不同含水層、不同巖性條件下的迀移、轉(zhuǎn)化和擴(kuò)散過程。
[0003]隨著地下水資源評價、污染調(diào)查和地下水監(jiān)測技術(shù)精準(zhǔn)化的要求，歐洲、美國、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家在地下水監(jiān)測設(shè)施和技術(shù)方面發(fā)展迅速。目前，地下水監(jiān)測設(shè)施和方法一般包括單孔混合水監(jiān)測、單孔單層位監(jiān)測和巢式監(jiān)測。
[0004]上世紀(jì)90年代，我國出現(xiàn)了一孔多管的地下水監(jiān)測技術(shù)，即在一個井孔中分別將多根不同長度的監(jiān)測管布設(shè)至特定的監(jiān)測層位，通過分層回天礫石和粘土的方法，在同一監(jiān)測井內(nèi)實現(xiàn)分層監(jiān)測和分層取樣的目的。該監(jiān)測井由于在一個井孔內(nèi)布設(shè)多個監(jiān)測管，又稱“巢式監(jiān)測井”。其中，監(jiān)測管為PVC材料制成。該技術(shù)和設(shè)施在使用過程中存在諸多技術(shù)難題，具體體現(xiàn)在:當(dāng)井深過大、監(jiān)測層位過多時，需要的監(jiān)測管數(shù)量就越多，相應(yīng)的井徑要求也越大，對鉆機(jī)和鉆頭的要求也越高。另外，隨著監(jiān)測層位的增多，使用的監(jiān)測管越多，需要進(jìn)行止水的監(jiān)測管也越多，不僅分層封井的技術(shù)難度增高，也造成了材料的浪費。
[0005]近年來，加拿大Solinst公司研發(fā)了多種型號的地下水監(jiān)測產(chǎn)品，亦稱CTM系統(tǒng)。這種監(jiān)測技術(shù)主要是通過改進(jìn)PVC監(jiān)測管工藝，在同一監(jiān)測管內(nèi)設(shè)計3-7個監(jiān)測通道，每個監(jiān)測通道可以監(jiān)測一個目標(biāo)層的地下水，從而準(zhǔn)確地獲得同一地點、同一井孔內(nèi)地下水分層水位與水質(zhì)信息。但是，該監(jiān)測產(chǎn)品以淺層地下水的分層監(jiān)測為主，由于受材料的彈性參數(shù)等限制，難以用于深層地下水的監(jiān)測，監(jiān)測深度主要在20-50m之間。另外，由于監(jiān)測管的通道孔徑較小，地下水位測量和水樣采集需要應(yīng)用昂貴的專用微型水位計和采樣器，普通采樣器和水位計不能使用，成為推廣應(yīng)用的最大障礙。
[0006]針對目前國內(nèi)外地下水監(jiān)測設(shè)施及技術(shù)方法的現(xiàn)狀及存在的技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種深層地下水含水層單孔多層位的監(jiān)測系統(tǒng)，使監(jiān)測系統(tǒng)安裝時不受監(jiān)測井深度的限制，解決地下水單孔多層位的監(jiān)測問題。
(三)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種開發(fā)建設(shè)和管理成本低、占地面積小、耐壓強度高、在一個監(jiān)測井內(nèi)對多個目標(biāo)含水層進(jìn)行監(jiān)測、防止各含水層之間發(fā)生水力混合、準(zhǔn)確掌握污染物在含水層中的迀移擴(kuò)散情況、能監(jiān)測深層地下含水層水位水質(zhì)情況的單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)。
[0008]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)，包括一圓柱形的監(jiān)測管本體，沿監(jiān)測管本體的軸線方向在監(jiān)測管本體上開設(shè)有若干個貫穿監(jiān)測管本體上下底面的圓柱形的監(jiān)測通道，所述監(jiān)測通道包括一個設(shè)于監(jiān)測管本體中心的中心監(jiān)測通道和若干個沿圓周方向均勻分布在中心監(jiān)測通道周圍的外側(cè)監(jiān)測通道，各監(jiān)測通道之間互不連通；在緊鄰每個外側(cè)監(jiān)測通道的監(jiān)測管本體管壁上對應(yīng)所要取樣的深度分別設(shè)有一個監(jiān)測孔組，每個監(jiān)測孔組分別與其對應(yīng)的一個外側(cè)監(jiān)測通道互相連通，在每個監(jiān)測孔組上均包裹有濾網(wǎng)，在對應(yīng)每個監(jiān)測孔組下方20cm的外側(cè)監(jiān)測通道內(nèi)分別設(shè)有一內(nèi)部封堵栓，在每個外側(cè)監(jiān)測通道的底端分別設(shè)有一端口封堵栓，在中心監(jiān)測通道以及每個外側(cè)監(jiān)測通道內(nèi)均設(shè)有一地下水取樣器和一水位計，每個地下水取樣器和水位計均與外部的水質(zhì)分析終端相連。
