一种地下水分层采样装置的制作方法

本实用新型属于地下水科学与工程、环境工程领域，涉及一种地下水分层采样装置。

背景技术：

工业的快速发展，造成了严重的地下水污染。地下水中污染物监测，是环境监测领域的重要组成部分，同时也为场地风险评估和土壤修复提供指导。

准确采取地下水样品是确定污染程度的前提。目前，针对地下水采样研究较少。主要方法有（1）使用贝勒管等采样器采样；（2）使用便携式采样泵采样。上述两种方法均存在一定缺陷，方法（1）对地下水扰动较大，地下水采样过程中需要对单井地下水进行分层采样，操作过程中必然会有采样器多次下井的现象，扰动了地下水中组分浓度分布，导致检测结果不准；方法（2）若地下水位较深，采样收到水泵吸力和扬程限制，无法采集有效样品。因此，研究一种更加准确，应用型更为广泛的采样系统和采样方法，具有重要的应用价值和前景。

技术实现要素：

针对现有研究存在的问题，本实用新型提供一种地下水分层采样装置，可以一次性分层采集地下水样品，具有操作简便，应用性广等优势。

为实现上述目的，本实用新型提供一种地下水分层采样装置，包括套管以及固定于套管内的取水管，所述取水管的底部具有进水口，顶部具有出水口，于出水口的上方、入水口的下方分别设置顶部弹簧盖板、底部弹簧盖板，所述取水管与套筒之间设置有联动杆，联动杆分别与顶部弹簧盖板、底部弹簧盖板连接，所述套筒的外部设置有拉动杆，所述拉动杆与联动杆连接。

所述套管中设置有球体，所述球体的密度大于水的密度，球体直径大于进水口直径并小于取水管的直径。

所述套管的材质为不锈钢，所述取水管的材质为聚四氟乙烯。

所述套管的顶部、底部的分别配置顶部配重块、底部配重块。

所述顶部配重块的下方设置有第一吊环。

所述拉动杆的顶部设置有第二吊环。

所述拉动杆与联动杆之间通过传动螺栓连接。

所述套管的顶部和底部均具有螺纹，通过螺纹将多个地下水分层采样装置相互连接。

本实用新型可以根据需要采取不同深度水样，适用性更为广泛，且原位采取的地下水样品能够更精确反应地下水水质情况。

附图说明

图1为本实用新型提供的地下水分层采样装置的结构示意图。

图2为多个地下水分层采样装置逐级串联的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型提供一种地下水分层采样装置，主要功能是分层采集地下水样品。如图1所示，主要结构包括外置的套管3以及内置固定于套管3内的取水管4。主要控制部件包括顶部弹簧盖板8、传动螺栓9、拉动杆10、联动杆11和底部弹簧盖板12。所述取水管4的底部具有进水口，顶部具有出水口。

套管3的材料为3mm厚度的防腐不锈钢，顶部和底部均具有螺纹，可以逐级串联。所述取水管4的材质为聚四氟乙烯。套管3的顶部、底部的两侧分别配置顶部配重块1、底部配重块7配重，可以选择铅块配重，选取顶部配重块1和底部配重块7的总质量与取水管4可蓄水质量相同，平衡取水过程中浮力作用。顶部配重块1的下方安装固定第一吊环2，用于安装采样使用的绳索。套管3的侧壁为传动螺栓9和固定螺栓5预留槽孔。

内置的取水管4由固定螺栓5固定至套筒3内侧，为可拆卸式结构。取水时水流自下而上流入取水管4。取水管4的两端分别于出水口的上方和进水口的下方分别设置顶部弹簧盖板8和底部弹簧盖板12。所述顶部弹簧盖板8和底部弹簧盖板12的材质选用钢夹心橡胶材质，具有良好的刚性和防水性。底部弹簧盖板12的主要作用是封堵进水口，防止未到指定采样位置时地下水流入取水管4。顶部弹簧盖板8的主要作用是封堵出水口，防止在取样过程中地下水由出水口进入取水管4。取水管4内置有一密度略大于水的球体6，球体6的密度为1.1g/cm³～1.25g/cm³，该球体6主要作用是封堵进水口，防止取水完毕后水从进水口流出。球体6的直径大于出水口的直径，小于取水管4的直径。采样过程中所述球体6会随水流上升，静至后可以沉入水底，封堵进水口。

