一种滤水管、地下水监测井装置的制作方法

本实用新型属于环保领域，具体涉及一种新型滤水管、地下水监测井装置。

背景技术：

随着场地环境调查、地下水环境调查暨修复等工作的快速发展，对地下水监测井以及抽提井的构建效率、技术要求及经济性越来越高。

传统的建井方法一般是先钻井得到井孔，再放置井管和滤水管，然后在滤水管与井壁间填充滤层，在井管与井壁间填充封隔层，最后安装井口保护盖，完成建井。

在污染场地及地下水环境调查与修复中，由于建井数量大，工作时间短，特定要求多，上述的建井方法工作效率相对较低，而且由于建井需要使用滤层滤料，操作相对复杂，建井成本也较高；此外，传统的建井方法监测井一直留在场地中，难以移除，在数量较大时对场地的后续利用造成了不利影响。

专利cn107816083a公开了一种井下滤层模组，在设置在固定框架的内滤网和外滤网之间填充滤层，可以使水井的透水井管四周形成密实而规则的过滤层，避免出现滤层移位造成进入泥沙报废水井的弊端。此专利的井下滤层模组不仅建井效率慢，而且需要开挖的井孔直径大。

技术实现要素：

本实用新型为了简化建井流程，提高建井效率，方便场地后续利用，提供了一种新型滤水管、地下水监测井装置。

本实用新型提供了一种滤水管，设置在地下水取样井的底部，用于对特定地层的地下水进行水质监测，具有这样的特征，包括筒状的管体，具有管壁，包括管壁上部和管壁下部，管壁下部设置有多个通孔；至少一层包裹在管壁下部的过滤层；以及止水环，环绕设置在管壁上部，其中，过滤层中过滤孔的尺寸小于通孔的尺寸,止水环采用遇水膨胀的材料制成。

在本实用新型提供的滤水管中，还可以具有这样的特征：其中，通孔的中心线与管体的中心线垂直，或者，通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角，或者，通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

另外，在本实用新型提供的滤水管中，还可以具有这样的特征：其中，管壁下部包括从上至下的上壁部分、中壁部分以及下壁部分，多个通孔包括分别设置上壁部分上的上通孔、设置中壁部分上的中通孔以及设置下壁部分上的下通孔，上通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角，中通孔的中心线与管体中心线垂直，下通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

另外，在本实用新型提供的滤水管中，其特征在于：还包括具有网状结构的防堵层，环绕设置在管壁下部且位于管壁与过滤层之间，用于支撑过滤层并防止通孔堵塞，其中，过滤层具有多层，多层过滤层具有相同的过滤孔形状，相邻两层过滤层中的过滤孔位置是交错设置的，或者，多层过滤层是由多个不同的过滤孔形状的过滤层构成，具有不同过滤孔形状的多个过滤层是交叉设置的，过滤层采用低吸附性的不锈钢或有机高分子材料制成。

本实用新型提供了一种地下水监测井装置,用于设置在地下水取样井中，对特定地层的地下水进行过滤后，得到需要用于监测的特定地层的地下水，具有这样的特征，包括：从上至下依次连通的多个呈筒状的井管、滤水管，其中，滤水管设置在地下水取样井的井底，该井底位于特定地层中，滤水管为上述的任意一种的滤水管。

本实用新型提供了一种地下水监测井装置,用于设置在地下水取样井中，对特定地层的地下水进行过滤后，得到需要用于监测的特定地层的地下水，具有这样的特征，包括：从上至下依次连通的多个呈筒状的井管和滤水管、防堵层以及止水环，其中，滤水管设置在地下水取样井的井底，该井底位于特定地层中，滤水管包括：筒状的管体，具有管壁，管壁上设置有多个通孔，至少一层包裹在管壁上的过滤层，过滤层中过滤孔的尺寸小于通孔的尺寸,具有网状结构的防堵层，环绕设置在管壁上且位于管壁与过滤层之间，用于支撑过滤层并防止通孔堵塞，止水环环绕设置在位于滤水管上部的井管外表面的下端，止水环采用遇水膨胀的材料制成。

在本实用新型提供的地下水监测井装置中，还可以具有这样的特征：其中，通孔的中心线与管体的中心线垂直，或者，通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角，或者，通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

另外，在本实用新型提供的地下水监测井装置中，还可以具有这样的特征：其中，管壁包括从上至下的上壁部分、中壁部分以及下壁部分，多个通孔包括分别设置上壁部分上的上通孔、设置中壁部分上的中通孔以及设置下壁部分上的下通孔，上通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角，中通孔的中心线与管体中心线垂直，下通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