[0010]所述監(jiān)測管本體的材質(zhì)為聚氯乙烯材料。
[0011]所述濾網(wǎng)的孔徑為50-100目。
[0012]每個監(jiān)測孔組包括至少五個監(jiān)測孔，且各監(jiān)測孔從上到下豎直等間距排列。
[0013]所述監(jiān)測管本體的直徑為75mm-100mm，所述外側(cè)監(jiān)測通道的數(shù)量為6，且各監(jiān)測通道的內(nèi)徑均為30mmo
[0014]所述內(nèi)部封堵栓和端口封堵栓均由橡膠材料制成。
[0015]本實用新型地下水單孔多層位監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果是:
[0016](I)本實用新型單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)一孔多層的設(shè)計，實現(xiàn)了在同一監(jiān)測井內(nèi)對多個目標(biāo)含水層的分層監(jiān)測，大大減少了成井的數(shù)量及維修和洗井成本，占地面積小，開發(fā)建設(shè)和管理成本低。
[0017](2)本實用新型單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測管直徑較大，為75mm-100mm，所以在一個監(jiān)測管上可開設(shè)多個孔徑較大的監(jiān)測通道，且單個監(jiān)測通道的內(nèi)徑達(dá)30mm，克服了傳統(tǒng)的監(jiān)測管因管徑較小只能使用價格昂貴的專用微型地下水取樣器或水位計的缺陷，集合了監(jiān)測儀器安裝需要的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，能夠在監(jiān)測通道內(nèi)安裝體積較大的普通地下水取樣器或水位計，與外部的水質(zhì)分析終端相連后，可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的傳輸，從而能在單個監(jiān)測井孔內(nèi)對多層位地下水進(jìn)行監(jiān)測。
[0018](3)本實用新型單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測管上各監(jiān)測通道之間的隔斷厚度大，具有良好的抗壓性，多個隔斷組合后起到了兩方面的作用:①防止各監(jiān)測通道在水下發(fā)生水力連通，造成含水層之間串層；?對監(jiān)測管的外側(cè)管壁形成一定的支撐作用，防止監(jiān)測通道受到擠壓后變形，而且對發(fā)生彎曲輕微變形的監(jiān)測管具有一定的恢復(fù)作用。因此，本實用新型地下水單孔多層位監(jiān)測系統(tǒng)不受含水層深度的限制，成井深度大，可安裝在30m-50m的淺層地下水監(jiān)測井中使用，也可安裝在深度達(dá)到上百米甚至300m的地下水監(jiān)測井中使用。
[0019](4)本實用新型單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)的內(nèi)部封堵栓和端口封堵栓采用不易變形、不易腐爛的橡膠材料制成，每個監(jiān)測通道相對獨立，保證一個監(jiān)測通道只能采集一個層位的地下水信息，防止各含水層之間發(fā)生水力混合，準(zhǔn)確掌握污染物在含水層中的迀移擴(kuò)散情況，嚴(yán)格控制一個監(jiān)測通道除了與目標(biāo)含水層連通外，不能與其他含水層發(fā)生水力聯(lián)系，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0020](5)本實用新型單孔多層位地下水監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測管由聚氯乙烯材料制成，具有良好的耐熱性、韌性以及硬度，耐腐蝕、牢固耐用，在運輸過程中能夠盤曲便于運輸，且在撤去外力后又能恢復(fù)原來的狀態(tài)，不易于變形，耐壓強度高，對監(jiān)測井內(nèi)周圍的壓力具有較強的抵抗能力，能監(jiān)測深層地下含水層水位水質(zhì)情況，適用范圍廣。
(四)
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；