沿取水管4外壁与套筒3的内壁之间设置联动杆11，取水管4的顶部弹簧盖板8与底部弹簧盖板12与联动杆11铆连，联动杆11由传动螺栓9与设置于套筒3外部的拉动杆10通过传动螺栓9连接。拉动杆10的顶部焊接一第二吊环，用于安装拉动绳索。传动螺栓9为活动式可拆卸结构，可以与拉动杆10、联动杆11分离，方便采样装置拆卸。

所述套管3的顶部和底部均具有螺纹，例如顶部具有内螺纹，底部具有外螺纹，或顶部具有外螺纹，底部具有内螺纹，这样当多个地下水分层采样装置进行多个逐级串联时，可以通过内外螺纹可以使两个套管3的顶端、底端互相螺纹连接，实现逐级串联。

本实用新型主要原理是将采样装置下沉至固定深度，通过拉动杆10控制顶部弹簧盖板8和底部弹簧盖板12采集水样。本实用新型可多级串联，如图2所示，沿着纵向设置多个采样装置，控制不同拉动杆10在不同深度采集水样。具体操作方式如下：

例：某井深35m，水位在地表以下5m，现在需要分层采集地表以下10m、20m、30m的水样。

为防止井水扰动造成采样不准确，采样顺序采取由上至下采样。

步骤一：取三个采样装置逐级串联，如图2所示，三个采样装置由下至上命名为采样装置A、采样装置B、采样装置C。

步骤二：用绳索分别连接采样装置C顶部固定第一吊环以及三个采样装置拉动杆上方第二吊环，将连接好的采样装置沉入水中。

步骤三：地表根据绳索长度控制采样深度，当采样装置A达到地表以下10m深时，拉动连接采样装置A拉动杆的绳索，采样装置A的顶部弹簧盖板和底部弹簧盖板被打开，水流入取样管，此时地表采样人员可以明显感觉采样装置变重。等待采样装置重量无明显变化后，松开拉动杆绳索，静至15～30s，确保球体沉入管底。至此，地表以下10m水样采集完毕。

步骤四：地表根据绳索长度，控制采样装置深度，当采样装置B到达地表以下20m深度时按步骤三操作采样装置B，完成地表以下20m水样采集工作；当采样装置C到达地表以下30m时，按照步骤三控制采样装置C，完成地表以下30m样品采集工作。

步骤五：将多级串联的采样装置提起至地面，将采样装置拆解成三段，松开固定螺栓和传动螺栓，去除取水管，将水样倒出，完成采样工作。

注意事项

1、本实用新型多级串联时，总质量较重，应提在地面提前实验，确保绳索强度，防止采样过程中采样多级串联掉落井底，造成不必要的损失。

2、采样前应检查拉动杆、传动螺栓和联动杆的传动性，防止传动卡死导致采样失败。

3、分层采样时，应注意采样顺序，由上至下采样，防止对井水造成扰动。

4、采集较深层水样时，由于深层水压较大，可能会出现无法开启取水管两端弹簧盖板情况，此时应控制操作方式和拉动力度。

5、若需要采集井底水样，需要合理安排多级采样多级串联采样顺序，最后使用最下面的采样多级串联方可采集到井底水样（如上述案例中，如需采集地表以下35m深水样，应最后使用采样多级串联A采集井底水样）。

本实用新型相对于传统采样装置具有如下优点：

1、可以一次性分层采样，不需要采样装置多次下井，将采样过程中对井水的扰动降至最低。

2、本采样多级串联可以根据需求多级串联，采取多层水样。

3、本实用新型采用的主要材料为防腐不锈钢和聚四氟乙烯，材料容易获取，有较强的抗腐蚀能力。采用其各个部件组分连接方便，操作简单，能适用于大多数地下水采样工作。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。