另外，在本实用新型提供的地下水监测井装置中，还可以具有这样的特征：其中，过滤层具有多层，多层过滤层具有相同的过滤孔形状，相邻两层过滤层中的过滤孔位置是交错设置的，或者，多层过滤层是由多个不同的过滤孔形状的过滤层构成，具有不同过滤孔形状的多个过滤层是交叉设置的，过滤层采用低吸附性的不锈钢或有机高分子材料制成。

一种模块化地下水监测井施工方法,其特征在于，包括以下步骤：

选定地下水监测井的位置，根据土层地质构造选取合适的钻井方法，开始监测井钻井操作，监测井的孔径大于井管外径与2个止水环的厚度之和；当钻至取水层以下预定深度时，完成监测井孔的钻孔操作；依次将多个井管和滤水管进行连接，并将止水环环绕贴附在井管的外壁上组装成地下水监测井装置；将地下水监测井装置放置在监测井中；安装井口保护盖，完成地下水监测井装置的快速构建。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的一种滤水管、地下水监测井装置，因为本实用新型的滤水管，设置在地下水取样井的底部，用于对特定地层的地下水进行水质监测，滤水管具有至少一层包裹在管体上的过滤层，用于过滤泥土颗粒以及悬浮物，而不需要在滤水管与井壁间填充滤层，不仅节约了材料和运输用工成本，而且还很方便地实现了对使用后的地下水井进行移除，不影响场地后续开发工作。

另外，地下水监测井装置采用模块化制作的多个井管与滤水管连接，不仅方便装配和安装，而且井管与滤水管可在监测井使用完后可取回，经处理可循环使用。

进一步地，设置在井管与取样井的井壁之间的止水环遇水膨胀后封堵井管与取样井的井壁之间的间隙，止水环下方的地下水通过过滤层从管体外流入管体内，从而不需要在井管与井壁间填充封隔层，还具有降低地下水扰动的有益效果。

所以，本实用新型的地下水监测井装置不仅能有效简化建井流程，提升建井效率，缩短建井时间，而且井管和滤水管可以方便地移除，经处理后可循环使用。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中地下水监测井装置示意图；

图2是本实用新型的实施例中滤水管管体示意图；

图3是本实用新型的实施例中一种通孔的剖面示意图；

图4是本实用新型的实施例中一种通孔的剖面示意图；

图5是本实用新型的实施例中过滤层示意图；以及

图6是本实用新型的实施例中防堵层示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的滤水管、地下水监测井装置作具体阐述。

实施例一

地下水监测井装置用于设置在地下水取样井中，对特定地层的地下水进行过滤后，得到需要用于监测的特定地层的地下水。

如图1所示，地下水监测井装置包括从上至下依次连通的多个呈筒状的井管7、滤水管11、止水环10、井口保护盖6、取样井盖8。

井管7呈圆筒状，其外径小于地下水取样井的内径，相邻的两个井管7连接方式采用螺纹连接或卡扣连接，实施例中，井管7采用pvc材料制成，3米左右一段，采用螺纹连接。当采用螺纹连接时，井管7的上端设置有内螺纹，下端连接处的外径缩小且设置有匹配该内螺纹的外螺纹。

另外，也可以采用连接件来连接相邻的两个井管7，井管7的两端分别设置有外螺纹，连接件呈环状，环内设置有与外螺纹相匹配的内螺纹。

实施例中，井管7和滤水管11也通过螺纹连接组装，一起置入取样井下，从而提高建井效率，井口保护盖6设置在最上面的井管7口上，取样井盖8呈环状设置在地面上，井管7从取样井盖8中穿过，取样井盖8用于遮挡井管7与取样井的井壁之间的空隙。

滤水管11设置在预定深度处特定地层的地下水取样井的井底，包括筒状的管体3、至少一层过滤层4、防堵层5，滤水管11长度依据水文地质结构及取水要求设置，通常为100mm-20000mm。

管体3为筒状的管体，具有管壁，管壁上设置有多个通孔2，管体3的底部可以封闭，也可以不封闭。实施例中，管体3的底部是封闭的。

如图2所示，管体3的上端设置有内螺纹1，管体3的管壁上设置有多个通孔2，通孔2的截面可以为圆形、椭圆形以及长条形中的任意一种。

根据地下水中不同的污染物来设计通孔2的方向，一种情况是通孔2的中心线与管体3的中心线垂直，这样通过通孔2的水流方向与管体3的中心线垂直。

或者，通孔2的中心线与管体3中心线的向下方向的夹角为锐角。

当水流方向a通过如图3所示的通孔2时，适用于含油类的地下水，因为含油的物质是容易上浮的，容易通过该种孔。

或者，通孔2的中心线与管体3中心线的向上方向的夹角为锐角。

当水流方向b通过如图4所示的通孔2时，适用于重非水相液体污染物通过该种通孔。

当该锐角为45度时，水流通过具有较好的效果。

进一步地，通孔2在管壁的边缘呈圆弧状，即通孔2与管壁的连接处呈圆弧状，这样就不容易使得地下水中的悬浮物淤积在连接处。

本实施例中，管体3呈圆筒状，采用pvc材料制成，管体3的剖面尺寸与井管7的剖面尺寸相同，通孔2的中心线与管体3的中心线垂直，通孔2的截面呈长条形，该长条缝可用电锯在管体3上进行水平切割，长条缝之间间隔平行，交错设置。长条缝的长度为30mm-120mm，宽度为0.15-3mm，间距为3mm-12mm。

至少一层如图4所示的过滤层4包裹在管体3的管壁上，过滤层4中过滤孔的尺寸小于通孔2的尺寸。

其中，过滤层4具有多层，

多层过滤层4具有相同的过滤孔形状，相邻两层过滤层4中的过滤孔位置是交错设置的；

或者，多层过滤层4是由多个不同的过滤孔形状的过滤层4构成，具有不同过滤孔形状的多个过滤层4是交叉设置的。

根据取水层水文地质及取水要求，过滤层4可以有5-20层。过滤层4采用低吸附性的不锈钢或有机高分子材料制成。

实施例中，过滤层4由多层过滤孔形状相同的滤布进行包裹，或由多层过滤孔形状不相同的滤布进行包裹，滤布的材质选取吸附性较差且稳定性较好的有机高分子材料，如涤纶、丙纶、锦纶(尼龙)、维纶、乙纶、混合纤维、树脂类中的任意一种。

滤布中过滤孔的形状可以为矩形、菱形等形状，各层滤布的过滤孔的形状可以是相同的，相邻两层过滤层4中的过滤孔位置是交错设置的。

或者，各层滤布的过滤孔的形状也可以不同的，具有不同过滤孔形状的多个过滤层4是交叉设置的。

经过多层叠加后的过滤层4可以得到更加小的过滤孔，可以更有效地发挥过滤作用。

实施例中，滤布的空隙分为粗、中、细三种规格，其单位面积质量分别为100g/m²、450g/m²、800g/m²，其等效孔径分别为0.2mm、0.14mm、0.07mm，在地下水的常温(15-17摄氏度)下，滤布材质均不溶解与有机污染物，且耐酸碱。

因此，过滤层4中过滤孔的尺寸小于通孔2的尺寸,即过滤层4等效孔径中的最大的尺寸小于通孔2中最小的尺寸。

为避免通孔2淤塞，在管体3与过滤层4之间设置有防堵层5。

具有网状结构的防堵层5，环绕设置在管壁上且位于管壁与过滤层4之间，用于支撑过滤层4并防止通孔2堵塞。

该防堵层5具有支撑和隔离防堵作用，如图6所示，防堵层5上设置有多个通孔。实施例中，在过滤层4与管体3外壁间用一层塑料网制成的防堵层5隔开。

止水环10环绕设置在位于滤水管11上部的井管7外表面的下端，位于井管7与取样井的井壁之间。

如图1所示，止水环10设置在井管7上，止水环10采用遇水膨胀的橡胶材料制成，橡胶材料的膨胀系数为1.5-3，无二次污染；或采用透水材料制成且透水材料内包裹有经物理化学改性而成的膨润土，该膨润土在ph为2-13之间具有很好的遇水膨胀性，膨胀系数为0.5-1.5，重量轻、可塑性好、无二次污染。

实施例中，止水环10采用遇水膨胀的橡胶材料制成,止水环10与井管7采用粘结连接。

遇水膨胀的止水环10与传统建井方式中的封隔层作用相近，遇水后发生膨胀，起到止水的效果。止水环10遇水膨胀后封堵井管7与取样井的井壁之间的间隙，止水环10下方的地下水通过过滤层4从管体3外流入管体3内。

止水环10安装方式简便，能有效提高建井效率。此外，遇水膨胀的止水环10脱水后会缓慢收缩，在监测井使用完后，可方便移除井管，利于将其取回，经处理后可循环使用，节约了成本。

一种模块化地下水监测井施工方法,包括以下步骤：

选定地下水监测井的位置，根据土层地质构造选取合适的钻井方法，开始监测井钻井操作，监测井的孔径大于井管外径与2个止水环的厚度之和；

当钻至取水层以下预定深度时，完成监测井孔的钻孔操作；

依次将多个井管和滤水管进行连接，并将止水环环绕贴附在井管的外壁上组装成地下水监测井装置；

将地下水监测井装置放置在监测井中；

安装井口保护盖，完成地下水监测井装置的快速构建。

实施例二

本实施例其他结构与实施例一相同，只是滤水管的管体结构与实施例一不同。

本实施例中，管体为筒状的管体，具有管壁，管壁上设置有多个通孔，管体的底部可以封闭，也可以不封闭。实施例中，管体的底部是封闭的。

其中，管壁包括从上至下的上壁部分、中壁部分以及下壁部分，多个通孔包括分别设置上壁部分上的上通孔、设置中壁部分上的中通孔以及设置下壁部分上的下通孔。

上通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角。

中通孔的中心线与管体中心线垂直。

下通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

实施例三

本实施例其他结构与实施例一相同，只是滤水管的结构和止水环的安装位置与实施例一不同。

滤水管包括管体、至少一层的过滤层、止水环。

筒状的管体具有管壁，包括管壁上部和管壁下部，管壁下部设置有多个通孔；

至少一层的过滤层包裹在管壁下部；

止水环环绕设置在管壁上部，位于井管7与取样井的井壁之间。

其中，通孔的中心线与管体的中心线垂直，

或者，通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角，

或者，通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

实施例四

本实施例其他结构与实施例三相同，只是管体的结构和与实施例三不同。

本实施例中，管壁下部包括从上至下的上壁部分、中壁部分以及下壁部分。

多个通孔包括分别设置上壁部分上的上通孔、设置中壁部分上的中通孔以及设置下壁部分上的下通孔。

上通孔的中心线与管体中心线的向下方向的夹角为锐角。

中通孔的中心线与管体中心线垂直。

下通孔的中心线与管体中心线的向上方向的夹角为锐角。

示范例1

针对某尾矿库对周边区域可能存在的地下水环境影响，需开展地下水环境调查。根据尾渣的特性，推断地下水可能的主要污染物有硫酸根、重金属离子等。根据场地地质勘探结果，场地地层由上到下依次为杂填土、砾砂、强风化花岗岩、中风化花岗岩。场地地下水主要赋存于砾砂层中，砾砂粒径为2mm～5mm。地下水环境调查需要建立地下水监测井取样检测，在确定钻孔点位无地下设施后，根据本专利的方法，以25m深水井为例，钻孔深至25m，组装新型pvc滤水管18m和新型pvc井管7.5m并放入井中，管径为100mm。依据地下水可能存在的污染物和砾砂的粒径，滤布选取100g/m²的规格，包裹5层。漏水裂缝长度为80mm，宽度为2mm，间距为4mm。安装井口保护盖和圆环，完成建井。

示范例2

针对某农药厂对周边区域可能存在的地下水环境影响，需开展地下水环境调查。根据农药厂的生产工艺，推断地下水可能的主要污染物有有机磷农药、有机氯农药等。场地地下水主要赋存于粉砂层中，粉砂粒径为0.02mm～0.05mm。地下水环境调查需要建立地下水监测井取样检测，在确定钻孔点位无地下设施后，根据本专利的方法，以25m深水井为例，钻孔深至25m，组装新型pvc滤水管18m和新型pvc井管7.5m并放入井中，管径为100mm。依据地下水可能存在的污染物和粉砂的粒径，滤布选取800g/m²的规格，包裹10层。漏水裂缝长度为12mm，宽度为1mm，间距为5mm。安装井口保护盖和圆环，完成建井。

本实施例仅对地下水无机污染和有机农药污染取样的监测井构建的两个实例进行了说明，但是本实用新型不限于此，本领域技术人员应当知道，在不脱离本实用新型的权利要求范围下可进行任意改变和修改。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的滤水管、地下水监测井装置，因为本实用新型的滤水管，设置在地下水取样井的底部，用于对特定地层的地下水进行水质监测，滤水管具有至少一层包裹在管体上的过滤层，用于过滤泥土颗粒以及悬浮物，而不需要在滤水管与井壁间填充滤层，简化了建井流程，节约了材料和运输用工成本。

另外，地下水监测井装置采用模块化制作的多个井管与滤水管连接，不仅方便装配和安装，而且井管与滤水管可在监测井使用完后可取回，经处理可循环使用。

进一步地，设置在井管与取样井的井壁之间的止水环遇水膨胀后封堵井管与取样井的井壁之间的间隙，止水环下方的地下水通过过滤层从管体外流入管体内，从而不需要在井管与井壁间填充封隔层，还具有降低地下水扰动的有益效果。

进一步地，由于地下水监测井装置结构使得地下水取样井需要钻的内径较小，节约了成本。

所以，本实施例的地下水监测井装置不仅能有效提升建井效率，避免滤层滤料堵塞滤水管，而且井管和滤水管经处理后可循环使用。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。